Poznaj Li-Fi

Dostęp do bezprzewodowego Internetu, to naturalna kwestia dla coraz większej grupy społeczeństwa. Dziś nikt już nie myśli o dostępie do sieci jako o przywileju. Korzystamy z niego w pracy, w domu, komunikacji miejskiej, bez niego wiele wykonywanych na co dzień czynności staje się po prostu niemożliwe. Każdy alternatywny sposób przesyłania i przetwarzania danych, pozwalający na zniwelowanie przerw w ich dostępności, jest na wagę złota. Naukowcy z Edinburg University postanowili zatem wykorzystać … światło, a konkretniej, migoczącą (zmodulowaną) wiązkę światła emitowaną przez źródła LED. Opracowana przez nich technologia nazywa się Li-Fi i powoli zaczyna się upowszechniać.

W roku 2011 profesor Harald Haas z Edinburg University zaprezentował na konferencji TED swoje najnowsze odkrycie – żarówkę LED wyposażoną w innowacyjną technologię komunikacji Li-Fi (Light Fidelity). Twierdził wówczas, że dzięki niej będziemy mogli komunikować się za pomocą światła i wcale nie chodziło mu o prymitywne sygnały świetlne, jakie ludzkość zna od wieków. Światło emitowane przed LEDy miało, jego zdaniem, umożliwić łączenie się z Internetem. Do udowodnienia tej teorii posłużyła mu zwykła lampa biurkowa, oświetlająca specjalny fotodetektor. Po zapaleniu światła, naukowiec zaczął wyświetlać film na ekranie za swoimi plecami. Wystarczyło jednak zasłonić źródło światła ręką, by zablokować przepływ danych i tym samym wstrzymać projekcję. Był to naoczny dowód na to, że to światło było źródłem transmisji danych. Eksperyment ten pozostawił jednak wiele pytań: Jaki mechanizm stoi za tym zjawiskiem? Co należy zrobić, aby połączyć się z Internetem, wykorzystując światło emitowane przez źródła LED? Wbrew pozorom zrozumienie tych zagadnień wcale nie jest to takie trudne.

Wi-Fi wykorzystuje do transmisji danych fale radiowe, sieć Li-Fi zmodulowane (migoczące) fale świetlne emitowane przez źródła LED, z tak dużą częstotliwością, że są niewidoczne dla ludzkiego oka. Aby uzyskać do niej dostęp trzeba dysponować odbiornikiem wyposażonym w specjalny fotodetektor który najpierw odbiera pulsujący strumień światła następnie przetwarza je na strumień danych. Brzmi specjalistycznie, ale w praktyce odbiornikiem może być np. smartfon z uruchomioną kamerką. Dzięki temu, że światło rozchodzi się szybciej i jest bardziej obfite niż fale radiowe, transfer danych jest znacznie szybszy i gęstszy. W 2013 r. Li-Fi osiągało prędkość 1,6 Gb/s, teraz mówi się o 224 gigabitach na sekundę, podczas gdy najszybsze łącza Wi-Fi przetwarzają „jedynie” 300 megabitów na sekundę. Li-Fi w przeciwieństwie do Wi-Fi, jest też odporne na zakłócenia elektromagnetyczne, dzięki temu może być wykorzystywane na pokładach samolotów, w szpitalach, a nawet na dużych głębokościach pod wodą.

Od wspomnianej na wstępie konferencji minęło 7 lat. W tym czasie wiele firm doskonaliło i szukało pomysłów na wykorzystanie technologii Li-Fi w praktyce. Jednym z pierwszych przykładów komercyjnego zastosowania Li-Fi było inteligentne oświetlenie sklepowe Philips Indoor Positioning. To interaktywna platforma, która pomaga klientom wielkopowierzchniowych sklepów w robieniu zakupów. Aby móc z niej skorzystać, wystarczy znaleźć się w zasięgu jednej ze sklepowych opraw i włączyć kamerkę w telefonie, dzięki czemu uzyskamy dostęp do bezprzewodowej sieci. Następnie należy zainstalować specjalną, darmową aplikację, która zawiera interaktywną mapkę sklepu z zarysowanymi ścieżkami, prowadzącymi do określonych produktów. W aplikacji można też znaleźć szczegółowe opisy wszystkich towarów znajdujących się w sklepie (pochodzenie produktu i skład w przypadku sklepów spożywczych, instrukcja obsługi i parametry techniczne w sklepach RTV), a także przepisy kucharskie. Jeśli spodoba nam się jakiś pomysł na potrawę, aplikacja pokaże nam, gdzie są wszystkie produkty niezbędne do jego przygotowania.

Obecnie, oprawy oświetleniowe LED wyposażone w technologię Li-Fi są testowane także w biurze Icade na terenie paryskiej dzielnicy biznesowej La Défence. Wszystkie znajdujące się w nim oprawy LED posiadają wbudowany modem, komputery są z kolei wyposażone w światłoczuły odbiornik USB. To wystarczy, by wszyscy pracownicy mieli bardzo szybki Internet pozyskany niezwykle tanim kosztem – oświetlenie biurowe i tak byłoby konieczne. Rozwój nowego kanału komunikacji to jednak nie tylko oszczędność. W związku z tym, że do sieci są obecnie podłączone nie tylko smartfony i komputery, ale także coraz więcej inteligentnych urządzeń działających na łączach radiowych, zaczyna się robić ciasno. Li-Fi, jako alternatywny sposób przesyłania danych, po części rozwiązuje ten problem.

W dzisiejszym cyfrowym świecie Li-Fi ma ogromny potencjał i jako światowy lider w branży oświetlenia, jesteśmy dumni z tego że, możemy oferować pionierskie usługi naszym klientom. W momencie, gdy łączą radiowe są coraz bardziej obciążone, światło widzialne pozostaje niewykorzystanym zasobem o ogromnej przepustowości, które może nam pomóc w jednoczesnym łączeniu do sieci szerokiej gamy inteligentnych urządzeń” – twierdzi Oliwia Qiu szefowa działu innowacji w Philips lighting.

Li-Fi ma jeszcze jedną niepodważalną zaletę. Przesyłanie danych przy jego pomocy jest znacznie bezpieczniejsze niż w przypadku Wi-Fi, ponieważ do sieci mają dostęp jedynie osoby znajdujące się w zasięgu określonego źródła światła. Z tego samego powodu technologia ta nie znajdzie niestety zastosowania w świetle dziennym, które rozprasza wiązki światła emitowane przez LEDy. Po zmroku można jednak wykorzystać oświetlenie miejskie albo reflektory samochodów, co sugerował już sam prof. Harald Haas podczas swojej prezentacji. Dzięki temu auta oraz sygnalizatory świetlne mogłyby się ze sobą wzajemnie komunikować i ostrzegać przed groźnymi sytuacjami na drodze. Producenci autonomicznych samochodów na pewno pracują już nad tym, by wykorzystać tę technologię do swoich celów.