Когда революция происходит на глазах: Li-Fi в 100 раз быстрее Wi-Fi

26 ноября 2015, 18:18

На днях в Таллине стартовали испытания сверхскоростной технологии Li-Fi, которая, по предварительным оценкам, работает в 100 раз эффективнее Wi-Fi, обеспечивая передачу данных на скорости до 1 Гбит/с. dev.by проследил, как на наших глазах технологии будущего становятся реальностью.

Читать далее

Что такое Li-Fi

Это концепция совершенно новой технологии беспроводной передачи данных с помощью светодиодов, представленная миру в 2011 году немецким профессором Эдинбургского университета Харальдом Хаасом. Именно тогда появился термин Li-Fi (аббревиатура создана по аналогии с широко известными Hi-Fi и Wi-Fi и состоит из начальных букв английских слов light — «свет» и fidelity — «точность»), тождественный существовавшему ранее названию технологии VLC — «визуальные световые коммуникации».

Электромагнитный спектр, частью которого являются используемые в Wi-Fi и сотовой связи радиоволны, также включает спектр видимого света. Хаас обнаружил, что разная скорость мерцания света позволяет передавать данные: когда лампа включена, передаётся цифровая единица, когда отключена — ноль. Интенсивность мерцания у светодиода очень высокая, и человеческий глаз его не замечает. При этом лампа способна передавать информацию гораздо быстрее, чем Wi-Fi.

Хаас считает, что 14 млрд ламп, которые сегодня используются в мире, — это готовая инфраструктура. Всё, что нужно, — обеспечить их специальными чипами, стоимость которых будет варьироваться от 1 до 5 долларов. 

В чём его преимущества

Li-Fi обещает стать более дешёвым и энергоэффективным методом передачи данных по сравнению с существующими беспроводными радиосистемами, учитывая повсеместное распространение светодиодов. Видимый свет — часть электромагнитного спектра, в 10 000 раз шире, чем спектр радиоизлучения. Потенциально свет может обеспечить практически неограниченную широту канала передачи данных.

По мнению профессора Хааса, ещё одно преимущество новой технологии заключается в том, что при равномерном распределении светодиодных передатчиков можно достичь гораздо более точного и стабильного подключения к интернету внутри зданий. Недостатком традиционных Wi-Fi-роутеров всегда было то, что сигнал ослабевает по мере удаления от передатчика, и в домах и офисах появляются зоны, где связь слабая настолько, что подключение к интернету становится нестабильным или совсем прерывается.

Харальд Хаас считает, что его изобретение не приведёт к полному отказу от использования радиочастот, но уверен, что Li-Fi может заменить привычный диапазон там, где сотовая связь и интернет дают сбой или недоступны: на переполненном стадионе, на борту самолета, в больницах и под водой, куда радиоволны не проникают.

Изобретатель также называет такой способ передачи данных максимально защищённым от перехвата, ведь зона распространения света, в отличие от радиоволн, ограничена естественными препятствиями и работает только в условиях прямой видимости. С другой стороны, это и минус: светодиодные лампочки-роутеры придётся поставить в каждой комнате.

Кто разрабатывает технологию

Харальд Хаас занимается разработкой Li-Fi или VLC, как сперва окрестили новую технологию, с 2003 года. Тогда представители нескольких факультетов Эдинбургского университета во главе с немецким учёным создали проект под названием D-Light, спонсором которого выступил университет. Ему же принадлежат и все права на интеллектуальную собственность.

Харальд Хаас. Фото: TED.

Параллельные исследования в области оптической беспроводной связи ведутся в Германии, США, Корее, Японии, Индии и в других странах. Среди компаний, развивающих альтернативу Wi-Fi, — как и небольшие стартапы (вроде компании самого Хааса pureLiFi), так и технологические гиганты Siemens, Intel и Casio.

В октябре 2011 года несколько фирм из Германии, Норвегии, Израиля и США объединились в Консорциум Li-Fi для продвижения перспективной технологии на рынке.

Что показали эксперименты

В октябре 2013 китайские исследователи из Фуданьского университета объявили об успешном тестировании технологии беспроводной передачи данных при помощи света Li-Fi на скорости 150 Мбит/с.

Спустя всего две недели группа британских учёных, включая Харольда Хааса, заявила о новом рекорде скорости беспроводной передачи данных — 10 Гбит в секунду, используя специальные светодиоды и технологию Li-Fi.

Апрель 2014. Группе исследователей под руководством Харальда Хааса удалось организовать передачу данных с помощью микро-LED лампочек на скорости до 1,1 Гбит/с на расстояние 10 метров при потребляемой мощности менее 0,5 Вт.

Июль 2014. Специалисты из Автономного технологического института (Мексика) заявили, что им удалось достичь скорости в 10 Гбит в секунду.

Февраль 2015. Учёные Оксфордского университета сообщили о достижении двусторонней скорости передачи данных в 224 Гбит в секунду с помощью технологии Li-Fi.

Июль 2015. Группа исследователей из Аризонского университета доказала, что полупроводниковые лазеры способны излучать свет по всему диапазону видимого спектра, обеспечивая все цвета, необходимые для создания белого луча лазера. Белый лазер может использоваться для Li-Fi, где информация кодируется и содержится в свете ультравысокой частоты, который освещает комнату.

Август 2015. Исследователям из Южной Кореи в ходе эксперимента с помощью видимого света удалось передать электроэнцефалограмму по беспроводному каналу на расстояние до 50 сантиметров.

Каковы прикладные разработки с Li-Fi

В начале 2012 года на выставке бытовой электроники в Лас-Вегасе японская компания Casio осуществила передачу тестовых сообщений между двумя смартфонами с помощью технологии Li-Fi.

Январь 2014. Компания Oledcomm продемонстрировала разработанные прототипы смартфона и планшета, поддерживающие технологию передачи данных при помощи света Li-Fi.

Октябрь 2014. Харальд Хаас и его компания pureLiFi представила «первую в мире световую локальную сеть» Li-Flame. Отмечалось, что сеть из стандартных светодиодных светильников может обслуживать несколько мобильных пользователей одновременно, позволяя им перемещаться в помещении, автоматически переключаясь к ближайшему «светильнику» для поддержания высокого качества связи.

Заполучив инвестиции в размере $2,2 млн, стартап pureLiFi показал в сентябре 2015 первый роутер для Li-Fi. Устройство передаёт данные от светодиода к панели солнечной батареи, ноутбук при этом играет роль приёмника. Для этого не использовалось никаких типов беспроводного соединения, кроме света лампы. В лаборатории удалось таким образом получить скорость передачи данных до 50 Мбит/с.

Преимущество этой технологии прежде всего в низком энергопотреблении, ведь КПД обычных роутеров не превышает 5%, так как большая часть их энергии переходит в тепло.

Наконец на днях эстонско-индийский стартап Velmenni протестировал работу Li-Fi «в реальном мире», установив оборудование в нескольких офисах и производственных помещениях в Таллине. Скорость передачи данных составила 1 Гбайт в секунду, то есть в 100 раз быстрее, чем обычный Wi-Fi.

Чего ожидать от Li-Fi 

«До 2020 года к интернету будет подключено около 50 млрд устройств. Как мне кажется, такое расширение интернета может сработать, только если оно будет происходить без сильных энергозатрат. И это — момент, когда в дело вступают солнечные панели и светодиодные лампы», — говорит Харальд Хаас.

Согласно данным MarketsandMarkets, область передачи данных через видимый спектр света к 2020 году достигнет объёма в 9 млрд долларов.

подписка на главные новости 
недели != спам
# ит-новости
# анонсы событий
# вакансии
Обсуждение