Что такое технология Li-Fi и как она работает


С бумом смартфонов, Интернета вещей (IoT), промышленной автоматизации, систем «умный дом» и т. д. спрос на Интернет также растет в геометрической прогрессии. Технологии развились настолько, что все, от автомобиля до холодильника, требует подключения к Интернету. Это поднимает другие вопросы, такие как: Хватит ли пропускной способности для всех этих устройств? Будут ли эти данные в безопасности? Будет ли существующая система достаточно быстрой для обработки всех этих данных? Не будет ли слишком много соединений в сетевом трафике?

Что такое технология LiFi?

Все эти вопросы можно решить с помощью новой технологии под названием Li-Fi. Так что же такое Li-Fi? Термин Li-Fi означает «Light Fidelity» - "Световое качество". Считается, что это следующее поколение Интернета, в котором свет будет использоваться в качестве средства передачи данных. Да, вы правильно прочитали; это тот же самый Свет, который вы используете в своих домах и офисах, который с некоторыми модификациями можно использовать для передачи данных на все ваши устройства, которым требуется Интернет.

Концепция Li-Fi будущего

Возможно ли это вообще? Как работает Li-Fi? Можно ли ожидать этого в ближайшем будущем?... Ответ на все эти вопросы вы найдете в этой статье.

Также на нашем сайте мы рассматривали проект передачи текста с помощью Arduino и технологии Li-Fi.

Какова существующая технология и почему нам нужны изменения?

С самого зарождения Интернета мы использовали радиочастотную среду для беспроводной передачи данных с одного конца на другой. В радиочастотной среде используются радиоволны, передаваемые данные будут модулироваться в эти волны, а затем демодулироваться на стороне приемника. Мы начали с передачи нескольких килобайт данных в секунду и добились такого прогресса, что теперь средняя глобальная скорость интернета составляет около 70 Мбит/с (мегабит в секунду), что кажется достаточным для большинства из нас. Но эта технология использования радиочастотной среды для передачи данных имеет множество недостатков, таких как:

  • Существует слишком большой спрос на Интернет, который невозможно удовлетворить с помощью нынешних методов, что приводит к эффекту, называемому кризисом радиочастотного спектра.
  • Существует спрос на высокую пропускную способность, поскольку для этого требуется более высокая скорость сети.
  • Радиочастотную среду небезопасно использовать в больницах, на электростанциях, в самолетах и ​​т. д., и в современную эпоху в этих местах также потребуется подключение к Интернету.
  • Радиочастота небезопасна, поскольку ваши данные могут проходить сквозь стены и не могут храниться в определенной области.

Все эти недостатки требуют новой технологии, эта новая технология называется Li-Fi. Давайте попробуем понять, как она работает.

Интересный факт: знаете ли вы, что наиболее часто используемый сегодня беспроводной доступ в Интернет (Wi-Fi) на самом деле был случайно изобретен доктором Джоном О'Салливаном. На самом деле он пытался экспериментировать со взрывом мини-черных дыр, но это привело к изобретению Wi-Fi в 1991 году, на который сейчас приходится 60% мирового интернет-трафика.

Как работает Li-Fi

Как говорилось ранее, Li-Fi использует свет для передачи данных, в отличие от радиоволн. Эта идея была впервые высказана профессором Харальдом Хаасом в одном из его выступлений на TED в 2011 году. Определение Li-Fi можно дать так: «LiFi — это высокоскоростная двунаправленная сетевая и мобильная передача данных с использованием света. LiFi состоит из нескольких лампочек, которые образуют беспроводную сеть, предлагая пользователям практически такой же интерфейс, как и Wi-Fi, за исключением использования светового спектра».

Итак, да, где бы у вас ни была лампочка, у вас будет подключение к Интернету, но здесь термин «лампочка» не относится к обычным лампам накаливания в нашем доме, это специально модифицированные светодиодные лампы, которые могут передавать данные. Как мы знаем, светодиод — это полупроводниковый прибор и, как и все полупроводники, он обладает переключающими свойствами. Это свойство переключения используется для передачи данных. Изображение ниже объясняет, как данные передаются с помощью света.

Принцип передачи данных с помощью света

Каждая светодиодная лампа должна получать питание через светодиодный драйвер, этот светодиодный драйвер будет получать информацию от интернет-сервера, и данные будут закодированы в драйвере. На основе этих закодированных данных светодиодная лампа будет мерцать с очень высокой скоростью, которую невозможно заметить человеческим глазом. Но фотодетектор на другом конце сможет считывать все мерцание, и эти данные будут декодированы после усиления и обработки.

Передача данных здесь будет очень быстрой, значительно быстрее чем с помощью радиоволн. Это обусловлено значительно большей частотной емкостью светового диапазона по сравнению с диапазоном радиоволн. Верхняя граница используемого сейчас диапазона радиоволн составляет всего 300 Гигагерц, в то время как емкость светового диапазона может достигать 790 Терагерц. А чем больше полоса частот, доступная для передачи данных, тем большую скорость передачи можно обеспечить. 

Диапазон частот, доступный для LiFi

Исследователи из Оксфордского университета протестировали и расширили возможности Li-Fi, обеспечив колоссальную скорость 224 Гбит/с. Чтобы вы имели представление: этой скорости достаточно, чтобы загрузить 10 фильмов высокой четкости за одну секунду. Дам!.. Очень жду возможности проверить, насколько быстро я смогу загружать игры с помощью этой технологии .

Возможно, технология передачи данных посредством света может показаться новой, но мы используем ее уже давно. Не верите? Читаем дальше...

Да, передача данных через фотодиоды уже давно происходит с помощью наших ИК-пультов. Каждый раз, когда мы нажимаем кнопку на пульте дистанционного управления телевизором, ИК-светодиод на пульте дистанционного управления очень быстро пульсирует, и этот сигнал будет получен телевизором, а затем декодирован для получения информации. Но этот старый метод очень медленный и не может использоваться для передачи каких-либо ценных данных. Следовательно, в LiFi этот метод усложняется за счет использования более одного светодиода и передачи более одного потока данных в определенный момент времени. Таким образом, можно передать больше информации и, следовательно, обеспечить более быструю передачу данных.

Поток данных в Li-Fi

Интересный факт: глобальное потребление Интернета растет в геометрической прогрессии, причем объем данных, потребленных в 2016 году, превышает весь объем данных, потребленных с момента зарождения Интернета. Также предполагается, что к концу 2024 года будет 50 миллиардов устройств, подключенных к Интернету, тогда как население мира составляет всего 8 миллиарда человек.

Насколько мы далеки от использования Li-Fi?

Концепция Li-Fi — это не просто теоретическая концепция. Фактически, когда профессор Харальд Хаас (основатель Li-Fi) представил концепцию Li-Fi в своем видео, он продемонстрировал практическую демонстрацию, транслируя живое HD-видео на экран аудитории и все присутствующие были ошеломлены этой технологией. С тех пор многие блестящие умы начали вносить свой вклад и совершенствовать концепцию Li-Fi. Сегодня есть такие компании, как Pure LiFi, которые готовы предложить услуги Li-Fi для вашего дома или офиса через свой Li-Fi-ключ, который можно просто подключить к USB-порту вашего ноутбука и считывать данные с любого источника света с поддержкой Li-Fi. Таким образом, мы недалеко от того, чтобы использовать наши лампы для чтения не только для освещения рабочего стола, но и для обеспечения подключения к Интернету.

Создайте свой собственный Li-Fi

Надеюсь, эта статья помогла вам понять, что такое Li-Fi и насколько революционным он будет. Но если ваше увлечение Li-Fi пытается подтолкнуть вас к дальнейшему изучению L-Fi, попробуйте создать его самостоятельно. Есть очень известное высказывание Ричарда Фейнмана «То, что я не могу построить, я не понимаю». Итак, дайте нам знать, сможем ли мы самостоятельно построить мини-Li-Fi для передачи аудиосигнала с одного конца на другой.

Прежде чем мы начнем, давайте упростим задачу: мы не первые, кто это попробовал. Люди уже это сделали, чтобы это не было сложным процессом. Нам просто нужна часть кодера и декодера для передачи и приема сигнала через свет. На стороне приемника мы можем использовать транзисторы, чтобы заставить мигать светодиод для входного аудиосигнала. Это мерцание не будет видно невооруженным глазом, поскольку частота высокая, но когда мы возьмем солнечную панель и проанализируем ее выходное постоянное напряжение через осциллограф, мы сможем обнаружить закономерное изменение. Этот вариант представляет собой не что иное, как звуковой сигнал. Просто используйте схему усилителя и динамик на выходе, и вы сможете принимать и воспроизводить передаваемый аудиосигнал.

(Проголосуй первым!)
Загрузка...
11 просмотров

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *