Li-Fi tehnoloogia. Seade ja töö. Rakendus ja funktsioonid. Li-Fi - uus tehnoloogia andmete edastamiseks läbi LED-ide

Li-Fi tutvustab uut andmeedastustehnoloogiat, mis peaks pakkuma sada korda kiiremat andmeedastust kui Wi-Fi. Li-Fi tehnoloogia peaks tulevikus äris revolutsiooni tegema, luues 2022. aastaks aluse mitme miljardi dollari suurusele tööstusele. Hetkel töötatakse selle nimel, et saavutada Li-Fi tehnoloogia kiirus 1 Gb/s ja rohkem. See ületab oluliselt olemasoleva ülikiire lairibajuurdepääsu.

Hetkel Li-Fi alles areneb, kuid juba praegu kavatsevad paljud ettevõtted sellesse investeerida. Lähitulevikus saab seda laialdaselt kasutada, asendades nii palju kui võimalik Wi-Fi. Plaanitakse, et selle tehnoloogia laiaulatuslik kaubanduslik kasutamine algab mõne aasta pärast.

Li-Fi tehnoloogia: seade

Li-Fi on lühend sõnast Light Fidelity, mis on nähtavat valgust kasutav juhtmevaba suhtlusvorm. See optiline traadita sidetehnoloogia tagab kahesuunalise kiire mobiilside, kasutades raadiolainete asemel LED-valgust. Valgusvoogude kaudu on tagatud binaarne andmeedastus. Termini Li-Fi võttis kasutusele saksa füüsik Harald Gaas.

Li-Fi tööks on vaja järgmist riistvara:

• LED valgustussüsteem.
• Paigaldatud ruuter koos valgustussüsteemiga.
• Vastuvõtja, mis on varustatud dekoodriga valgussignaali dekodeerimiseks.

Li-Fi tehnoloogia on loodud nii, et elektrilisi LED-lampe saab kasutada juhtmevaba ruuterina.

Tänapäeval on Li-Fi süsteemi peamised komponendid:

• Ere LED, mis on edastatavate andmete allikas.
• Ränist fotodiood (fotodetektor), mis suudab reageerida nähtavale valgusele, on edastatavate andmete vastuvõtja.

Li-Fi emitteri süsteem sisaldab enamikul juhtudel nelja põhikomponenti:

• Valgus.
• Kõrgsageduslik (HF) toiteahela võimendi.
• Trükkplaat.
• Raam.

Trükkplaati kasutatakse lambi sisendite ja väljundite ühendamiseks. See sisaldab sisseehitatud mikrokontrollerit, mida kasutatakse lambi erinevate funktsioonide juhtimiseks. RF-signaali genereerib toiteahelas olev pooljuht-RF-võimendi, mis loob elektrivälja lambipirni lähedusse. Elektrivälja suur energiatihedus võimaldab viia lambipirni sisu plasma olekusse. See kontrollitud plasma toimib intensiivse valgusallikana. Kõik ülaltoodud komponendid on raamitud alumiiniumist korpusega.

Virvendavad dioodid on inimsilmale märkamatud ning digitaalne modulatsioonimeetod võimaldab andmeedastust kuni 10 Gbit sekundis. Edastatud pakettide registreerimiseks kasutatakse spetsiaalset vastuvõtjat.

Viimaste arenduste hulgas võib nimetada Oledcommi nutitelefoni, mis töötab Androidiga. Nutitelefonil on üks oluline modifikatsioon: esikaamera asemel on sellel Li-Fi sensor. Määratud andur saab käsklusi nutitelefoni lähedal asuvatelt LED-lampidelt, mis võimaldab teil seadmes videoid või pilte vaadata.

Lisaks demonstreeriti kompaktse välise Li-Fi vastuvõtja prototüüpi, mis ühendub nutitelefoniga läbi 3,5 mm pistiku. Selline vastuvõtja võimaldab teil Li-Fi andmeid vastu võtta seadmetes, mis pole mooduliga varustatud. Peagi plaanib Oledcomm tutvustada oma arendust tahvelarvutitesse ja nutitelefonidesse, mis võimaldab Li-Fi tehnoloogia laialdast kasutamist.

Tööpõhimõte

Kui pidev vool läbib LED-i, kiirgab LED pidevat prootonite voogu, andes nähtavale sära. Pinge muutumisel muutub ka hõõgumise intensiivsus. Kuna LED-lambid on pooljuhtseadmed, saab kiirguse intensiivsust ja voolu moduleerida üsna suurel kiirusel.

Neid luminestsentsi muutusi saab fikseerida spetsiaalse fotodetektoriga, et muuta need tagasi elektrivooluks. Inimsilm ei suuda tabada sära intensiivsuse modulatsiooni, mille tulemusena on ühendus pidev. Tänu sellele on Li-Fi tehnoloogia võimeline edastama infovooge uskumatult suure kiirusega, kasutades LED-lambipirni.

Li-Fi on uus andmetehnoloogia, mis muudab äritegevuse tulevikus revolutsiooniliseks, luues võimalusi, mis on tänaseks kasutamiseks küpsed ja millest on 2022. aastaks valmis saama mitme miljardi dollari suurune tööstus. Praegu on käimas arendused 1 Gb/s kiiruse saavutamiseks, et ületada ülikiire lairibaühendus.

infovalgus

Termini Li-Fi võttis kasutusele professor Harald Haas ja see viitab valguse abil teabe edastamise meetodile, mis tagab Wi-Fi-ga sarnase kiire kahesuunalise mobiilside. Seda saab kasutada nii olemasolevate raadiosagedustel töötavate võrkude mahalaadimiseks kui ka nende ribalaiuse suurendamiseks.

Ülikiire side jaoks kasutatakse elektromagnetilise spektri nähtavat osa. See eristab seda tehnoloogiat traadita side väljakujunenud vormist, nagu Wi-Fi, mis kasutab traditsioonilisi sagedusi.

Li-Fi puhul edastatakse andmed modulatsiooni teel, võetakse vastu fotodetektoriga ja signaal muudetakse elektriliseks. Moduleerimine toimub nii, et inimsilm seda ei taju.

Li-Fi kiire optiline sidetehnoloogia kuulub traadita side kategooriasse, mis hõlmab lisaks nähtavale valgusele ka infrapuna- ja ultraviolettkiirgust. Selle ainulaadsus seisneb olemasolevate valgustusvõrkude kasutamises.

Li Fi - ülikiire Internet LED-idel

Kui LED-lambile rakendatakse alalisvoolu, kiirgab see nähtava valguse footonite pidevat voogu. Voolu vähenemise või suurenemisega muutub ka heledus. Kuna LED-lambid on pooljuhtseadmed, saab voolu ja seega ka optilist väljundit moduleerida väga suure kiirusega. Seda saab fotoelement vastu võtta ja elektrivooluks tagasi muuta. Heleduse modulatsioon on inimsilmale hoomamatu ja sama mugav kui raadio. Seda tehnikat kasutades on LED-lamp võimeline edastama teavet suurel kiirusel.

RF-side jaoks on vaja vooluringe, antenne ja keerulisi vastuvõtjaid, samas kui Li-Fi tehnoloogia on palju lihtsam. See kasutab otsemodulatsiooni tehnikaid, mis on sarnased odavate infrapunasideseadmete – kaugjuhtimispuldi – kasutatavatele. Infrapunaside kasutamine on silmade sanitaarstandardite nõuete tõttu piiratud, samas kui LED-lambid on suure luminestsentsi intensiivsusega ja näitavad märkimisväärset töökiirust.

Valgus või raadio?

Li-Fi võib muuta lambi traadita levialaks, sarnaselt Wi-Fi ruuteriga.

Traditsiooniline side kasutab raadiosagedusi, kuid nende arv on väga piiratud. Seadmed – arvutid, sülearvutid, printerid, nutitelerid, nutitelefonid ja tahvelarvutid – peavad konkureerima Wi-Fi-põhiste seadmete, näiteks külmikute, kellade, kaamerate, mobiiltelefonide pärast, põhjustades viivitusi ja aeglasemat andmeedastust. Li-Fi tehnoloogia kasutab valguslainete sagedusi, mis on 10 000 korda suuremad kui raadiosagedused.

Raadiolained tekitavad elektromagnetilisi häireid, mis häirivad instrumentide ja seadmete tööd lennukites, haiglates ning on potentsiaalselt ohtlikud sellistes tööstusharudes nagu tuumaenergia, Li-Fi kasutab valgust, mis on olemuslikult ohutu ja ei tekita elektromagnetilisi häireid.

Raadiolained läbivad seinu ja lagesid. Valgus mitte. See on Wi-Fi ja Li-Fi andmekaitse erinevus. Häkker väljaspool hoonet suudab ühenduda selle sees oleva raadiovõrguga. Li-Fi kaudu edastatavad andmed on saadaval ainult seal, kus lamp paistab.

Wi-Fi 802.11a/g standard pakub edastuskiirust kuni 54 Mbps ja seda väärtust saab suurendada kuni 1 Gbps. Edinburghi Ülikool on juba jõudnud 3Gbps ühevärvilisena. Üks täisvärviline RGB LED suudab edastada kuni 9Gbps.

Internet Li-Fi lambipirnist

Selle tehnoloogia arendamisele aitas kaasa LED-ide kasutamise järsk kasv valgustuse eesmärgil.

Li-Fi sobib suurepäraselt video ja heli allalaadimiseks, otseülekanneteks jne. Need ülesanded seavad sisendkanalite ribalaiusele kõrged nõudmised, kuid nõuavad minimaalset väljaminevat võimsust. Nii vabaneb suur osa olemasolevate raadiosageduskanalite internetiliiklusest, mis avardab mobiilside ja wifi võimalusi.

Kerge Internet Li-Fi leiab rakendust paljudes valdkondades:

• Raadiosageduste vabastamine: mobiilsidevõrkude tippkoormuse saab nihutada Li-Fi-le. See on eriti tõhus sissetulevate sidekanalite puhul, kus kitsaskohti esineb kõige sagedamini.
• Nutikas valgustus: Li-Fi levialadena saab kasutada sama side- ja andurite infrastruktuuriga mis tahes era- või avalikku valgustust, sealhulgas tänavavalgustust.
• Mobiiliühendused: Sülearvutid, nutitelefonid, tahvelarvutid ja muud mobiilseadmed saavad Li-Fi abil otse ühenduse luua. Lühike vahemaa tagab suurepärase ja turvalise suhtluse.
• Ohtlik tootmine: Li-Fi tehnoloogia pakub ohutut alternatiivi raadiosagedusliku side elektromagnetilistele häiretele sellistes rajatistes nagu kaevandused ja naftakeemiatehased.
• Meditsiiniline ja tervishoid: valgus ei tekita elektromagnetilisi häireid ja seetõttu ei häiri meditsiiniseadmeid ning MRI-skannerid seda ei mõjuta.
• Lennundus: Li-Fi-d saab kasutada kaalu vähendamiseks, juhtmestiku pikkuse vähendamiseks ja reisijatesalongi istmete varustuse paindlikkuse suurendamiseks, kui LED-tuled on juba paigaldatud. Pardameelelahutussüsteemi saab toetada ja koostalitlusvõimet reisijate mobiilseadmetega.
• Veealune side: tugeva signaali neeldumise tõttu on raadiosageduste kasutamine vees ebaotstarbekas. Akustilistel lainetel on väga väike ribalaius ja need häirivad mereloomi. Li-Fi tehnoloogia pakub lühimaa sidelahendust.
• Sõidukid ja sõidukid: LED-lampe kasutavaid esitulesid, tänavavalgusteid, silte ja valgusfoore juba toodetakse. See võimaldab ohutus- ja liikluskorraldussüsteemides suhelda sõidukite ja teede infrastruktuuri vahel.
• Väga täpsed kohalikud teabeteenused, nagu reklaam ja navigeerimine, mis pakuvad teavet konkreetse koha ja ajaga.
• Mänguasjad: LED-e kasutatakse paljudes mänguasjades, mida saab kasutada interaktiivsete mänguasjade vaheliseks odavaks suhtluseks.

Prototüüp arendajatele

Li-1st võimaldab klientidel Li-Fi rakendusi kiiresti arendada ja testida. Seade toetab täielikku ribalaiust 11,5 Mbps kuni 3 m kaugusel, pakkudes samal ajal töölauale piisavat valgustust. Töökaugus sõltub ainult valgusallika tugevusest. Seade pakub lihtsat turvalist juhtmevaba võrguühendust, kombineerituna LED-lampidega.

Li-1st loodi Li-Fi arendajate pilootprojektide baasiks.

Esimene kaubanduslik toode

Li-Flame'i demonstreeriti avalikult Mobile World Congressil Barcelonas märtsis 2016. Seade esindab maailma esimese kiire nähtava valgusega juhtmevaba võrgu järgmist põlvkonda. Li-Flame tehnoloogia toetab oluliselt suuremat andmetihedust kui parimad Wi-Fi lahendused ja selle loomupärane turvalisus välistab soovimatu välise sissetungi. Lisaks lihtsustab valgustuse kombineerimine juhtmevaba sidega oluliselt infrastruktuuri ja vähendab energiatarbimist.

Li Flame pakub:

• pooldupleksside 10 Mbps standardlampidega kuni 3 m kaugusel;
• täielik mobiilsus (isetoitel kaasaskantav lauaarvuti) suure andmeedastuskiirusega tänu tihedalt paigaldatud Li-Fi levialadele;
• turvaline traadita side ruumides, mis välistab signaali lekke ohu;
• mitme kasutaja pääsupunktid, mis pakuvad igale kasutajale rohkem ribalaiust;
• turvaline traadita side keskkondades, kus raadiosagedused on ebasoovitavad või kättesaamatud;
• paindlikkus sidevõrkude kujundamisel;
• traadita rakenduste valiku laiendamine;
• kokkuhoid valgustus- ja telekommunikatsiooniseadmetelt tänu ühtse infrastruktuuri kasutamisele.

Laeplokk:

• Andmed ja toide tarnitakse standardse Etherneti pordi kaudu.
• Lihtne paigaldus.
• Ühendub LED-lambiga, moodustades atto-lahtrid.
• Mitmekordne juurdepääs.
• Sujuv üleminek pääsupunktide vahel.

Töölaua osa:

• Kliendiseadmega ühendamine USB-pordi kaudu.
• 10 Mbps infrapuna üleslink lakke.
• Transiiveri pöörlevat pead saab kasutaja ise reguleerida.
• Akutoitega ja kaasaskantav.

Kiireim, väikseim ja turvalisem

LiFi-X on Li-Flame süsteemi edasiarendus. Võimaldab juurutada täisväärtuslikku võrku ja erinevalt olemasolevatest toodetest toetab mitmekordset juurdepääsu, rändlust, täielikku mobiilsust ning seda on ka lihtne kasutada. See erineb eelmisest versioonist täisduplekssidega kiirusega 40 Mbps nii väljuvas kui ka sissetulevas suunas ning kaasaskantava USB-jaam tagab täieliku mobiilsuse.

LiFi-X leviala:

• Toiteallika tugi PoE või PLC kaudu.
• Lihtne paigaldus.
• Ühendage LED-tuledega, et moodustada atto kärgstruktuuri.
• Mitmekordne juurdepääs.
• Sujuv ümberlülitamine pääsupunktide vahel.

LiFi-X jaam:

• USB 2.0

Kirjandus

Li-Fi tehnoloogiat käsitlevad raamatud pole vaatamata selle uudsusele enam haruldus, kuid enamasti pole neid vene keelde tõlgitud. Siin on vaid mõned neist:

• Arnon, Shlomi. Nähtav valguskommunikatsioon. Cambridge, Ühendkuningriik: Cambridge University Press, 2015. Print.
• Dimitrov, Svilen ja Harald Haas. LED-valguskommunikatsiooni põhimõtted: võrgustatud Li-Fi suunas. Cambridge: Cambridge University Press, 2015. Print.
• Ghassemlooy, Zabih, W Popoola ja S Rajbhandari. Optiline traadita sidesüsteem ja kanalite modelleerimine MATLAB-iga. Boca Raton, FL: CRC Press, 2013. Print.

Raamatud on saadaval Amazoni veebipoest.

Pildi pealkiri Traadita optilise andmeedastuse tehnoloogia võimaldab teil Interneti-ühenduse luua suure kiirusega

Briti teadlased väidavad, et on saavutanud 10 Gbps andmeedastuskiiruse uue tehnoloogia "li-fi" abil – traadita side läbi valguse.

Teadlased kasutasid mikro-LED-lampi, mis edastas 3,5 Gbps teavet sekundis kõigi kolme "põhivärvi" - punase, rohelise ja sinise - kaudu, mis koos moodustavad tavalise "valge" valguse.

See tähendab, et kanaleid virnastades saate andmeid edastada kogukiirusega 10 Gbps.

"Li-fi" on uus tehnoloogia (nimes sisalduv lühend on koostatud analoogselt tuntud Hi-fi ja Wi-fi-ga ingliskeelsetest sõnadest "light" - "light" ja "fidelity" - "täpsus"), mis lubab usaldusväärset ja odavat võimalust spetsiaalsete LED-ide abil Interneti-ühenduse loomiseks peaaegu kõikjal.

Suur kiirus

Edinburghi, Oxfordi ja Cambridge’i ülikoolide algatatud projekt andmeedastuse uurimiseks nn ultraparalleelse nähtava valguse abil algatati Briti inseneri- ja füüsikateaduste teadusnõukogu rahastusel.

Glasgow’s Strathclyde’i ülikoolis välja töötatud pisikesed mikro-LED-id kiirgavad paralleelseid valgusvooge, mitmekordistades seega ajaühikus edastatavate andmete hulka.

"Kujutage ette dušiotsikut, mis juhib vett täiesti paralleelsete jugadega – ja panime valguse käituma samamoodi," selgitab Edinburghi ülikooli optilise traadita andmeside spetsialist ja projekti üks algatajaid professor Harald Haas.

Pildi pealkiri Professor Harald Haas on uut tehnoloogiat arendanud kümme aastat

Digitaalne modulatsioonitehnika, mida nimetatakse ortogonaalseks sagedusjaotuseks multipleksimiseks (OFDM), on võimaldanud teadlastel kasutada mikro-LED-sid, et edastada miljoneid erineva intensiivsusega valguskiirte sekundis. Lihtsamalt öeldes lülituvad lambid sisse ja välja – aga meeletu tempoga.

Nendest sisse-väljalülitustest lisatakse tohutud binaarandmete massiivid, ühtede ja nullide ahelad, mis edastatakse suurel kiirusel.

Selle aasta alguses väitsid Saksa teadlased Heinrich Hertz Fraunhoferi Instituudist, et nad suudavad laboris LED-idega saavutada andmeedastuskiiruse 1 Gbps.

Oktoobris teatasid Hiina teadlased, et ehitasid mikrokiibile 150 Mbps LED-i, mis suudab ühendada internetti korraga kuni neli arvutit.

"valguse kvaliteet"

Professor Harald Haas on "li-fi" arendamisega tegelenud kümme aastat. Teaduskeeles nimetatakse seda tehnoloogiat "nähtava valguse andmeedastuseks" või lühendatult VLC-ks ("visual light communication").

2011. aastal demonstreeris Haas, et signaalitöötlustehnoloogiaga varustatud LED-lamp suudab kõrglahutusega videot arvutisse edastada.

Ta mõtles VLC-tehnoloogiale välja ka kõlavama nime – "light fidelity" või lihtsalt "li-fi".

"Li-fi" tõotab olla odavam ja energiatõhusam andmeedastusmeetod kui praegused traadita raadiosüsteemid, arvestades LED-ide kättesaadavust ja laialdast levikut.

Nähtav valgus on osa elektromagnetilisest spektrist, 10 000 korda laiem kui raadiospekter. Valgus võib pakkuda peaaegu piiramatut andmeedastuskanali laiust.

Prof Haasi sõnul on uue tehnoloogia eeliseks ka see, et LED-saatjaid ühtlaselt jaotades on võimalik saavutada palju täpsem ja stabiilsem internetiühendus hoonete sees.

Traditsiooniliste wi-fi ruuterite puuduseks on alati olnud see, et saatjast eemaldudes signaal nõrgeneb ning kodudes ja kontorites on piirkondi, kus ühendus on piisavalt nõrk, et internetiühendus muutub ebastabiilseks või isegi katkeb.

Lisaks ei läbi nähtav valgus seinu, mistõttu on VLC-tehnoloogia andmeedastuse privaatsuse säilitamisel potentsiaalselt usaldusväärsem kui traditsiooniline wi-fi, rõhutab professor Haas.

Kas loote Interneti-ühenduse WiFi kaudu? Nagu kiirus? Kas sulle ei meeldiks kiiremini?

Professor Harald Haas leiutas Li-Fi - "ülikiire" teabeedastuse tehnoloogia, mis võimaldab levitada Internetti ... lambipirni kaudu.

MidaLi— fi Internet

Tehniliselt rakendatakse seda LED-lampi sisseehitatud kiibi abil - selline "pirn" on võimeline edastama andmeid sada korda kiiremini kui traditsioonilisi tehnoloogiaid kasutavad modemid.

Kõlab nagu uudised kaugest tulevikust? See on aga juba reaalsus – Haasi tehnoloogial põhinevad seadmed on juba turul.

→ Algajad, lugege —

Mis üldse on li-fi??

See on kiire andmeedastustehnoloogia, mis kasutab "kandjana" nähtavat valgust. Edastamise ajal LED-tuled vilguvad, lülituvad välja ja sisse väga lühikeseks ajaks. Vilkumise sagedus on nii kõrge, et inimsilm ei suuda värelust märgata, mistõttu on võimalik kasutada valgustamiseks selliste LED-idega lampe.

Mis on li-fi tegelikkuses, testis Eesti firma Velmenni. Selle töötajad paigaldasid mitmesse Tallinna tootmishoonesse ja kontorisse vastavad seadmed ning mõõtsid edastuskiirust. Tulemus oli hämmastav: infot edastati li-fi kaudu kiirusega 1 gigabit sekundis! Võrdluseks, enamikus wi-fi võrkudes ei ületa keskmine edastuskiirus 10 megabitti sekundis.

Ma ei kiirusta ütlema, et see uus tehnoloogia on tulevik. Tõenäoliselt ei põhjusta li-fi ilmumine wi-fi kadumist - need teabe edastamise meetodid eksisteerivad veel pikka aega rahumeelselt. Lay-fi seadmed paigaldatakse sinna, kus see on põhjendatud ja võimalik. Ja sellised seadmed nagu sülearvutid, nutitelefonid ja sarnased vidinad omandavad võimaluse, mis võimaldab teil "tõrgeteta" lülituda "vanade" 3G-võrkude, Wi-Fi ja "viimase" valguse Interneti vahel.

Velmenni tegevjuht Deepak Solanki ennustab andmeedastusmeetodi "pirn" laialdast kasutuselevõttu lähiaastatel. Vahepeal mõtlevad insenerid, kuidas tehnoloogiast kasu saada nendele kasutajatele, kes soovivad internetiühendusega seadmetega töötada mitte ainult põlevate lampidega, vaid ka täielikus pimeduses.

Sellest, mis on li-fi, rääkis professor Haas teadusmaailmale viis aastat tagasi. Selleks ajaks oli ta "kerget internetti" arendanud kümmekond aastat. Muide, selle tehnoloogia teaduslik nimetus on visuaalne valguskommunikatsioon (lühidalt VLC).

→ Kas olete seda näinud? —

2011. aastal demonstreeris Harald Haas, kuidas spetsiaalse kiibiga varustatud LED-lamp edastab HD (“kõrglahutusega”) videot arvutisse. Selleks ajaks oli teadlane tehnoloogiale kõlavama nimetuse välja mõelnud, nimetades VLC ümber li-fi-ks (lühend sõnadest light fidelity).

Arvestades LED-ide maksumust, kättesaadavust ja üldlevinud levikut, tõotab li-fi edastamine olla energiatõhusam ja odavam kui praegu kasutatavad traadita raadiosüsteemid.

Elektromagnetilise spektri see osa, mis on nähtav valgus, on 10 tuhat korda laiem kui raadiokiirguse spekter. Võimalik, et "kerge" ülekandekanali laius on peaaegu piiramatu. Li-fi eeliste hulka kuulub Haasi sõnul arvutite stabiilsem ja täpsem ühendamine võrkudega hoonete sees - peaasi, et LED-saatjad jaotuksid ühtlaselt. See on eriti oluline tavapärase wi-fi-ruuteri signaali tugeva nõrgenemise taustal modemist eemaldumisel (selle tõttu tekivad kontorites ja elumajades nii nõrga ühendusega tsoonid, et pole võimalik ühenduda neis Internetiga).

Mis on elu turvalisuse mõttes?

Nähtav valgus ei pääse läbi seinte. See omadus muudab professor Haasi sõnul VLC-tehnoloogia edastatava teabe konfidentsiaalsuse osas usaldusväärsemaks kui tänapäeval populaarne wi-fi.

jne põhineb raadiosageduskanalite kasutamisel. Sellel mehhanismil on mitmeid olulisi puudusi. Eelkõige sagedusribade piirangud, mitme samas sagedusvahemikus oleva signaaliallika vastastikune mõju, andmeedastuskiiruse sõltuvus kasutajate arvust jne. Sellistel tehnoloogiatel on praegu vähem levinud, kuid paljutõotav alternatiiv Li-Fi-le, mis põhineb valguse energial.

Mis on Li-Fi

Li-Fi (light Fidelity) on üsna noor tehnoloogia. Selle esivanem on saksa füüsik Harald Haas, kes 2011. aastal kasutas ruuterina LED-lampi. Laboritingimustes saavutas see edastuskiiruseks 224 Gb / s. See kiirus võimaldab näiteks ühe sekundi jooksul alla laadida 18 filmi, igaüks 1,5 GB või kuni 50 000 fotot! Idee sai teoks tänu VLC (Visible Light Communication) tehnoloogiale, mis võimaldab valgusallikal mitte ainult valgustusfunktsiooni täita, vaid ka infot edastada. Andmete edastamine toimub LED-tüüpi valgusdioodide abil, mille nanosekundiline värelus on inimesele märkamatu.

Li-Fi tehnoloogia eelised

Light Fidelity eeliseks on suur andmeedastuskiirus. Põhineb 224 Gb / s, siis Li-Fi ületab kiirusepiirangu Wi-Fi standard IEEE 802.11ax 22,4 korda ja IEEE 802.11ac 30 korda.

Tehnoloogia teine ​​eelis on suhteliselt kõrge turvalisus häkkerite tungimise vastu. Fakt on see, et ülekande aluseks olev valgus ei läbi seinu. Seetõttu peab Li-Fi võrgu häkkimiseks ründaja olema signaaliallika vahetus läheduses, kaotades sellega oma anonüümsuse.

Li-Fi tehnoloogia puudused

Ülaltoodud pluss tuleneb Light Fidelity tehnoloogia peamisest puudusest, nimelt teabe edastamise lühikesest ulatusest. Häkker ei pea mitte ainult häkkimise sooritamiseks olema valgusallika lähedal. Kasutaja ise saab Li-Fi-d kasutada ainult ruumides.

Li-Fi ja Wi-Fi tehnoloogiate võrdlev analüüs

Li-Fi ja Wi-Fi tehnoloogiad põhinevad sarnastel IEEE 802.11 protokollidel. Li-Fi kasutab aga nähtava valguse elektromagnetlaineid, Wi-Fi aga raadiolaineid. Tänu sellele saavutab esimene tehnoloogia eelise suurema ribalaiuse osas.

IEEE 802.15.7 standard määratleb Li-Fi jaoks OSI PHY (füüsilise kihi) võrgumudeli füüsilise kihi, samuti MAC-aadressi (Media Access Control) meediumipääsu juhtimiskihi. IEEE 802.15.7 tööversioon eristab kolme erineva võimsusega PHY-d, mis on toodud tabelis 1.

Tabel 1 – Li-Fi standardi (IEEE 802.15.7) füüsiliste tasemete omadused

	PHY I	PHY II	PHY III
Kasutusala	Välisrakendus. Väikese andmemahuga rakendused	toas	Mitu RGB-allikat ja -sihtkohta
Töökiirus, Mbps	≈ 0,012 – 0,268	1,25 - 96	12 - 96
Veaparandusalgoritm	Konvolutsiooniline. Reed Solomen	Reed Solomen	Reed Solomen
Modulatsiooni tüüp	OK (sisse-välja võtmed).	OK (sisse-välja võtmed). VPPM (muutuv impulsspositsiooni modulatsioon)	CSK (värvinihke võtmed)

Võrreldes Wi-Fi-ga on Light Fidelity oluliselt parem umbes suurem andmeedastuskiirus. Kuid tehnoloogia suudab signaali levitada palju lühematel vahemaadel kui raadiolained.

Seega on Li-Fi tehnoloogia võrreldes Wi-Fi-ga:

1. Kasutab raadiolainete asemel nähtavaid valguslaineid.

2. Sellel on laiem ribalaius.

3. Kas b umbes suurem andmeedastuskiirus.

4. Rohkem infoturvalisust.

5. Väiksema levialaga.

6. Edendab energia optimeerimist, integreerides valgustussüsteemi ja kuumad kohad.

7. Li-Fi seadmed ei sega üksteist võrgus.

Li-Fi tehnoloogia kui revolutsioon traadita andmeedastuses

Valgustuse pioneer Haas usub, et Li-Fi eelised muudavad valgusvõrgu nõudluse digitaalmaailmas. Tema sõnul ei suuda Wi-Fi täita mobiilse andmeedastuse nõudeid, mis kehtestab asjade interneti kontseptsioon. Aastaks 2020 on igal kasutajalumbes kolm võrguseadet. Reaalselt umbes 20,8 miljardit ühendused. Kui kõik seadmed hakkavad kasutama samu Wi-Fi sagedusi, tekivad võrgus häired, mis mõjutavad andmeedastuskiirust negatiivselt. Kolmanda kümnendi teisel poolel olukord ainult halveneb. Haasi sõnul võib tõhusaks lahenduseks saada Light Fidelity tehnoloogia, tänu millele hakkab signaali levitama iga selle funktsiooni jaoks kohandatud pirn.

Li-Fi tehnoloogia rakendamise tingimused

Siiani pole Li-Fi turuletoomisest juttugi. Mida suurem on aga LED-lampide kasutussagedus, seda rohkem umbes Valguse andmeedastuse levimiseks avanevad suuremad võimalused. Iga LED võib samaaegselt valgustada ruumi ja edastada binaarandmete massiive. Grand View Researchi andmetel kasvab valguse andmeedastustehnoloogia turg 2024. aastaks 100 miljardi dollarini.

Peamine Li-Fi uurimise, arenduse ja edendamisega tegelev ettevõte on Harald Haasi asutatud PureLiF. Tehnoloogia vastu näitavad huvi aga teised äristruktuurid. Näiteks viidi läbi Li-Fi testid Beamcaster , jõudes 1,25 Gb / s, ja Sisoft, mis edastas andmeid kiirusega 10 Gb / s.

2016. aasta sügisel teatati, et LED-valgustite ettevõte Lucibel, kellega PureLiF koostööd teeb, on valmis ellu viima projekti maailma esimese kontori varustamiseks kahesuunalise andmeedastusega Li-Fi tehnoloogia abil. Lahendus on plaanis ellu viia Pariisis.

Teine Prantsuse ettevõte Oledcomm peaks hanke kohaselt varustama rohkem kui 60 Pariisi metroojaama 250 000 LED-valgusallikaga. Selles projektis kasutab Li-Fi tehnoloogia ühesuunalist sidet. Näiteks objektide asukoha kohta teabe edastamiseks.

Ka Apple iOS operatsioonisüsteemi koodist leiti infot andmeedastuse testimise kohta Li-Fi valguskiirguse abil.

Kas Li-Fi asendab Wi-Fi standardi?

Tõenäoliselt ei toimu Wi-Fi täielikku asendamist Light Fidelity tehnoloogiaga. Li-Fi arendajad eeldavad, et toode jõuab massiturule mitte varem kui 3-4 aasta pärast. LED-ruutereid kasutatakse koos WiFi-ga. See on tingitud lahendamata probleemide olemasolust andmeedastuse valgustehnoloogias.

Eelkõige on Li-Fi-d välistingimustes keeruline kasutada, nii et seda piirkonda saab teenindada WiFi kaudu. Kui Harald Haasi visioon täitub ja suvaline pirn võib märku anda, siis seda lähiajal oodata ei maksa. Kõige tõenäolisem stsenaarium on Li-Fi ja Wi-Fi kombineeritud kasutamine.

Mobiilsidevõrkude toimimise tehniliste omadustega litsentsitud ja litsentseerimata sagedusaladel (HetNet, LWA, LAA, eLAA, Multefire jt tehnoloogiad) saab tutvuda raamatus "