Li-Fi tehnologija (super-hitri internet na LED-jih): pregled, opis, naprava in možnosti

Li-Fi - nova prenos podatkov tehnologija, ki bo popolnoma poslovanje v prihodnosti, ki ustvarja priložnosti zrela za uporabo danes, in se pripravlja, da postane več milijard dolar industrije je do leta 2022. Trenutno potekajo dela, da bi dosegli hitrost 1 Gbit / s, kar bo omogočilo preseganje zmogljivosti ultra hitrega širokopasovnega dostopa.

Informacijska luč

Izraz Li-Fi je izumil profesor Harald Haas in označuje način oddajanja podatkov s pomočjo svetlobe, ki omogoča visoke hitrosti dvosmerni mobilnih komunikacij, kot je Wi-Fi. Uporablja se lahko za raztovarjanje obstoječih omrežij, ki delujejo na radijskih frekvencah, in za povečanje pretočnosti.

Za ultrabrzno komunikacijo se uporablja vidni del elektromagnetnega spektra. To tehnologijo razlikuje od tako uveljavljene oblike brezžične komunikacije, kot je Wi-Fi, pri katerem gre za tradicionalne frekvence.

V Li-Fi se podatki prenašajo z modulacijo intenzivnost svetlobe, sprejema fotodetektor, signal pa pretvori v električni tok. Modulacija je narejena tako, da ga človeško oko ne zazna.

Tehnologija hitre optične komunikacije Li-Fi spada v kategorijo brezžičnih komunikacij, ki poleg vidne svetlobe vključuje tudi infrardeče in ultravijolične. Njegova edinstvenost leži v uporabi obstoječih svetlobnih omrežij.

Li Fi - ultra-hiter internet na LED-jih

Ko se enosmerni tok nanaša na LED žarnico, oddaja stabilen pretok vidnih svetlobnih fotonov. Ko se tok zmanjša ali poveča, se tudi svetlost sijaja spremeni. Ker so LED žarnice polprevodniške naprave, se lahko trenutni in s tem optični izhod modulirajo pri zelo visoki hitrosti. To se lahko sprejme s fotocelico in se vrne v električni tok. Modulacija svetlosti je nevidna za človeško oko in je prav tako primerna kot radio. Z uporabo te tehnike lahko LED žarnica posreduje informacije z visoko hitrostjo.

Radijska frekvenčna komunikacija zahteva prisotnost električnega vezja, antene in kompleksnih sprejemnikov, medtem ko je tehnologija Li-Fi veliko preprostejša. Uporablja metode neposredne modulacije, podobne tistim, ki se uporabljajo v cenovno ugodnih infrardečih komunikacijskih napravah - daljinskem upravljanju. Uporaba infrardečih komunikacij je omejena zaradi zahtev standardov sanitarne varnosti v očeh, medtem ko imajo LED žarnice visoko intenzivnost luminescence in kažejo znatno hitrost delovanja.

Svetloba ali radio?

Li-Fi lahko v žarišču brezžično dostopa analogno z usmerjevalnikom Wi-Fi.

V tradicionalni povezavi se uporabljajo radijske frekvence, vendar je njihovo število zelo omejeno. Naprave - računalniki, prenosni računalniki, tiskalniki, pametne televizije, pametne telefone in tablične računalnike - morajo tekmovati pretočnost. Pojav naraščajočega števila stvari, ki uporabljajo Wi-Fi, kot so hladilniki, ure, kamere, mobilni telefoni, je razlog za zamude in zmanjšanje hitrosti prenosa podatkov. Tehnologija Li-Fi uporablja frekvence svetlobnih valov, ki so 10.000-krat večje od radijskih frekvenc.

Radio valovi ustvarjajo elektromagnetne motnje, ki ovirajo delovanje naprav in opreme letal, bolnišnic in potencialno nevarnih v takšnih panogah, kot so jedrska energija, vrtanje oljnih in plinskih vrtin. Li-Fi uporablja svetlobo, ki je resnično varna in ne povzroča elektromagnetnih motenj.

Radio valovi prehajajo skozi stene in strop. Svetloba ne. To je razlika v varstvu podatkov med Wi-Fi in Li-Fi. Heker zunaj zgradbe se lahko poveže z radijskim omrežjem znotraj nje. Podatki, ki se prenašajo preko Li-Fi, so na voljo le, če svetijo luč.

Standardni Wi-Fi 802.11a / g zagotavlja hitrost prenosa do 54 Mb / s, ta vrednost pa se lahko poveča na 1 Gb / s. Univerza v Edinburghu je že dosegla 3 Gbit / s v enobarvnem načinu. Ena popolna RGB-LED lahko prenaša do 9 Gb / s.

Internet iz žarnice Li-Fi

Razvoj te tehnologije je pripomogel k močnemu povečanju uporabe LED za svetlobne namene.

Li-Fi je najbolj primerna za video in avdio datoteke za prenos dogodkov v živo, in tako naprej .. Te naloge bi visoke zahteve glede pasovne širine vhodnih kanalov, vendar zahtevajo minimalno odhodno moč. Tako se sprosti večina internetnega prometa obstoječih radiofrekvenčnih kanalov, ki razširjajo možnosti celične komunikacije in Wi-Fi.

Svetlobni internet Li-Fi se uporablja na različnih področjih:

• Oprostitev radijskih frekvenc: največje obremenitve celičnih omrežij se lahko premaknejo na Li-Fi. To je še posebej učinkovito na vhodnih komunikacijskih kanalih, kjer se pogosteje pojavljajo ozka grla.
• Pametna razsvetljava: vsa zasebna ali javna razsvetljava, vključno z uličnimi lučmi, se lahko uporabljajo kot dostopne točke Li-Fi, z isto komunikacijsko infrastrukturo in senzorji.
• Mobilne povezave: prenosni računalniki, pametni telefoni, tablični računalniki in druge mobilne naprave se lahko neposredno povežejo z uporabo Li-Fi. Na kratki razdalji je odlična in varna komunikacija.
• Nevarna proizvodnja: tehnologija Li-Fi je varna alternativa elektromagnetnim motnjam zaradi radiofrekvenčne komunikacije na objektih, kot so rudniki in petrokemična podjetja.
• Medicina in zdravstvena oskrba: svetloba ne ustvarja elektromagnetnih motenj in zato ne ovira medicinske opreme, prav tako pa ne vpliva tudi na skenerje MRI.
• Letalstvo: Li-Fi se lahko uporablja za zmanjšanje teže, zmanjšanje dolžine ožičenja in povečanje fleksibilnosti pri namestitvi sedeža v prostor za potnike, kjer so LED svetilke že nameščene. Razvedrilni sistem na krovu se lahko vzdržuje in interagira z mobilnimi napravami potnikov.
• Komunikacija pod vodo: zaradi močne absorpcije signala uporaba radijskih frekvenc v vodi ni praktična. Zvočni valovi imajo zelo nizek pretok in motijo ​​morske živali. Tehnologija Li-Fi zagotavlja rešitev za komunikacijo kratkega dosega.
• Vozila in prevoz: žarometi že proizvedeni, zadnje luči, ulične luči, znaki in semaforje, ki uporabljajo LED žarnice. To omogoča komunikacijo med avtomobili in cestno infrastrukturo v sistemih za upravljanje varnosti in prometa.
• Visoko natančne, lokalne informacijske storitve, kot so oglaševanje in navigacija, ki vam omogočajo, da pridobite informacije, povezane z določenim krajem in časom.
• Igrače: LED diode se uporabljajo v številnih igračah, ki jih lahko uporabljate za poceni komunikacijo med interaktivnimi igračami.

Prototip za razvijalce

Li-1 omogoča strankam, da hitro razvijejo in preizkusijo aplikacije Li-Fi. Naprava podpira polno obojestransko komunikacijo s pretokom 11,5 Mbps na razdalji do 3 m, hkrati pa zagotavlja dovolj osvetlitve na namizju. Delovna razdalja je odvisna le od moči svetlobnega vira. Naprava ponuja preprosto varno brezžično povezavo z omrežjem, v kombinaciji z LED-svetilkami.

Li-1 je bil ustvarjen kot osnova za pilotne projekte razvijalcev Li-Fi.

Prvi komercialni izdelek

Li-Flame je bil javno predstavljen na Mobile World Congressu v Barceloni marca 2016. Naprava predstavlja naslednjo generacijo prvega na svetu brezžičnega omrežja visoke hitrosti, ki temelji na vidni svetlobi. Tehnologija Li-Flame podpira bistveno višjo gostoto podatkov kot najboljše rešitve Wi-Fi, njena notranja varnost pa bo odpravila neželene zunanje vnose. Poleg tega kombinacija osvetlitve z brezžično komunikacijo znatno poenostavi infrastrukturo in zmanjša porabo energije.

Li-Flame določa:

• poldupleksno komunikacijo 10 Mbit / s na razdalji do 3 m s standardnimi svetilkami;
• popolna mobilnost (prenosna namizna enota z avtonomnim napajanjem) z visoko stopnjo prenosa podatkov zaradi tesne namestitve dostopnih točk Li-Fi;
• varna brezžična komunikacija v prostorih, s čimer se odpravi nevarnost uhajanja signala;
• večuporabniške točke dostopa, ki zagotavljajo večjo pasovno širino za vsakega uporabnika;
• varna brezžična komunikacija v okoljih, kjer so radijske frekvence nezaželene ali nedostopne;
• prožnost pri oblikovanju komunikacijskih omrežij;
• razširitev ponudbe brezžičnih aplikacij;
• prihranek pri razsvetljavi in ​​telekomunikacijski opremi zaradi uporabe enotne infrastrukture.

Stropna enota:

• Podatki in napajanje se dobavlja prek standardne ethernetne povezave.
• Enostavna namestitev.
• Priključi se na LED-luč, ki tvori attosote.
• Večstopenjski dostop.
• Gladki prehod med dostopnimi točkami.

Namizni del:

• Povežite se z odjemno napravo prek vrat USB.
• 10 Mbit / s infrardeči uplink do stropa.
• Uporabnik lahko nastavi vrtljivo glavo oddajnika.
• Baterija je napajana in prenosna.

Najhitrejši, najmanjši in najbolj zaščiten

LiFi-X je razvoj sistema Li-Flame. To vam omogoča, da se uporabi polno mrežo in, za razliko od obstoječih izdelkov, ki podpira večkratnega dostopa, gostovanja, polno mobilnost, na isti enostaven za uporabo. od prejšnje različice polno-duplex komunikacijo Razlikuje se s hitrostjo 40 Mbit / s, tako v odhodni in smeri vhod in popolno mobilnost, ki jo je prenosni USB-postaje.

Dostopna točka LiFi-X:

• Podpora za napajanje preko PoE ali PLC.
• Enostavna namestitev.
• Priključitev na LED žarnice za tvorjenje ato-celic.
• Večstopenjski dostop.
• Gladno preklapljanje med dostopnimi točkami.

Postaja LiFi-X:

• USB 2.0.

Literatura

Knjige o tehnologiji Li-Fi, kljub svoji novosti, niso neobičajne, vendar večina teh ni prevedena v rusko. Tukaj so samo nekateri izmed njih:

• Arnon, Shlomi. Vidna svetlobna komunikacija. Cambridge, Združeno kraljestvo: Cambridge University Press, 2015. Natisni.
• Dimitrov, Svilen in Harald Haas. Načela komunikacije LED svetlobe: proti omrežnemu Li-Fi. Cambridge: Cambridge University Press, 2015. Natisni.
• Ghassemlooy, Zabih, W Popoola in S Rajbhandari. Optični brezžični komunikacijski sistem in kanal, ki modulira z MATLAB-om. Boca Raton, FL: CRC Press, 2013. Tisk.

Knjige so na voljo v spletni trgovini Amazon.