Технологія Li-Fi прискорить передачу даних у десятки разів

Сучасні бездротові мережі Wi-Fi стали майже невід'ємним атрибутом побуту та роботи, забезпечуючи високу швидкість обміну даними. Втім, вже є революційна технологія, що перевершує «вай-фай» за швидкістю завдяки використанню джерел видимого світла.

Ще зі шкільного курсу фізики нам відомо, що світло має електромагнітну хвильову природу. Частота його хвиль становить від 400 до 800 ТГц. Що у кілька разів перевищує частоту радіохвиль, що використовуються для комунікації каналами Wi-Fi (2,4 і 5 ГГц). Відповідно, швидкість передачі даних за допомогою світла теж буде в десятки разів вищою. Саме цей принцип використовується у випромінюючій системі зв'язку, що працює на новітній технології обміну інформацією під назвою Li-Fi.

Як працює передача даних на Li-Fi?

Система бездротового зв'язку за допомогою світла Li-Fi складається лише з трьох основних компонентів:

• лампи, що є джерелом видимого світла;
• високочастотний підсилювач ланцюга живлення, завдання якого – випромінювати радіочастотний сигнал та перетворювати його на електричне поле навколо лампи;
• інтегрований мікроконтролер-димер, за допомогою якого виконується керування лампою;
• система приймального блоку складається з світлодіода та кремнієвого фотодіода. Перший відіграє роль джерела інформації, а другий реагує на видиме світло.

Кодування потоку даних здійснюється шляхом мерехтіння ламп зі світлодіодами. Його швидкість становить до 10 млн спалахів за секунду. Тому мерехтіння непомітно для очей, але легко вловлюється фотодатчиком на приймальному пристрої.

Алгоритм роботи системи є простим. Коли світлодіод спалахує, фотодатчик фіксує цей стан як одиницю, а коли гасне – як нуль. Таким чином, послідовність сигналів перетворюється на двійковий код, який згодом обробляється користувальницьким комп'ютерним девайсом, перетворюючись ним на інформацію, доступну для наших органів чуття.

В яких галузях можна застосовувати технологію Li-Fi?

Переваги обміну даними за допомогою світлових хвиль відкриває широкі перспективи застосування Li-Fi у галузях людської діяльності та місцях, де немає можливості використовувати звичайні маршрутизатори Wi-Fi.

Лікарні: радіохвилі не можуть використовуватись біля медичного обладнання для діагностики, тому Li-Fi стане оптимальною альтернативою.

Авіаперевезення: мережа на базі Li-Fi надає авіакомпаніям низку переваг. Зокрема – можливість знизити вагу бортової системи бездротового зв'язку та, відповідно, збільшити вантажопідйомність авіатранспорту. Для порівняння: система Wi-Fi з антеною важить близько 1,3 т. Система Li-Fi легша вдвічі.

Крім того, радіохвилі можуть спричинити збої в роботі навігаційного обладнання літака, оскільки викликають електромагнітні перешкоди. Також вони здатні заважати роботі наземних мереж. Наразі відомо про ефективне застосування у 2019 році Li-Fi на борту літака авіакомпанії AirFrance. Воно стало можливим завдяки компанії Oledcom, яка веде активну розробку технології та обладнання на її основі.

Підводний світ: морська вода проводить електроенергію, тому створює проблеми для поширення в ній радіохвиль. Рішення на основі Li-Fi позбавлені цього недоліку. Тому можуть використовуватися дайверами та підводними човнами для ефективної комунікації та передачі даних наземним службам. Експерти прогнозують також використання цієї технології метеорологічними або сейсмологічними службами для попередження про цунамі та інші природні катастрофи за допомогою датчиків, встановлених під водою.

Переваги, недоліки та перспективи технології

Хоча обмін даними через Wi-Fi став звичним майже у всіх сферах людської діяльності, цей вид комунікації має досить низький рівень безпеки. До того ж, його неможливо використовувати в деяких умовах.

У Li-Fi є багато практичних переваг:
• висока швидкість з'єднання та передачі даних, що в десятки разів перевищує можливості Wi-Fi;
• відсутність електромагнітного опромінення;
• скорочення енерговитрат за рахунок об'єднання систем освітлення та інтернет-зв'язку;
• підвищений рівень інформаційної безпеки системи обміну даними – радіус її дії обмежений стінами будівлі, тому для доступу до даних зловмисник має бути всередині.

У Li-Fi є свої недоліки, які обумовлені специфікою передачі світлових сигналів. Таку систему неможливо використовувати в темряві або яскравому денному світлі. Інший мінус – невеликий радіус покриття та необхідність вільного простору для поширення сигналів, адже світло не проникає крізь непрозорі перешкоди.

Підсумовуючи, скажемо, що у Li-Fi досить великі перспективи завдяки набагато більшій швидкості, ніж у Wi-Fi, і завдяки потенціалу використання там, де зв'язок за допомогою радіохвиль неможливий. В даний час розвиток Li-Fi ускладнюється тим, що для масового застосування технології потрібна відповідна інфраструктура та інтеграція спеціальних фотодатчиків у споживчі аксесуари.

Залишається сподіватися, що інженери та розробники зможуть вирішити питання використання Li-Fi на яскравому світлі та у темряві.

Поки що чекати швидкої та повної відмови від Wi-Fi. Втім, з погляду експертів, перспективним є комбінування обох технологій в одному пристрої. Вони можуть добре доповнювати один одного, працюючи кожен у своїх умовах.