Технические науки/6.Электротехника и радиоэлектроника.

Савенко К.В.

Северо-Казахстанский государственный университет им. М. Козыбаева, г.Петропавловск, Республика Казахстан

Li-fi ̶ инновационная технология передачи данных

Сегодня человеку необходим более быстрый и удобный способ обмена информацией. Таким требованиям удовлетворяет беспроводная сеть, такая как Wi-Fi. Но у такой сети есть свои недостатки: довольно большая себестоимость оборудования, в диапазоне 2.4 GHz работает множество устройств, таких как устройства, поддерживающие Bluetooth и другие, что ухудшает электромагнитную совместимость, скорость сети Wi-Fi может достигать 106Мб/с, но всегда будет зависеть от внешней среды передачи сигнала, такая сеть может быть взломана и личные данные пользователя могут оказаться под угрозой. В скором времени у сети Wi-Fi может появиться конкурент, Visible Light Communication (VLC) или Li-Fi . Эта технология представляет собой технологию беспроводной передачи информации, которая использует в качестве носителя информации свет, вместо радиоволн. Li-Fi способен передавать информацию со скоростью, которая превышают ту, что имеется у Wi-Fi, примерно в 150 раз. Чтобы достичь такой скорости разработчики вместо ограниченного спектра радиочастот решили использовать совершенно другую часть электромагнитного спектра - свет. Ведь в настоящее время существует ограничение по количеству доступного радиочастотного спектра для передачи данных, а спектр света в 10000 раз больше.

Источником информации данной сети является высокочастотный светоизлучающий диод, который может быть установлен в любой осветительный прибор. Передача данных от источника света к устройству ведется посредством двоичного кода. Когда светодиод включен-1, когда выключен-0. Модуляция осуществляется на высокой частоте, гораздо быстрее, чем это может уловить человеческий глаз. А само приемно-передающее устройство по внешнему виду ничем не отличается от обыкновенной светодиодной лампочки для бытового освещения. Приемные датчики, подключенные к компьютерам или другим цифровым электронным устройствам, позволяют получать информацию тогда, когда на них падает свет от источника Li-Fi.

Такая оптическая связь является намного безопасней, нежели традиционный Wi-Fi, сигналы которого можно перехватить из любой точки, находящейся в радиусе действия оборудования. Помимо вышесказанного технология оптической беспроводной связи Li-Fi может без ограничений использоваться в местах, где запрещено использование оборудования, излучающего посторонние радиоволны, которые могут нарушить нормальную работу критичного оборудования. Так же Li-Fi не несет никакого негативного воздействия на окружающую среду и на человека. Для установки не требует прокладки кабеля и других затрат, а использует уже существующую инфраструктуру освещения. Например массивы офисных зданий могут оставаться на связи друг с другом без использования дополнительных кабелей связи, используя инфраструктуру освещения. Разраработчики считают что при помощи Li-Fi можно достичь скорости передачи данных более 10Гбит в секунду.

Впервые эта технология была представлена Харальдом Хаасом на TED Global в Эдинбурге. Где с помощью настольной лампы он продемонстрировал потоковое воспроизведение HD-видео. А затем в 2012 году на выставке Consumer Electronics Show в Лас-Вегасе с использованием двух смартфонов Casio производился обмен данными с помощью света различной интенсивности, испускаемого их экранами. Обмен информацией проводился на расстоянии до десяти метров.

Исследования были инициированы консорциумом университетов, который включает университеты Кембриджа, Оксфорда, Сент-Эндрюс и Стратклайд в Шотландии во главе с профессорами Мартин Доусон, из Института фотоники, и Харальдом Хаасом, из Университета Эдинбурга. Целью консорциума является в конечном итоге сделать все осветительные приборы, такие как телевизоры, светильники, дорожные знаки, коробки и коммерческих объявлений передатчиками данных на устройства, такие как мобильные телефоны, ноутбуки, планшеты и др. Их самым большим достижение на сегодняшний день является разработка светодиодов, которые в тысячу раз меньше, чем наименьшие коммерческие светодиоды. Micro-LED или микронного размера светодиоды имеют размер 1 квадратный микрометр. Это означает, что на той же площади может быть установлено в 1000 раз больше источников света, которые могут мерцать 1000 раз быстрее чем коммерческие светодиоды. Это достижение позволит передавать данные в миллион раз быстрее среднего светодиода. На данный момент, потенциальное преимущество микро-светодиодов для Li-Fi использование просто ошеломляет. В то время как Li-Fi технология сама по себе уже невероятна, увеличив скорость передачи данных, что сопоставимо со скоростью волоконной оптики, Li-Fi станет серьезным конкурентом для существующих беспроводных сетей. Стоит лишь представить что интернет в обычном смартфоне или ноутбуке сможет работать со скоростью света.

Использовать Li-Fi может и автомобиль, который оборудован системой GPS, которая, в свою очередь, получает информацию от светофора или от освещения шоссе, информируя вас о несчастных случаях или о задержке, пробках впереди, предоставляя новости погоды, а также доступ в Интернет для всех устройств внутри. Также использовать сеть может и домашний телевизор, который взаимодействует с любым другим гаджетом вокруг.

Возможности кажутся бесконечными, и потенциал гораздо шире, чем кажется на первый взгляд. Со всеми представленными преимуществами в ближайшем будущем Li-Fi может стать повседневной технологии.

Литература:

1. "Wireless data from every light bulb" Харольд Хаас, TED Global , Эдинбург, июль 2011 года.

2. Li-Fi Consortium is Launched, by GordonPovey, 19 октября 2011 года.

3. «5 Reasons to Promote Li-Fi Technologies», Лиз Нельсон, WhiteFence.com., 4 июня 2013 года.

4. «Micro-LED LiFi», Кассандра Аллен, 22 февраля 3013 года.