Технология Li-Fi ускорит передачу данных в десятки раз

Современные беспроводные сети Wi-Fi стали почти неотъемлемым атрибутом быта и работы, обеспечивая высокую скорость обмена данными. Впрочем, уже есть революционная технология, превосходящая «вай-фай» по скорости – благодаря использованию источников видимого света.

Еще со школьного курса физики нам известно, что свет имеет электромагнитную волновую природу. Частота его волн составляет от 400 до 800 ТГц. Что в несколько раз превышает частоту радиоволн, используемых для коммуникации по каналам Wi-Fi (2,4 и 5 ГГц). Соответственно, скорость передачи данных посредством света тоже будет в десятки раз выше. Именно этот принцип используется в излучающей системе связи, работающей на новейшей технологии обмена информацией под названием Li-Fi.

Как работает передача данных на Li-Fi?

Система беспроводной связи с помощью света Li-Fi состоит только из трех основных компонентов:

• лампы, являющиеся источником видимого света;
• высокочастотный усилитель цепи питания, задача которого – излучать радиочастотный сигнал и превращать его в электрическое поле вокруг лампы.
• интегрированный микроконтроллер-димер, с помощью которого производится управление лампой;
• система приемного блока состоит из светодиода и кремниевого фотодиода. Первый играет роль источника передаваемой информации, а второй реагирует на видимый свет.

Кодирование потока данных производится путем мерцания ламп со светодиодами. Его скорость составляет до 10 млн вспышек в секунду. Поэтому мерцание незаметно для глаз, но запросто улавливается фотодатчиком на приемном устройстве.

Алгоритм работы системы прост. Когда светодиод загорается, фотодатчик фиксирует это состояние как единицу, а когда гаснет – как ноль. Таким образом, последовательность сигналов преобразуется в двоичный код, который впоследствии обрабатывается пользовательским компьютерным девайсом, превращаясь им в информацию, доступную для наших органов чувств.

В каких отраслях может применяться технология Li-Fi?

Преимущества обмена данными с помощью световых волн открывает широкие перспективы применения Li-Fi в областях человеческой деятельности и местах, где нет возможности использовать обычные маршрутизаторы Wi-Fi.

Больницы: радиоволны не могут использоваться возле медицинского оборудования для диагностики, поэтому Li-Fi станет оптимальной альтернативой.

Авиаперевозки: сеть на базе Li-Fi предоставляет авиакомпаниям целый ряд преимуществ. В частности – возможность снизить вес бортовой системы беспроводной связи и, соответственно, увеличить грузоподъемность авиатранспорта. Для сравнения: система Wi-Fi с антенной весит около 1,3 т. Система Li-Fi легче вдвое.

Кроме того, радиоволны могут стать причиной сбоев в работе навигационного оборудования самолета, поскольку вызывают электромагнитные помехи. Также они способны мешать работе наземных сетей. В настоящее время известно об эффективном применении в 2019 году Li-Fi на борту самолета авиакомпании AirFrance. Оно стало возможным благодаря компании Oledcom, ведущей активную разработку технологии и оборудования на ее основе.

Подводный мир: морская вода проводит электроэнергию, поэтому создает проблемы для распространения в ней радиоволн. Решения на основе Li-Fi лишены этого недостатка. Поэтому могут использоваться дайверами и подводными лодками для эффективной коммуникации и передачи данных наземным службам. Эксперты прогнозируют также использование этой технологии метеорологическими или сейсмологическими службами для предупреждения о цунами и других природных катастрофах с помощью датчиков, установленных под водой.

Достоинства, недостатки и перспективы технологии

Хотя обмен данными через Wi-Fi стал привычным почти во всех сферах человеческой деятельности, у этого вида коммуникации достаточно низкий уровень безопасности. К тому же его невозможно использовать в некоторых условиях.

В Li-Fi есть много практических преимуществ:
• высокая скорость соединения и передачи данных, в десятки раз превышающая возможности Wi-Fi;
• отсутствие электромагнитного облучения;
• сокращение энергозатрат за счет объединения систем освещения и интернет-связи;
• повышенный уровень информационной безопасности системы обмена данными – радиус ее действия ограничен стенами здания, поэтому для доступа к данным злоумышленник должен находиться внутри.

У Li-Fi есть и свои недостатки, которые обусловлены спецификой передачи световых сигналов. Такую систему невозможно использовать в темноте или в ярком дневном свете. Другой минус – небольшой радиус покрытия и необходимость свободного пространства для распространения сигналов, ведь свет не проникает сквозь непрозрачные помехи.

Подводя итог, скажем, что у Li-Fi достаточно большие перспективы благодаря гораздо большей скорости, чем у Wi-Fi, и благодаря потенциалу использования там, где связь с помощью радиоволн невозможна. В настоящее время развитие Li-Fi усложняется тем, что для массового применения технологии требуется соответствующая инфраструктура и интеграция специальных фотодатчиков в потребительские аксессуары.

Остается надеяться, что инженеры и разработчики смогут решить вопрос использования Li-Fi на ярком свете и в темноте.

Пока ждать быстрого и полного отказа от Wi-Fi. Впрочем, с точки зрения экспертов, перспективным выглядит комбинирование обеих технологий в одном устройстве. Они могут отлично дополнять друг друга, работая каждый в своих условиях.