Li-Fi tehnologija (super-brz Internet na LED-ima): pregled, opis, uređaj i perspektive

Li-Fi je nova tehnologija prijenosa podataka koja će u budućnosti radikalno promijeniti poslovanje, stvoriti prilike koje su dospjele za upotrebu danas i priprema se za industriju od više milijardi dolara do 2022. godine. Trenutačno se razvija brzina od 1 Gbit / s, što će omogućiti prekoračenje pokazatelja iznimno brzog širokopojasnog pristupa.

Informativno svjetlo

Pojam Li-Fi je skovao profesor Harald Haas i odnosi se na način emitiranja informacija pomoću svjetla koja omogućuje dvosmjernu mobilnu komunikaciju velike brzine, slično Wi-Fi-u. Može se koristiti i za istovar postojećih mreža koji rade na radio frekvencijama, kao i za povećanje njihove propusnosti.

Za ultra-brzu komunikaciju koristi se vidljivi dio elektromagnetskog spektra. To razlikuje ovu tehnologiju od tako uspostavljenog oblika bežične komunikacije, kao što je Wi-Fi, što uključuje tradicionalne frekvencije.

U Li-Fi se podaci prenose modulacijom intenziteta svjetla, snimljenog fotodetektorom, a signal se pretvara u električni. Modulacija je učinjena na takav način da ga ljudsko oko ne percipira.

Tehnologija velike brzine optičke komunikacije Li-Fi spada u kategoriju bežičnih komunikacija, koja osim vidljivog svjetla uključuje infracrvenu i ultraljubičastu zračnicu. Njegova jedinstvenost leži u korištenju postojećih rasvjetnih mreža.

Li Fi - ultra brzi internet na LED diodama

Kada se izravna struja primjenjuje na LED svjetiljku, emitira stabilan tok fotona vidljivog svjetla. Kada se struja smanji ili povećava, svjetlina svjetlosti se također mijenja. Budući da su LED žarulje poluvodički uređaji, struja, a time i optički izlaz može se modulirati pri vrlo velikoj brzini. Može se primijeniti fotocelom i pretvoriti natrag u električnu struju. Modulacija svjetline je neprimjetna ljudskom oku i jednako je pogodna kao i radio. Koristeći ovu tehniku, LED svjetiljka je sposobna prenositi informacije pri velikoj brzini.

Radiofrekvencijska komunikacija zahtijeva prisutnost električnih sklopova, antena i složenih prijemnika, a Li-Fi tehnologija je mnogo jednostavnija. Koristi izravne tehnike modulacije slične onima koji se koriste u jeftinim infracrvenim komunikacijskim uređajima - daljinskim upravljačima. Korištenje infracrvene komunikacije je ograničeno zbog zahtjeva za sanitarnim sigurnosnim standardima oči, dok LED svjetiljke imaju visok intenzitet luminescencije i pokazuju značajnu brzinu rada.

Svjetlo ili radio?

Li-Fi može uključiti svjetiljku u bežičnu pristupnu točku, slično Wi-Fi usmjerivaču.

U tradicionalnoj vezi se koriste radio frekvencije, ali njihov broj je vrlo ograničen. Uređaji - računala, prijenosna računala, pisači, pametni televizori, pametni telefoni i tableti - moraju se natjecati za širinu pojasa. Pojava sve većeg broja stvari putem Wi-Fi-ja, kao što su hladnjaci, satovi, kamere i mobiteli, uzrokuju kašnjenja i smanjenje brzine prijenosa podataka. Li-Fi tehnologija koristi frekvencije svjetlosnih valova, koje su 10.000 puta veće od radiofrekvencija.

Radio valovi stvaraju elektromagnetske smetnje koje ometaju rad uređaja i opreme zrakoplova, bolnica i potencijalno opasnih u takvim industrijama kao što su nuklearna elektrana, bušenje ulja i plinskih bušotina. Li-Fi koristi svjetlost koja je inherentno sigurna i ne stvara elektromagnetske smetnje.

Radio valovi prolaze kroz zidove i stropove. Svjetlo ne. To je razlika u zaštiti podataka između Wi-Fi i Li-Fi. Haker izvan zgrade može se povezati s radijskom mrežom unutar njega. Podaci koji se prenose putem Li-Fi mreže dostupni su samo ako svjetlo zasvijetli.

Standardni Wi-Fi 802.11a / g omogućuje brzinu prijenosa do 54 Mbps, a ta se vrijednost može povećati na 1 Gbit / s. Sveučilište u Edinburghu već je doseglo 3 Gbit / s jednobojno. Jedna puna LED RGB LED može emitirati do 9 Gb / s.

Internet s žarulje Li-Fi

Razvoj ove tehnologije pridonio je oštrom povećanju uporabe LED dioda za svjetlosne svrhe.

Li-Fi je savršeno prikladan za preuzimanje videa i zvuka, emitiranja uživo, itd. Ovi zadatci nameću velike zahtjeve na širinu pojasa ulaznih kanala, ali zahtijevaju minimalnu izlaznu snagu. Tako se većina internetskog prometa postojećih radiofrekvencijskih kanala oslobađa, proširujući mogućnosti mobilne komunikacije i Wi-Fi mreže.

Svjetlina Internet Li-Fi se koristi u različitim područjima:

• Otpuštanje radijskih frekvencija: vršna opterećenja mobilnih mreža mogu se prebaciti na Li-Fi. To je naročito djelotvorno na ulaznim komunikacijskim kanalima, gdje se najčešće pojavljuju uska grla.
• Pametna rasvjeta: sva privatna ili javna rasvjeta, uključujući ulična svjetla, mogu se koristiti kao Li-Fi pristupne točke, s istom komunikacijskom infrastrukturom i senzorima.
• Mobilne veze: prijenosna računala, pametni telefoni, tableti i drugi mobilni uređaji mogu se izravno povezati pomoću Li-Fi. Kratka udaljenost pruža izvrsnu i sigurnu komunikaciju.
• Opasna proizvodnja: Li-Fi tehnologija je sigurna alternativa elektromagnetskim uplitanjima radiofrekvencijskih komunikacija u postrojenjima kao što su mina i petrokemijska poduzeća.
• Medicina i zdravstvena zaštita: svjetlost ne stvara elektromagnetske smetnje i stoga ne utječe na medicinsku opremu, a također ne utječu na MRI skenere.
• Zrakoplovstvo: Li-Fi se može koristiti za smanjenje težine, smanjenje duljine ožičenja i povećanje fleksibilnosti u postavljanju opreme za sjedenje putničkog prostora gdje su LED rasvjeta već instalirana. Zabavni sustav na brodu je sposoban održavati se i međusobno komunicirati s mobilnim uređajima putnika.
• Komunikacija pod vodom: zbog jakog apsorpcije signala, uporaba radijskih frekvencija u vodi nije praktična. Akustični valovi imaju vrlo slabu propusnost i ometaju morske životinje. Li-Fi tehnologija pruža rješenje za komunikaciju kratkog dometa.
• Vozila i prijevoz: prednja svjetla, svjetla za pozadinu, ulične svjetiljke, znakovi i semafori već se proizvode, u kojima se koriste LED svjetiljke. To omogućuje komunikaciju između automobila i cestovne infrastrukture u sustavima sigurnosti i upravljanja prometom.
• Visoka preciznost, lokalne informacijske usluge, poput oglašavanja i navigacije, koje omogućuju dobivanje informacija vezanih za određeno mjesto i vrijeme.
• Igračke: LED diode se koriste u mnogim igračkama, koje se mogu koristiti za jeftinu komunikaciju između interaktivnih igračaka.

Prototip za razvojne programere

Li-1 omogućava korisnicima brz razvoj i testiranje Li-Fi aplikacija. Uređaj podržava full duplex komunikaciju s brzinom od 11,5 Mbps na udaljenosti do 3 m, a također pruža dovoljno osvjetljenja na radnoj površini. Radna udaljenost ovisi samo o snazi izvora svjetlosti. Uređaj nudi jednostavnu sigurnu bežičnu vezu s mrežom, u kombinaciji s LED svjetiljkama.

Li-1 je stvoren kao baza za pilot projekte razvojnih programera Li-Fi.

Prvi komercijalni proizvod

Li-Flame javno je demonstriran na Svjetskom kongresu mobilnih uređaja u Barceloni u ožujku 2016. Uređaj predstavlja sljedeću generaciju prve velike brzinske bežične mreže temeljene na vidljivom svjetlu. Tehnologija Li-Flame podržava znatno veću gustoću podataka od najboljih Wi-Fi rješenja, a njegova intrinzična sigurnost eliminirat će neželjene vanjske ulaze. Osim toga, kombinacija rasvjete bežičnom komunikacijom značajno pojednostavljuje infrastrukturu i smanjuje potrošnju energije.

Li-Flame pruža:

• Half-duplex komunikacija 10 Mbit / s na udaljenosti do 3 m s standardnim rasvjetnim tijelima;
• Potpuna mobilnost (prijenosna stolna jedinica s autonomnom snagom) s velikom brzinom prijenosa podataka zbog uske instalacije Li-Fi pristupnih točaka;
• Sigurna bežična komunikacija u prostorijama, što eliminira rizik od curenja signala;
• Pristupne točke višekorisničke, pružajući veću propusnost za svakog korisnika;
• Sigurna bežična komunikacija u okruženjima gdje su radio frekvencije nepoželjne ili nedostupne;
• Fleksibilnost u oblikovanju komunikacijskih mreža;
• Proširivanje raspona bežičnih aplikacija;
• Spremanje na rasvjetu i telekomunikacijsku opremu zbog korištenja jedne infrastrukture.

Stropna jedinica:

• Podaci i snaga se isporučuju putem standardnog Ethernet porta.
• Jednostavna instalacija.
• Spojen je na LED svjetiljku, stvarajući atosove.
• Višestruki pristup.
• Glatko prijelaz između pristupnih točaka.

Dio tabletnog računala:

• Povežite se s klijentskim uređajem putem USB priključka.
• 10 Mbit / s infracrvenom vezom do stropa.
• Korisnik može namjestiti zakretnu glavu primopredajnika.
• Baterije i prijenosni.

Najbrži, najmanji i najviše zaštićen

LiFi-X je razvoj Li-Flame sustava. Omogućuje vam da implementirate punopravnu mrežu i, za razliku od postojećih proizvoda, podržava višestruki pristup, roaming, punu mobilnost, a također je jednostavan za korištenje. Od prethodne verzije razlikuje se puna dvostruka komunikacija pri brzini od 40 Mbit / s u oba odlaznog i dolaznog smjera te punu mobilnost koju pruža prijenosna USB stanica.

Pristupna točka LiFi-X:

• Podrška snage preko PoE ili PLC.
• Jednostavna instalacija.
• Spajanje na LED svjetla za stvaranje atto-stanica.
• Višestruki pristup.
• Glatko prebacivanje između pristupnih točaka.

Stanica LiFi-X:

• USB 2.0.

književnost

Knjige o tehnologiji Li-Fi, unatoč novostima, nisu neuobičajene, međutim, većina njih nije prevedena na ruski jezik. Ovo su samo neki od njih:

• Arnon, Shlomi. Komunikacija vidljive svjetlosti. Cambridge, Ujedinjeno Kraljevstvo: Cambridge University Press, 2015. Ispis.
• Dimitrov, Svilen i Harald Haas. Načela LED svjetlosnih komunikacija: prema mrežnim Li-Fi mrežama. Cambridge: Cambridge University Press, 2015. Ispis.
• Ghassemlooy, Zabih, W Popoola i S Rajbhandari. Optički bežični komunikacijski sustav i modul moduliranja s MATLAB-om. Boca Raton, FL: CRC Press, 2013. Ispis.

Knjige su dostupne u online trgovini Amazon.