Technologie Li-Fi (super-rychlý internet na LED diodách): přehled, popis, zařízení a vyhlídky

Li-Fi je nová technologie přenosu dat, která v budoucnu radikálně změní podnik, vytvoří příležitosti, které dosud zesílily a připravuje se na to, že do roku 2022 se stane multibiliardovým průmyslem. V současné době probíhají práce na dosažení rychlosti 1 Gbit / s, což umožní překročit výkon ultra-rychlého širokopásmového přístupu.

Informační světlo

Termín Li-Fi byl vytvořen profesorem Haraldem Haasem a odkazuje na způsob vysílání informací pomocí světla, který poskytuje vysokorychlostní obousměrné mobilní připojení podobné Wi-Fi. Může být použit jak pro vybíjení existujících sítí pracujících na rádiových kmitočtech, tak pro zvýšení jejich propustnosti.

Pro ultrarýchlou komunikaci se používá viditelná část elektromagnetického spektra. To rozlišuje tuto technologii od takto zavedené formy bezdrátové komunikace, jako je Wi-Fi, ve kterém jsou zapojeny tradiční kmitočty.

V Li-Fi jsou data přenášena modulací intenzita světla, jsou přijímány fotodetektory a signál je přeměněn na elektrický. Modulace se provádí tak, že to lidské oko nevidí.

Technologie vysokorychlostní optické komunikace Li-Fi patří do kategorie bezdrátové komunikace, která kromě viditelného světla zahrnuje i infračervené a ultrafialové záření. Jeho jedinečnost spočívá v používání stávajících sítí osvětlení.

Li Fi - ultra rychlý internet na LED diodách

Při použití stejnosměrného proudu na LED dioda vydává stabilní tok fotonů s viditelným světlem. Když se sníží nebo zvýší proud, změní se i jas záře. Vzhledem k tomu, že LED žárovky jsou polovodičová zařízení, proudový a tedy optický výstup může být modulován při velmi vysoké rychlosti. Může být přijata fotobuňkou a převedena zpět na elektrický proud. Modulace jasu je pro lidské oko neviditelná a je stejně vhodná jako rádio. Pomocí této techniky LED lampa dokáže přenášet informace vysokou rychlostí.

Radiová komunikace vyžaduje přítomnost elektrických obvodů, antén a složitých přijímačů, zatímco technologie Li-Fi je mnohem jednodušší. Používá techniky přímé modulace podobné těm, které se používají v levných infračervených komunikačních zařízeních - dálkových ovladačích. Použití infračervené komunikace je omezeno kvůli požadavkům hygienické bezpečnostní normy očí, zatímco LED lampy mají vysokou intenzitu luminiscence a vykazují významnou rychlost provozu.

Světlo nebo rádio?

Li-Fi dokáže přeměnit lampu na bezdrátový přístupový bod analogicky k routeru Wi-Fi.

V tradičním spojení jsou využívány rádiové frekvence, ale jejich počet je velmi omezen. Zařízení - počítače, notebooky, tiskárny, inteligentní televizory, smartphony a tablety - musí soutěžit propustnost. Vznik rostoucího počtu věcí, které využívají Wi-Fi, jako jsou ledničky, hodiny, kamery, mobilní telefony, je příčinou zpoždění a snížení rychlosti přenosu dat. Technologie Li-Fi využívá frekvence světelných vln, které jsou 10 000krát větší než rádiové frekvence.

Rádiové vlny vytvářejí elektromagnetické rušení, které zasahuje do provozu zařízení a vybavení letadel, nemocnic a potenciálně nebezpečné v průmyslových odvětvích, jako je jaderná energie, vrtání ropných a plynových vrtů. Li-Fi používá světlo, které je jiskrově bezpečné a nevytváří elektromagnetické rušení.

Rádiové vlny procházejí stěnami a stropy. Světlo není. Jedná se o rozdíl v ochraně dat mezi Wi-Fi a Li-Fi. Hacker mimo budovu se může připojit k rozhlasové síti uvnitř. Data přenášená prostřednictvím Li-Fi jsou k dispozici pouze tam, kde svítí lampa.

Standardní Wi-Fi 802.11a / g poskytuje přenosovou rychlost až 54 Mb / s a ​​tato hodnota může být zvýšena na 1 Gb / s. Univerzita v Edinburghu již dosáhla 3 Gbit / s v černobílé barvě. Jedna plnofarební LED RGB může vysílat až 9 Gb / s.

Internet z žárovky Li-Fi

Vývoj této technologie přispěl k prudkému nárůstu používání LED pro účely osvětlení.

Li-Fi je ideální pro stahování videa a zvuku, živého vysílání atd. Tyto úlohy vyžadují vysokou šířku pásma vstupních kanálů, ale vyžadují minimální odchozí výkon. Většina internetového provozu existujících radiofrekvenčních kanálů je tedy uvolněna, čímž se rozšiřují možnosti celulární komunikace a Wi-Fi.

Světlý internetový Li-Fi se používá v různých oblastech:

• Osvobození od rádiových frekvencí: maximální zatížení buněčných sítí lze posunout na Li-Fi. To je zvláště účinné na vstupních komunikačních kanálech, kde se nejčastěji vyskytují úzká místa.
• Inteligentní osvětlení: jakékoli soukromé nebo veřejné osvětlení, včetně pouličního osvětlení, lze použít jako přístupové body Li-Fi se stejnou komunikační infrastrukturou a senzory.
• Mobilní připojení: notebooky, chytré telefony, tablety a další mobilní zařízení se mohou přímo připojit pomocí Li-Fi. Krátká vzdálenost poskytuje vynikající a bezpečnou komunikaci.
• Nebezpečná výroba: Technologie Li-Fi je bezpečnou alternativou k elektromagnetickému rušení z radiových kmitočtů v zařízeních, jako jsou doly a petrochemické podniky.
• Lékařská a zdravotní péče: světlo nevytváří elektromagnetické rušení a proto neinterferuje se zdravotnickým zařízením a není také ovlivněno snímači MRI.
• Letectví: Li-Fi lze použít ke snížení hmotnosti, zkrácení délky kabeláže a zvýšení flexibility při umístění sedadel v prostoru pro cestující, kde jsou již instalovány svítidla LED. Zábavní systém na palubě je schopen udržovat a komunikovat s mobilními zařízeními cestujících.
• Komunikace pod vodou: díky silné absorpci signálu není použití rádiových frekvencí ve vodě praktické. Akustické vlny mají velmi nízkou propustnost a narušují mořské živočichy. Technologie Li-Fi poskytuje řešení pro komunikaci v krátkém dosahu.
• Vozidla a doprava: světlomety jsou již vyráběny, zadní světla, pouliční osvětlení, značky a semafory, které používají LED lampy. To umožňuje komunikovat mezi vozidly a silniční infrastrukturou v systémech řízení bezpečnosti a provozu.
• Vysoce přesné lokální informační služby, jako je reklama a navigace, které vám umožní získat informace týkající se konkrétního místa a času.
• Hračky: LED diody se používají v mnoha hračkách, které mohou být použity pro levné komunikaci mezi interaktivní hračky.

Prototyp pro vývojáře

Li-1st umožňuje zákazníkům rychle rozvíjet a testovat aplikace Li-Fi. Zařízení podporuje plnou duplexní komunikaci s propustností 11,5 Mb / s ve vzdálenosti až 3 m a zároveň poskytuje dostatečné osvětlení na pracovní ploše. Pracovní vzdálenost závisí pouze na síle světelného zdroje. Zařízení nabízí jednoduché bezpečné bezdrátové připojení k síti v kombinaci s LED diodami.

Li-1st byl vytvořen jako základ pro pilotní projekty vývojářů Li-Fi.

První komerční produkt

Společnost Li-Flame byla veřejně prokázána na Mobile World Congress v Barceloně v březnu 2016. Zařízení představuje novou generaci první bezdrátové sítě vysokorychlostního připojení založené na viditelném světle. Technologie Li-Flame podporuje výrazně vyšší hustotu dat než nejlepší Wi-Fi řešení a jeho vlastní bezpečnost eliminuje nechtěné externí vstupy. Kromě toho kombinace osvětlení s bezdrátovou komunikací výrazně zjednodušuje infrastrukturu a snižuje spotřebu energie.

Li-Flame poskytuje:

• poloduplexní komunikace 10 Mbit / s ve vzdálenosti až 3 m se standardními svítidly;
• plná mobilita (přenosná stolní jednotka s autonomním napájením) s vysokou rychlostí přenosu dat díky těsné instalaci přístupových bodů Li-Fi;
• bezpečná bezdrátová komunikace v areálu, což eliminuje riziko úniku signálu;
• přístupových bodů pro více uživatelů, které poskytují větší šířku pásma pro každého uživatele;
• bezpečná bezdrátová komunikace v prostředích, kde jsou rádiové frekvence nežádoucí nebo nepřístupné;
• flexibilita při navrhování komunikačních sítí;
• rozšíření rozsahu bezdrátových aplikací;
• úspora osvětlení a telekomunikačních zařízení v důsledku používání jediné infrastruktury.

Stropní jednotka:

• Data a napájení jsou dodávány prostřednictvím standardního portu Ethernet.
• Snadná instalace.
• Připojuje k LED diodě a vytváří tzv. Attosots.
• Více přístupů.
• Hladký přechod mezi přístupovými body.

Stolní část:

• Připojte se ke klientskému zařízení prostřednictvím portu USB.
• 10 Mbit / s infračerveným směrem nahoru ke stropu.
• Otočnou hlavu vysílače lze nastavit uživatel.
• Bateriový a přenosný.

Nejrychlejší, nejmenší a nejvíce chráněné

LiFi-X je vývoj systému Li-Flame. Umožňuje nasazení plnohodnotné sítě a na rozdíl od stávajících produktů podporuje více přístupů, roaming, plnou mobilitu a je také snadno použitelný. Z předchozí verze se liší plně duplexní komunikace rychlostí 40 Mbit / s v obou odchozích i příchozích směrech a plná mobilita poskytovaná přenosnou USB stanicí.

Přístupový bod LiFi-X:

• Podpora napájení přes PoE nebo PLC.
• Snadná instalace.
• Připojení na LED lampy pro tvorbu at-buněk.
• Více přístupů.
• Hladké přepínání mezi přístupovými body.

Stanice LiFi-X:

• USB 2.0.

Literatura

Knihy o technologii Li-Fi, navzdory své novosti, nejsou neobvyklé, nicméně většina z nich není přeložena do ruštiny. Zde jsou jen některé z nich:

• Arnon, Shlomi. Komunikace s viditelným světlem. Cambridge, Velká Británie: Cambridge University Press, 2015. Tisk.
• Dimitrov, Svilen a Harald Haas. Principy světelné komunikace LED: směrem k síti Li-Fi. Cambridge: Cambridge University Press, 2015. Tisk.
• Ghassemlooy, Zabih, W Popoola a S Rajbhandari. Optický bezdrátový komunikační systém a modulace kanálů s MATLABem. Boca Raton, FL: tisková zpráva CRC, 2013. Tisk.

Knihy jsou k dispozici v internetovém obchodě Amazon.