Li-Fi – передача данных через светодиоды

Главная » Новости » Li-Fi - передача данных через светодиоды

Содержание

1 Устройство технологии Li-Fi
2 Принцип действия
3 Применение
4 Преимущества и недостатки
5 Типичные характеристики

Li-Fi – это новая технология, которая в дальнейшем будет обеспечивать передачу данных. Скорость передачи благодаря этой технологии сможет увеличиться в 100 раз. Технология Li-Fi со временем сможет кардинально изменить бизнес в будущем, создав при этом основу для многомиллиардной индустрии к 2022 году. На сегодняшний день специалисты занимаются проведением работ по достижению скорости по Li-Fi технологии в 1 Гбит/с и выше. Это позволяет значительно превзойти показатели существующего широкополосного доступа.

Li-Fi – сверхбыстрый интернет

Технология только начала свое развитие, но уже есть множество компаний, которые готовы в нее инвестировать свои средства. В ближайшем будущем технология сможет полностью заменить wi-fi. Коммерческое использование этой технологии должно начаться уже через несколько лет.

Устройство технологии Li-Fi

Технология Li-Fi представляет собою аббревиатуру Light Fidelity. Это означает беспроводную форму коммуникации с помощью видимого света. Технология оптической беспроводной передачи информации также обеспечивает двустороннюю высокоскоростную мобильную связь с применением света из светодиодов вместо радиоволн. Через световые потоки будет происходить передача двоичных данных. Сам термин Li-Fi придумал немецкий физик Гаральд Гаас.

Для обеспечения работоспособности Li-Fi потребуется следующее аппаратное обеспечение:

Светодиодная система освещения.
Маршрутизатор, который установлен вместе с системой освещения.
Приемник, который должен оснащаться декодером с целью расшифровки светового сигнала.

Li-Fi устроена таким образом, чтобы в качестве беспроводных маршрутизаторов использовались электрические светодиодные лампочки.

В ближайшем будущем интернет будет распространяться через светодиоды

К основным компонентам системы Li-Fi можно отнести:

яркий светодиод, который является источником передаваемых данных;
кремниевый фотодиод – способен реагировать на видимый свет и является приемником передаваемых данных.

Сама система Li-Fi включает в себя четыре основных компонента:

Светодиодная лампа.
Высокочастотный усилитель цепи питания.
Печатная плата.
Корпус.

Печатная плата необходима для соединения входов и выходов лампы. В нее входит специальный встроенный микроконтроллер, который применяется для управления различными функциями лампы. Радиочастотный сигнал создается твердотельным ВЧ-усилителем цепи питания. С его помощью вблизи лампочки будет создаваться электрическое поле.

Достаточно высокая плотность энергии электрического поля позволяет доводить содержимое лампочки до состояния плазмы. Указанная управляемая плазма и выступает в качестве интенсивного источника света. Все компоненты, которые мы перечислили выше обрамляются алюминиевым корпусом. Для человеческого глаза мерцания светодиодов совершенно незаметны, а цифровой метод модуляции позволяет обеспечить передачу данных до 10 Гбит/с. Чтобы регистрировать переданные пакеты специалисты используют специальный приемник.

Как работает Li-Fi

К последним разработкам можно отнести уникальный смартфон от компании Oledcomm, который осуществляет свою работу под управлением Android. Главной модификацией подобного смартфона является то, что вместо передней камеры на нем присутствует Li-Fi сенсор. Этот сенсор способен получать команды от светодиодных ламп, которые расположены вблизи смартфона, что позволяет просматривать видеоролики или изображения на устройстве.

Также уже был продемонстрирован уникальный прототип компактного внешнего Li-Fi приемника. Он подключается к смартфону через 3.5 мм разъем. Благодаря подобному приемнику появляется возможность получать данные Li-Fi на устройствах, которые не оборудованы модулем. Уже в скором времени Oledcomm планирует внедрить свою разработку в планшеты и смартфоны, что поможет быстро распространить технологию Li-Fi.

Принцип действия

Когда постоянный ток проходит через LED светодиод происходит излучение непрерывного потока протонов, выдающего видимое свечение. При изменении освещения также меняется интенсивность свечения. Светодиодные лампы являются полупроводниковыми устройствами, поэтому интенсивность излучения и ток можно модулировать на достаточно высоких скоростях.

Подобные изменения свечения можно улавливать с помощью специального фоторедуктора, чтобы преобразовать их обратно в электрический ток. Человеческий глаз просто неспособен увидеть модуляцию интенсивности свечения. Впоследствии этого связь является непрерывной. В результате этого технология Li-Fi позволяет передавать данные с помощью светодиодной лампочки на невероятно высокой скорости.

Li-Fi осуществляет свою работу путем модулирования двоичного кода потока света от специального светодиодного источника. Премно-передающее устройство практически нечем не отличается от стандартной светодиодной лампочки. Приемные датчики, которые подключаются к компьютеру или цифровому электронному устройству позволяют получать информацию лишь в тот момент, когда на них падает свет от источника Li-Fi.

Естественно, что это будет накладывать определенные ограничения на дальнейшую возможность использования этой технологии. Однако, такую оптическую связь можно считать намного безопаснее, чем традиционный Wi-Fi. Еще к одной особенности можно отнести то, что использовать технологию Li-Fi можно будет, даже в местах, где запрещено использовать оборудование, которое излучает посторонние радиоволны. Это салоны самолетов, а также реанимационные палаты медицинских учреждений.

Применение

В основном на развитие технологи Li-Fi повлияло широкое распространение светодиодов. Li-Fi – это технология, которая отлично подойдет для загрузки прямых трансляций, видео, а также аудио. Подобные задачи предъявляют значительные требования к пропускной способности входных каналов, но требуют минимум мощности исходящих. В результате этого освобождается большая часть уже существующих радиочастотных каналов.

Световой интернет Li-Fi сегодня находит применение в многочисленных областях:

Смарт-освещение. В дальнейшем частное или публичное освещение может быть применено в качестве стандартных точек доступа Li-Fi с применением одной инфраструктуры датчиков и средств связи.
Освобождение радиочастот сотовых сетей. Все пиковые нагрузки могут быть переложены на Li-Fi. В особенности это будет эффективно на входящих коммуникационных каналах, которые имеют узкие места.
Мобильные подключения. Все гаджеты, в которых встроены модули соединения с помощью Li-Fi могут использовать мобильное подключение. Небольшое расстояние обеспечит превосходную и защищенную коммуникацию.
Медицина и охрана здоровья. Особенность света с Li-Fi заключается в том, что он совершенно не создает электромагнитные помехи для медицинского оборудования. Также технология совершенно не подвергается действию МРТ-сканеров.
Опасное производство. Использование Li-Fi технологии позволяет создать полностью безопасную альтернативу электромагнитным излучениям от радиочастотной связи на нефтехимических предприятиях.
Коммуникации под водой. Вода сильно поглощает радиочастоты, поэтому их использование под водой является совершенно нецелесообразным решением. Решить подобные проблемы можно с помощью Li-Fi.
Авиация. Технология может быть задействована с целью уменьшения длины проводки, снижения веса, повышения гибкости в установке оборудования и сидений пассажирского салона, в которых уже установлены LED-светильники. Система развлечений на борту сможет поддерживаться и взаимодействовать с устройствами пассажиров.
Транспорт и транспортные средства. На сегодняшний день уже используются вывески и светофоры, уличные светильники, а также задние фонари и фары. Благодаря этому может быть обеспечена коммуникация между дорожной инфраструктурой и автомобилями в системах управления дорожным движением и обеспечения безопасности.
Игрушки. Светодиоды активно используются во многих детских игрушках. Благодаря этому можно построить недорогую связь между интерактивными игрушками.
Локальные и высокоточные информационные службы такие как реклама и навигация. Они обеспечат людей точной информацией, которая будет связана с конкретным местом и временем.
Государственные учреждения. Здесь важна безопасность и скорость передачи информации. Поэтому технология Li-Fi отлично подойдет.
Применение в быту. В будущем светодиодные лампы будут сразу выполнять две функции. Освещать помещение и создавать беспроводную сеть, которая позволит подключаться к устройствам и выходить в интернет.

Это основные сферы применения новой технологии под названием Li-Fi. Конечно, сфера использования со временем будет только развиваться.

Преимущества и недостатки

К основным преимуществам технологии Li-Fi можно отнести:

достаточно высокую скорость, которая позволяет передавать видео онлайн в HD качестве;
технология является самой защищенной, так как для ее взлома нужно оказаться в одном помещении с жертвой;
энергопотребление оборудования является низким.
все разработки излучателя создаются на обычных светодиодах и имеют простой технологический процесс. В будущем интернет можно будет передавать с помощью обычных ламп.
широкий диапазон передачи данных.

Технология также имеет и определенные недостатки к которым относят:

расстояние передачи данных является небольшим;
работа ведется в одном помещении, так как световые волны не могут проникать сквозь стены и непрозрачные материалы.

Типичные характеристики

Рабочая скорость одного светодиода составляет 1 мкс. Соответственно, она будет незаметной для человеческого глаза.
Технология Li-Fi по сравнению с Wi-Fi является более дешевой и быстрой. Технология предполагает передачу данных с применением видимого света со спектром от 400 ТГц до 800 ТГц. Li-Fi осуществляет свою работу на электромагнитных волнах.
Стандарт IEEE15.7 для Li-Fi определяет физический уровень сети OSI PHY (Physical layer) в том числе уровень управления доступом к области Media Access Control.
На сегодняшний день удалось достичь практической скорости в 1 Гбит/с. В ближайшем будущем скорость может увеличиться до 15 Гбит/с.