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Li-Fi: tecnologia sem fio baseada em luz 100 vezes mais rápida do que Wi-Fi

Li-Fi: tecnologia sem fio baseada em luz 100 vezes mais rápida do que Wi-Fi


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Li-Fi, ou Light Fidelity, é um concorrente potencial interessante e empolgante do veterano sem fio, Wi-Fi. Usando lâmpadas e células solares para transmitir dados, essa "nova" alternativa pode conquistar o mercado e, quem sabe, fazer história no wi-fi. No guia a seguir, tentaremos dar a você uma visão geral do que é e como pode superar seu antecessor.

A teoria de Li-Fi não é nada nova, temos usado luz visível para transferência de "dados" desde o início dos tempos. De expressões físicas a faróis de incêndio e semáforo, estamos muito familiarizados com o uso de luz visível para comunicação. Sim, claro, eram aplicações de baixa tecnologia, mas dar contexto histórico é importante para nós, problema? Claramente, o desenvolvimento do mundo digital precisava de uma abordagem mais sofisticada. O Light Fidelity finalmente oferece a combinação do passado antigo com o presente e o futuro muito modernos.

Prepare-se para uma viagem selvagem rumo ao futuro de suas necessidades de conexão à Internet e transferência de dados. Wi-Fi nós amamos você, mas se algo melhor aparecer, cuidado! Prepare-se para ser iluminado, ok barato desculpe!

Ótimo, então o que é Li-Fi?

Se a invenção acidental do Wi-Fi em 1992 pelo Radioastrônomo australiano John O'Sullivan et al. não tivesse acontecido, o mundo moderno seria um lugar muito diferente. Eles estavam tentando detectar miniburacos negros em explosão, um experimento que acabou falhando. Essa "falha" revolucionou a transferência de dados para todos nós. No entanto, não é perfeito com questões de segurança e conectividade. Deixe de lado o Wi-Fi, há um novo garoto no quarteirão.

Li-Fi significa Light Fidelity e é uma forma de Visible Light Communications (VLC). É proposto como um sistema que fornece comunicações sem fio em velocidades de transferência de dados muito altas. Esta tecnologia utiliza luzes LED comuns para fornecer transferência de dados que pode muito bem apresentar velocidades de 224 gigabits por segundo. Isso equivale a cerca de 18 filmes de 1,5 GB cada sendo baixados a cada segundo. Não é muito pobre.

Harald Haas, professor da Universidade de Edimburgo, cunhou a frase durante sua palestra no TED em 2011. Ele imaginou roteadores sem fio na forma de lâmpadas. Fantástico. Após quatro anos de pesquisa, a Haas fundou a empresa pureLiFi em 2012 com o objetivo de "ser líder mundial em tecnologia de comunicações por luz visível".

Desde 2013, a light fidelity busca garantir um crescimento anual composto de 82%, o que é, francamente, incrível. Pode muito bem valer mais de US $ 6 bilhões por ano nesta época.

[Fonte da imagem: Jacek Abramowicz via Pixabay]

Então, como isso funciona?

Como todos sabemos, várias tecnologias de transferência de dados sem fio existentes usam frequências diferentes no espectro eletromagnético. Wi-fi é um bom exemplo que usa ondas de rádio enquanto Li-Fi, se você não adivinhou, usa luz visível. Diante disso, a tecnologia requer um fotodetector para receber sinais de luz e um processador para converter os dados em conteúdo transmitido.

Sendo semicondutores, os LEDs permitem que sua corrente elétrica seja diminuída e diminuída em velocidades extremamente altas. Além do mais, o olho humano nem consegue notar a diferença. Claramente, isso é extremamente importante quando utilizado para transferência de dados, onde os dados alimentados na lâmpada LED por meio do processamento de sinal podem ser incorporados ao feixe de luz em velocidades rápidas para o fotodetector receptor (fotodiodo). Essas pequenas alterações no rápido escurecimento da lâmpada podem ser convertidas pelo receptor em um sinal digital útil.

O VLC usa luz visível entre as frequências de 400 e 800 terahertz (THz). Na verdade, ele atua como um Código Morse altamente avançado. As fontes de luz de transmissão ligam e desligam, bem esmaecidas na verdade, em um certo padrão que retransmite os dados que podem ser convertidos em um sinal binário. Porque os LEDs podem "piscar" em frequências mais altas do que o olho humano pode detectar.

Esse sinal convertido pode então ser "entendido" como dados binários que podem ser transmitidos como aplicativos da web, vídeo e áudio executados em dispositivos habilitados para internet.

Harold Haas acredita que a futura implantação de equipamentos de conexão à Internet precisará ser fornecida por dispositivos neutros em energia. Ele acredita que a transmissão e recepção de sinais também deve usar tecnologias prolíficas existentes. Sua solução proposta é fornecer isso por meio de lâmpadas LED e células solares.

Por favor me conte mais...

Embora as luzes LED precisem estar ligadas para que a tecnologia funcione, os LEDs podem ser escurecidos ou mesmo desligados e ligados em taxas muito altas. Como mencionado anteriormente, isso será imperceptível a olho nu humano. Os LEDs também podem ser escurecidos a ponto de a luz emitida ficar muito abaixo do que o olho humano pode detectar. Isso ainda permitiria a geração de luz suficiente para transmitir dados. A linha de visão direta também não é absolutamente necessária. A luz refletida nas paredes e outras superfícies ainda alcançará velocidades decentes de cerca de 70 Mbit / s.

A Comissão Federal de Comunicações dos EUA alertou sobre uma potencial crise de espectro para o Wi-Fi. Em outras palavras, está próximo da capacidade total. Light Fidelity, por outro lado, quase não tem limitações de capacidade no momento. O espectro de luz visível é 10.000 vezes maior do que todo o espectro de radiofrequência, o que é prático.

Espera-se que a fidelidade leve seja cerca de dez vezes mais barata do que o Wi-Fi se e quando totalmente implantado.

Nada de novo

A comunicação sem fio usando luz não é novidade. Sinais de fumaça, por exemplo, são usados ​​para comunicar sinais há muito tempo. Sem mencionar espelhos, faróis de incêndio, bandeiras ou outros meios de técnicas de comunicação de visão direta. Napoleão cobriu grande parte da Europa com telégrafos ópticos, também conhecidos como semáforo, para transmitir informações rapidamente. Alexander Graham Bell também inventou o fotofone, um dispositivo que usava um espelho para transmitir as vibrações causadas pela fala sobre um feixe de luz. Ele considerou isso como sua invenção mais importante.

Os princípios unificadores dos exemplos acima e do Li-Fi são a interrupção ou modulação da luz para quebrar mensagens compreensíveis, como o código Morse. A fidelidade à luz simplesmente traz isso para o mundo digital moderno. Ele também removerá a complicação irritante da interferência humana na transferência de dados. Desculpe, meus companheiros humanos, não é nada pessoal.

Quem é quem

Como você pode imaginar, algumas empresas iniciantes pioneiras estão disputando o controle futuro desse novo mercado. No momento, a lista de empresas que desenvolvem esta tecnologia é a seguinte (sem ordem específica): -

- PureLiFi, como mencionado anteriormente são a principal empresa neste ramo. Eles também estão desenvolvendo luminárias Li-Fi com a empresa francesa Lucibel.

- VLNComm é a principal empresa startup nos EUA. Esses caras estão sendo financiados pelo Departamento de Energia dos EUA e pela National Science Foundation.

- OLEDComm é uma empresa francesa que trabalha com LiFi. Eles têm alguns produtos para posicionamento interno.

- LightPointe, que estão mais familiarizados com a óptica de espaço livre Ethernet ponto a ponto gigabit e pontes de rádio ópticas híbridas. Apesar disso, eles estão se aventurando neste mercado potencial.

- a i2cat, localizada em Barcelona, ​​Espanha, eles também estão investindo muito na tentativa de colocar isso no mercado.

- ByteLight, que foi recentemente comprado pelo fabricante de LEDs Acuity Brands

- Nakagawa Lab, Japão

- Basic6

- Velmenni

- Zero1

- Axrtek

Qualcomm, GE, Panasonic, Philips, Samsung, OSRAM são apenas algumas das grandes corporações que também expressaram interesse nesta tecnologia. Qual dessas empresas resistirá ao teste do tempo? Alguns momentos interessantes pela frente, então observe este espaço.

Os limites do Wi-Fi

A enorme demanda do consumidor por dados sem fio está colocando grande pressão sobre a tecnologia Wi-Fi existente. O Wi-Fi, como temos certeza de que você sabe, usa frequências de rádio e microondas no espectro eletromagnético. Especialmente o crescimento exponencial em dispositivos móveis provavelmente resultará em dez bilhões de dispositivos exigindo seu uso até 2019. Isso exigirá cerca de 35 quintilhões (1018) bytes de informação a cada mês.

É provável que isso seja insustentável com a tecnologia sem fio atual devido ao congestionamento de frequência e à interferência. Os atuais transmissores de Wi-Fi e as torres de rede de telefonia móvel provavelmente não conseguirão lidar com isso.

Há um princípio fundamental de comunicação de que existe uma transferência máxima de dados que é dimensionada com a largura de banda de frequência disponível. Como o espectro de radiofrequência é amplamente utilizado e regulado, simplesmente não há espaço disponível suficiente para atender a demanda.

Li-Fi, portanto, oferece uma ótima opção para aliviar essa "pressão". Isso se deve ao fato de que as frequências de luz são relativamente subutilizadas. Em comparação, qualquer lado desta parte do espectro está muito congestionado.

Atualmente, o espectro de luz visível é enorme, inexplorado e geralmente não regulamentado para comunicações.

O Li-Fi é melhor do que o Wi-Fi?

A possibilidade de velocidades de transferência de dados de 224 gigabits por segundo claramente deixa o Wi-Fi para trás. O uso exclusivo de luz visível da Li-Fi pode, no entanto, fornecer uma armadilha potencial para sua absorção futura.

O Li-Fi não pode atravessar paredes, portanto, para competir com o Wi-Fi e fornecer uma grande área de conectividade, lâmpadas LED deverão ser colocadas em todo o edifício. Essas lâmpadas também precisarão estar ligadas 24 horas por dia, 7 dias por semana, para fornecer o tipo de conectividade oferecido pelos roteadores wi-fi. Isso obviamente significa que as lâmpadas também precisarão estar acesas para fornecer o sinal.

Claramente, onde houver falta de iluminação, haverá um ponto negro para a conexão de internet Li-Fi. Li-Fi, portanto, pode não ser apropriado para redes públicas.

O Wi-Fi potencialmente tem uma nova melhoria chegando também, digite Wi-Fi HaLow. Este projeto afirma que pode dobrar o alcance da conectividade enquanto usa menos energia. O Wi-fi HaLow deve ser perfeito para dispositivos alimentados por bateria, como smartwatches e smartphones. Também pode ser muito útil para dispositivos da "Internet das Coisas", como sensores e aplicativos inteligentes. A "Internet das Coisas", se realizada, pode ter implicações enormes para a logística empresarial, conveniência do consumidor e, em última instância, gestão de recursos. Aqui está um bom vídeo de visão geral para seu prazer.

As velocidades potenciais de transferência de dados do Li-Fi não são algo para ser desprezado, no entanto. Essas velocidades impressionantes permitirão velocidades rápidas de transferência de dados com ainda mais dispositivos capazes de se conectar a outro. O curto alcance dessa tecnologia também oferecerá potencialmente maior segurança quando comparada ao wi-fi. É relatado que os feixes de luz embutidos refletidos em objetos ainda podem fornecer 70 megabits por segundo. Agradável.

Veja a luz

Ao contrário do Wi-Fi, a comunicação óptica permitirá a transferência de dados bem confinados dentro das paredes de uma sala. Embora isso possa parecer uma desvantagem inicialmente, pode oferecer vantagens importantes para a tecnologia. Mesmo com janelas na sala, as cortinas podem ser um método fantástico para evitar bisbilhoteiros. Um conjunto de iluminação no teto pode enviar sinais diferentes para usuários diferentes simultaneamente. A energia do transmissor pode ser localizada, usada com mais eficiência e não interfere com fontes de Li-Fi adjacentes.

A completa ausência de interferência de radiofrequência também é outra vantagem. Comunicações de luz visível são intrinsecamente seguras. Na verdade, isso poderia fazer com que os viajantes precisassem desligar os dispositivos durante a viagem. Agradável.

Eu vou aceitar isso como um elogio

O Li-Fi substituirá o Wi-Fi? Potencialmente não.

A fidelidade à luz provavelmente será mais adequada para situações em que um circuito eletrônico sensível a ondas de rádio é usado. Por exemplo, aeronaves, dispositivos médicos e hospitais. Isso melhoraria muito a segurança nessas situações.

Alguns pesquisadores observam que as lâmpadas LED existentes podem ser convertidas usando um único microchip e lâmpadas LED de um watt. Acredita-se que até quatro computadores possam se conectar à internet.

Wi-Fi já existe há algum tempo e nossas casas, escritórios e edifícios industriais foram equipados com a infraestrutura de Wi-Fi. A remoção completa e o recondicionamento para a tecnologia de fidelidade leve provavelmente serão economicamente inviáveis ​​para a grande maioria das pessoas.

Li-Fi para a vida

pureLifi já tem dois produtos no mercado. Unidade de teto Li-Flame para acessórios de luz LED e unidade de mesa Li-Flame que pode ser conectada a um dispositivo via USB. Ambos os dispositivos visam fornecer luz e conectividade em um dispositivo.

A conectividade rápida oferecida para transmissão de dados provavelmente será de grande interesse para as empresas. A integração de dispositivos "Internet das Coisas" e Li-Fi deve oferecer muitas oportunidades para varejistas e outras empresas. O dono de uma loja, por exemplo, pode transmitir dados para telefones de vários clientes de forma rápida, segura e remota.

Os provedores de telecomunicações Du e Zero1 de Dubai, Emirados Árabes Unidos estão testando em campo. Du afirma que os testes foram bem-sucedidos até agora no fornecimento de streaming de internet, áudio e vídeo. Também foi testado em Tallinn, na Estônia. Os relatórios indicam que a transmissão de dados de 1 GB por segundo foi alcançada. Isso é cerca de 100 vezes mais rápido do que a velocidade média atual do Wi-Fi.

"Estamos realizando alguns projetos-piloto em diferentes setores, onde podemos utilizar a tecnologia VLC (comunicação de luz visível)", disse Deepak Solanki, CEO da empresa de tecnologia da Estônia, Velmenni.

“Atualmente projetamos uma solução de iluminação inteligente para um ambiente industrial onde a comunicação de dados é feita através da luz. Também estamos fazendo um projeto piloto com um cliente privado onde estamos instalando uma rede Li-Fi para acessar a Internet em seu escritório espaço."

Também há rumores de que a Apple pode considerar a construção de capacidade de Li-Fi em futuros iPhones. Isso foi descoberto por um usuário do Twitter que descobriu que dentro do código de atualização do iOS 9.1 havia referências a "LiFiCapability". Uma dica clara de que essa tecnologia pode muito bem ser integrada em futuros dispositivos Apple.

O futuro é brilhante

Veja o que eu fiz lá? Oh, esqueça isso, multidão difícil. Essa tecnologia emergente tem o potencial de fornecer conexão de internet sem fio de baixo custo mais localizada e segura, conforme mencionado anteriormente. Embora a luz não possa atravessar as paredes, isso pode ser benéfico do ponto de vista de segurança e privacidade.

A velocidade mais rápida alcançada anteriormente usando Li-Fi foi em outubro de 2014, quando uma equipe de pesquisadores das universidades de Oxford, Edimburgo, St Andrews e Strathclyde trabalhando no Projeto de Comunicações de Luz Visível Ultra-Paralela atingiu velocidades de transmissão de 10,5 Gbps via vermelho LEDs verde-azulados.

Em sua palestra no TED, Harold Haas disse "Temos a infraestrutura lá", enquanto demonstrava sua tecnologia. "Podemos usá-los para comunicações."

“Tudo o que precisamos fazer é encaixar um pequeno microchip em cada dispositivo de iluminação potencial e isso combinaria duas funcionalidades básicas: iluminação e transmissão de dados sem fio.

"No futuro, não teremos apenas 14 bilhões de lâmpadas, podemos ter 14 bilhões de Li-Fis implantados em todo o mundo para um futuro mais limpo, mais verde e até mais brilhante."

Benefícios

Se você assistiu ao vídeo acima, você apreciará o potencial dessa tecnologia. O Wi-Fi às vezes pode sofrer interrupções graves para a transferência do sinal. A combinação de luz artificial e células solares para transmissão, recepção e conversão de tecnologia eletromagnética para transferência de sinais digitais tem um potencial incrível. Curiosamente, mesmo com a célula solar parcialmente obscurecida, ela ainda funcionará. Você não precisa de uma grande faixa da célula exposta para transmitir dados, o que é útil.

A proposta de usar as tecnologias existentes "de prateleira" para criar a interconexão entre a lâmpada e o receptor também será de grande interesse para empresas e consumidores privados. A seleção de tecnologias de baixo consumo de energia, como LEDs e células solares, também será um grande benefício para o futuro dessa tecnologia. Esse tipo de pensamento lateral é exatamente o tipo de solução que provavelmente explodirá quando chegar ao mercado propriamente dito.

Li-Fi oferece potencial para: -

- Infraestruturas sem fio aprimoradas, fornecendo camadas adicionais de células pequenas, denominadas "attocells"

- Esta tecnologia também evitará a crise do espectro de radiofrequência, devido à sua exploração do espectro visível

- Como mencionado anteriormente, há um potencial para velocidades de transferência de dados muito altas (talvez 10,5 Gbps +)

- Li-fi permitirá melhor conectividade para dispositivos de Internet das coisas

- Muito mais segurança e menor interceptação de sinais em comparação com Wi-Fi

- O uso de tecnologia de eficiência energética para comunicação e iluminação é de grande interesse

- Para aqueles preocupados com os riscos à saúde do Wi-Fi, o Li-Fi deve evitar tais preocupações

Resumo

A aplicação potencial desta tecnologia é realmente muito emocionante. As larguras de banda do Wi-Fi estão se tornando saturadas, altamente regulamentadas e interferem em equipamentos sensíveis. Essas são limitações definitivas para esta grande tecnologia, infelizmente.

Li-Fi certamente tem vantagem para passageiros frequentes e podemos realmente ver o lançamento do Light Fidelity em aviões, hospitais, etc.

O engenhoso uso anterior da luz pela espécie humana para fornecer meios de comunicação foi levado ao próximo nível com esta tecnologia. A combinação inevitável do mundo digital com o princípio da manipulação da luz para transmitir informações parece, para todos os efeitos, ser uma evolução natural das comunicações sem fio.

A exploração da tecnologia de baixo consumo de energia existente para permitir a implementação desta tecnologia também é uma grande vantagem. Com a crescente popularidade da iluminação LED, o Li-Fi é uma adição potencial óbvia para futuros projetos de iluminação em edifícios. As impressionantes velocidades de transferência de dados e a segurança evidente certamente serão do interesse de empresas e cidadãos.

Será interessante ver futuras alterações no design de computadores e smartphones para aproveitar as vantagens dessa tecnologia. Talvez finalmente veremos os recursos de carregamento do painel solar com células de conectividade Li-Fi combinadas? Quem sabe. Inicialmente, é possível que a conectividade seja fornecida com dispositivos acessórios externos.

É improvável que Li-Fi substitua completamente o Wi-Fi, dada a difusão da infraestrutura existente ao nosso redor. Mas Li-Fi certamente terá presença exclusiva para demandas de segurança de dados ou em edifícios antigos com paredes muito grossas para interromper os sinais de wi-fi. Certamente podemos ver isso se tornando muito popular em áreas com edifícios mais antigos na Europa e nos Estados Unidos.

O futuro parece brilhante para este novo garoto no quarteirão, observe este espaço.

Fontes:TechWorld, ScienceAlert, IndustryTap

[Editado: Fonte da imagem em destaque: Frank Jones via Flickr]

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Assista o vídeo: Li-Fi X Wi-fi - Unindo Iluminação e Internet - Luz, Decor u0026 Ação!


Comentários:

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