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Li-Fi: tecnología inalámbrica basada en luz 100 veces más rápida que Wi-Fi

Li-Fi: tecnología inalámbrica basada en luz 100 veces más rápida que Wi-Fi

Li-Fi, o Light Fidelity, es un competidor potencial interesante y emocionante para el veterano de la tecnología inalámbrica, Wi-Fi. Utilizando bombillas y células solares para transmitir datos, esta "novedosa" alternativa podría conquistar el mercado y, quién sabe, hacer historia en el Wi-Fi. En la siguiente guía, intentaremos brindarle una descripción general de qué es y cómo puede superar a su predecesor.

La teoría de Li-Fi no es nada nuevo, hemos estado usando luz visible para la transferencia de "datos" desde los albores de los tiempos. Desde expresiones físicas hasta balizas de fuego y semáforos, estamos muy familiarizados con el uso de la luz visible para la comunicación. Sí, por supuesto, estas eran aplicaciones de baja tecnología, pero dar un contexto histórico es importante para nosotros, ¿problema? Claramente, el desarrollo del mundo digital necesitaba un enfoque más sofisticado. Light Fidelity finalmente ofrece la combinación del pasado antiguo con el presente y el futuro muy moderno.

Abróchate el cinturón para un viaje salvaje hacia el futuro de tu conexión a Internet y tus necesidades de transferencia de datos. Wi-Fi te queremos, pero si surge algo mejor, ¡cuidado! Prepárate para ser iluminado, ok barato, lo siento!

Genial, entonces, ¿qué es Li-Fi?

Si la invención accidental de Wi-Fi en 1992 por el radioastrónomo australiano John O'Sullivan et al. no hubiera sucedido, el mundo moderno sería un lugar muy diferente. Intentaban detectar la explosión de mini agujeros negros, un experimento que finalmente fracasó. De hecho, este "fallo" ha revolucionado la transferencia de datos para todos nosotros. Sin embargo, no es perfecto con problemas de seguridad y conectividad. Hazte a un lado del Wi-Fi, hay un niño nuevo en la cuadra.

Li-Fi significa Light Fidelity y es una forma de comunicaciones de luz visible (VLC). Se propone como un sistema que proporciona comunicaciones inalámbricas a velocidades de transferencia de datos muy altas. Esta tecnología utiliza luces LED comunes para proporcionar transferencia de datos que puede presumir de velocidades de 224 gigabits por segundo. Eso equivale a alrededor de 18 películas de 1,5 GB cada una que se descargan cada segundo. No está nada mal.

Harald Haas, profesor de la Universidad de Edimburgo, acuñó la frase durante su charla TED en 2011. Imaginó enrutadores inalámbricos en forma de bombillas. Fantástico. Después de cuatro años de investigación, Haas creó la empresa pureLiFi en 2012 con el objetivo de "ser el líder mundial en tecnología de comunicaciones de luz visible".

Desde 2013, light fidelity busca asegurar un crecimiento anual compuesto del 82%, eso es, francamente, increíble. Bien puede valer más de $ 6 mil millones al año en este momento.

[Fuente de imagen: Jacek Abramowicz a través de Pixabay]

¿Entonces, cómo funciona?

Como todos sabemos, varias tecnologías de transferencia de datos inalámbricas existentes utilizan frecuencias diferentes en el espectro electromagnético. Wi-Fi es un buen ejemplo que usa ondas de radio, mientras que Li-Fi, si no lo había adivinado, usa luz visible en su lugar. Dado esto, la tecnología requiere un fotodetector para recibir señales de luz y un procesador para convertir los datos en contenido que se pueda transmitir.

Al ser semiconductores, los LED permiten que su corriente eléctrica se sumerja y atenúe a velocidades extremadamente altas. Además, el ojo humano ni siquiera puede notar la diferencia. Claramente, esto es increíblemente importante cuando se utiliza para la transferencia de datos, donde los datos introducidos en la bombilla LED a través del procesamiento de señales se pueden incrustar en el haz de luz a velocidades rápidas hasta el fotodetector receptor (fotodiodo). Estos pequeños cambios en la atenuación rápida de la bombilla pueden ser convertidos por el receptor en una señal digital útil.

VLC utiliza luz visible entre las frecuencias de 400 y 800 terahercios (THz). De hecho, actúa como un código Morse muy avanzado. Las fuentes de luz de transmisión se encienden y apagan, en realidad bien atenuadas, en un patrón determinado que transmite los datos que pueden convertirse en una señal binaria. Porque los LED pueden "parpadear" a frecuencias más altas de las que puede detectar el ojo humano.

Esta señal convertida puede entonces "entenderse" como datos binarios que se pueden transmitir como aplicaciones web, de video y audio que se ejecutan en dispositivos habilitados para Internet.

Harold Haas cree que el despliegue futuro de equipos de conexión a Internet deberá ser proporcionado por dispositivos de energía neutra. Él cree que la transmisión y recepción de señales también debería utilizar tecnologías prolíficas existentes. Su solución propuesta es proporcionar esto a través de bombillas LED y células solares.

Por favor, cuéntame más...

Aunque las luces LED deberán estar encendidas para que la tecnología funcione, los LED se pueden atenuar o incluso apagar y encender a velocidades muy altas. Como se mencionó anteriormente, esto será imperceptible a simple vista. Los LED también se pueden atenuar tan bajo que la luz emitida esté muy por debajo de la que el ojo humano puede detectar. Esto aún permitiría suficiente generación de luz para transmitir datos. La línea de visión directa tampoco es absolutamente necesaria. La luz reflejada en las paredes y otras superficies seguirá alcanzando velocidades decentes de alrededor de 70 Mbit / s.

La Comisión Federal de Comunicaciones de EE. UU. Advirtió sobre una posible crisis de espectro para Wi-Fi. En otras palabras, está cerca de la capacidad total. Light Fidelity, por otro lado, casi no tiene limitaciones de capacidad en la actualidad. El espectro de luz visible es 10.000 veces más grande que todo el espectro de radiofrecuencia, lo cual es útil.

Se espera que la fidelidad de la luz sea alrededor de diez veces más barata que el Wi-Fi si está completamente implementado.

Nada nuevo

La comunicación inalámbrica con luz no es nada nuevo. Las señales de humo, por ejemplo, se han utilizado para comunicar señales durante mucho tiempo. Por no hablar de los espejos, balizas contra incendios, banderas u otros medios de técnicas de comunicación visual directa. Napoleón cubrió gran parte de Europa con telégrafos ópticos, también conocidos como semáforos, para transmitir información rápidamente. Alexander Graham Bell también inventó el fotófono, un dispositivo que usaba un espejo para transmitir las vibraciones causadas por el habla a través de un haz de luz. Consideró este como su invento más importante.

Los principios unificadores de los ejemplos anteriores y Li-Fi son la interrupción o modulación de la luz para romper mensajes comprensibles, como el código morse. La fidelidad de la luz simplemente trae esto al mundo digital moderno. También eliminará la molesta complicación de la interferencia humana en la transferencia de datos. Lo siento, compañeros humanos, no es nada personal.

Quien es quien

Como puede imaginar, algunas empresas emergentes pioneras están compitiendo por el control futuro de este nuevo mercado. En la actualidad, la lista de empresas que desarrollan esta tecnología es la siguiente (sin ningún orden en particular): -

- PureLiFi, como se mencionó anteriormente son la principal empresa en este campo. También están desarrollando luminarias Li-Fi con la empresa francesa Lucibel.

- VLNComm es la principal empresa de nueva creación en EE. UU. Estos chicos están siendo financiados por el Departamento de Energía de EE. UU. Y la Fundación Nacional de Ciencias.

- OLEDComm es una empresa francesa que trabaja en LiFi. Tienen algunos productos para posicionamiento en interiores.

- LightPointe, que están más familiarizados con la óptica de espacio libre gigabit Ethernet punto a punto y los puentes de radio óptica híbrida. A pesar de ello, se están aventurando en este mercado potencial.

- i2cat, ubicada en Barcelona, ​​España, también están poniendo su granito de arena para intentar llevar esto al mercado.

- ByteLight, que fueron comprados recientemente por el fabricante de LED Acuity Brands

- Nakagawa Lab, Japón

- Básico6

- Velmenni

- Zero1

- Axrtek

Qualcomm, GE, Panasonic, Philips, Samsung, OSRAM son solo algunas de las corporaciones más grandes que también han expresado interés en esta tecnología. ¿Cuáles de estas empresas resistirán la prueba del tiempo? Se avecinan tiempos interesantes, así que mira este espacio.

Los límites del Wi-Fi

La enorme demanda de datos inalámbricos por parte de los consumidores está ejerciendo una gran presión sobre la tecnología Wi-Fi existente. Wi-Fi, como estamos seguros de que sabe, utiliza frecuencias de radio y microondas en el espectro electromagnético. Especialmente el crecimiento exponencial de los dispositivos móviles probablemente resultará en diez mil millones de dispositivos que exijan su uso para 2019. Esto requerirá un estimado de 35 trillones18) bytes de información cada mes.

Es probable que esto sea insostenible con la tecnología inalámbrica actual debido a la congestión de frecuencia y la interferencia. Es poco probable que los transmisores de Wi-Fi y las torres de telefonía móvil de la red de telefonía móvil puedan hacer frente.

Existe un principio fundamental de comunicaciones según el cual existe una transferencia máxima de datos que escala con el ancho de banda de frecuencia disponible. Como el espectro de radiofrecuencia se utiliza y regula mucho, simplemente no hay suficiente espacio disponible para satisfacer la demanda.

Li-Fi, por tanto, ofrece una gran opción para aliviar esta "presión". Esto se debe al hecho de que las frecuencias de luz están relativamente infrautilizadas. En comparación, ambos lados de esta parte del espectro están muy congestionados.

En la actualidad, el espectro de luz visible es enorme, sin explotar y, en general, no está regulado para las comunicaciones.

¿Es el Li-Fi mejor que el Wi-Fi?

La posibilidad de velocidades de transferencia de datos de 224 gigabits por segundo claramente deja al Wi-Fi en el polvo. Sin embargo, el uso exclusivo de la luz visible por parte de Li-Fi podría representar un peligro potencial para su asimilación futura.

El Li-Fi no puede atravesar las paredes, por lo que para competir con el Wi-Fi y proporcionar una gran área de conectividad, será necesario colocar bombillas LED en todo el edificio. Estas bombillas también deberán estar encendidas las 24 horas, los 7 días de la semana para proporcionar el tipo de conectividad que ofrecen los enrutadores Wi-Fi. Obviamente, esto significa que las bombillas también deberán estar encendidas para proporcionar la señal.

Claramente, donde hay una falta de iluminación, habrá un punto negro para la conexión a Internet Li-Fi. Por lo tanto, es posible que Li-Fi no sea apropiado para redes públicas.

Wi-Fi potencialmente también tiene una nueva mejora, ingrese Wi-Fi HaLow. Este proyecto afirma que puede duplicar el rango de conectividad y al mismo tiempo usar menos energía. Wi-Fi HaLow debería ser perfecto para dispositivos que funcionan con baterías, como relojes inteligentes y teléfonos inteligentes. También podría resultar muy útil para dispositivos de "Internet de las cosas", como sensores y aplicaciones inteligentes. "Internet de las cosas", si se realiza, podría tener enormes implicaciones para la logística empresarial, la comodidad del consumidor y, en última instancia, la gestión de recursos. Aquí hay un buen video de descripción general para su placer.

Sin embargo, las posibles velocidades de transferencia de datos de Li-Fi no son algo que se pueda olfatear. Velocidades tan impresionantes permitirán velocidades de transferencia de datos rápidas con incluso más dispositivos capaces de conectarse en otro. El corto alcance de esta tecnología también ofrecerá potencialmente una mayor seguridad en comparación con Wi-Fi. Se informa que los rayos de luz incorporados reflejados en los objetos aún podrían proporcionar 70 megabits por segundo. Agradable.

Mira la luz

A diferencia de Wi-Fi, la comunicación óptica permitirá una transferencia de datos bien confinada dentro de las paredes de una habitación. Si bien esto puede parecer inicialmente una desventaja, puede ofrecer ventajas clave para la tecnología. Incluso con ventanas en la habitación, las cortinas pueden ser un método fantástico para evitar que las escuchen. Una matriz de iluminación en el techo podría enviar diferentes señales a diferentes usuarios simultáneamente. La energía del transmisor se puede localizar, utilizar de manera más eficiente y no interferirá con las fuentes de Li-Fi adyacentes.

La ausencia total de interferencias de radiofrecuencia también es otra ventaja. Las comunicaciones de luz visible son intrínsecamente seguras. De hecho, podría provocar que los viajeros deban apagar los dispositivos durante el viaje. Agradable.

Lo tomaré como un cumplido

¿Li-Fi reemplazará a Wi-Fi? Potencialmente no.

La fidelidad a la luz probablemente sea más adecuada para situaciones en las que se utilizan circuitos electrónicos sensibles de ondas de radio. Por ejemplo, aviones, dispositivos médicos y hospitales. Esto mejoraría enormemente la seguridad en estas situaciones.

Algunos investigadores señalan que las bombillas LED existentes se pueden convertir utilizando un solo microchip y bombillas LED de un vatio. Se cree que hasta cuatro computadoras podrían conectarse a Internet.

El Wi-Fi existe desde hace algún tiempo y nuestros hogares, oficinas y edificios industriales han sido equipados con la infraestructura para Wi-Fi. Es probable que la eliminación completa y el reacondicionamiento de la tecnología de fidelidad a la luz sean económicamente inviables para la gran mayoría de las personas.

Li-Fi de por vida

pureLifi ya tiene dos productos en el mercado. Unidad de techo Li-Flame para luminarias LED y unidad de escritorio Li-Flame que se puede conectar a un dispositivo a través de USB. Ambos dispositivos tienen como objetivo proporcionar luz y conectividad en un solo dispositivo.

Es probable que la conectividad rápida que se ofrece para la transmisión de datos sea de gran interés para las empresas. La integración de dispositivos de "Internet de las cosas" y Li-Fi debería ofrecer muchas oportunidades para los minoristas y otras empresas. El propietario de una tienda, por ejemplo, podría transmitir datos a los teléfonos de varios clientes de forma muy rápida, segura y remota.

Los proveedores de telecomunicaciones Du y Zero1 de Dubai, EAU lo están probando en el campo. Du afirma que las pruebas han tenido éxito hasta ahora al proporcionar transmisión de Internet, audio y video. También se ha probado en Tallin, Estonia. Los informes indican que se logró una transmisión de datos de 1 GB por segundo. Eso es alrededor de 100 veces más rápido que las velocidades de Wi-Fi promedio actuales.

"Estamos realizando algunos proyectos piloto en diferentes industrias en las que podemos utilizar la tecnología VLC (comunicación por luz visible)", dijo Deepak Solanki, director ejecutivo de la empresa de tecnología de Estonia Velmenni.

Actualmente hemos diseñado una solución de iluminación inteligente para un entorno industrial donde la comunicación de datos se realiza a través de la luz. También estamos haciendo un proyecto piloto con un cliente privado donde estamos configurando una red Li-Fi para acceder a Internet en su oficina. espacio."

También se rumorea que Apple podría considerar incorporar capacidad Li-Fi en futuros iPhones. Esto fue descubierto por un usuario de Twitter que descubrió que dentro del código de actualización de iOS 9.1 había referencias a "LiFiCapability". Un indicio claro de que esta tecnología puede integrarse en futuros dispositivos de Apple.

El futuro es brillante

¿Ves lo que hice ahí? Oh, olvídalo, gente dura. Esta tecnología emergente tiene el potencial de proporcionar una conexión inalámbrica a Internet de bajo costo más localizada y segura, como se mencionó anteriormente. Aunque la luz no puede atravesar las paredes, esto puede ser beneficioso desde el punto de vista de la seguridad y la privacidad.

La velocidad más rápida alcanzada anteriormente con Li-Fi fue en octubre de 2014, cuando un equipo de investigadores de las universidades de Oxford, Edimburgo, St Andrews y Strathclyde que trabajaban en el Proyecto de Comunicaciones de Luz Visible Ultra-Paralela alcanzó velocidades de transmisión de 10,5 Gbps a través de red. LED azul-verde.

En su charla TED, Harold Haas dijo "Tenemos la infraestructura allí", mientras hacía una demostración de su tecnología. "Podemos utilizarlos para comunicaciones".

"Todo lo que necesitamos hacer es colocar un pequeño microchip en cada dispositivo de iluminación potencial y esto combinaría dos funcionalidades básicas: iluminación y transmisión inalámbrica de datos.

"En el futuro, no solo tendremos 14 mil millones de bombillas de luz, es posible que tengamos 14 mil millones de Li-Fi instalados en todo el mundo para un futuro más limpio, ecológico e incluso más brillante".

Beneficios

Si vio el video de arriba, apreciará el potencial de esta tecnología. El Wi-Fi puede sufrir graves interrupciones en la transferencia de señal a veces. La combinación de luz artificial y células solares para la transmisión, recepción y conversión de tecnología electromagnética para transferir señales digitales tiene un potencial increíble. Curiosamente, incluso con la celda solar parcialmente oscurecida, seguirá funcionando. No necesita una gran franja de la celda expuesta para transmitir datos, lo cual es útil.

La propuesta de utilizar tecnologías "listas para usar" existentes para crear la interconexión entre la bombilla y el receptor también será de gran interés para las empresas y los consumidores privados por igual. La selección de tecnologías de bajo consumo de energía, como LED y células solares, también será un gran beneficio para el futuro de esta tecnología. Este tipo de pensamiento lateral es exactamente el tipo de solución que probablemente explote cuando se trata del mercado propiamente dicho.

Li-Fi ofrece el potencial para: -

- Infraestructuras inalámbricas mejoradas al proporcionar capas adicionales de celdas pequeñas, denominadas "attoceldas"

- Esta tecnología también evitará la contracción del espectro de radiofrecuencia dada su explotación del espectro visible

- Como se mencionó anteriormente, existe la posibilidad de velocidades de transferencia de datos muy altas (quizás 10.5 Gbps +)

- Li-fi permitirá una mejor conectividad para los dispositivos de Internet de las cosas

- Mayor seguridad y menor interceptación de señales en comparación con Wi-Fi

- El uso de tecnología energéticamente eficiente para la comunicación y la iluminación es de gran interés.

- Para aquellos preocupados por los riesgos para la salud de Wi-Fi, Li-Fi debería prevenir tales preocupaciones

Resumen

La posible aplicación de esta tecnología es realmente interesante. Los anchos de banda de Wi-Fi se están saturando, están muy regulados e interfieren con equipos sensibles. Estas son limitaciones definidas para esta gran tecnología, lamentablemente.

Li-Fi ciertamente tiene la ventaja para los viajeros frecuentes y realmente podemos ver el lanzamiento de Light Fidelity en aviones, hospitales, etc.

Los ingeniosos usos pasados ​​de la luz por parte de la humanidad para proporcionar medios de comunicación se han llevado al siguiente nivel con esta tecnología. La inevitable combinación del mundo digital con el principio de manipulación de la luz para transmitir información parece, a todos los efectos, una evolución natural de las comunicaciones inalámbricas.

La explotación de la tecnología de baja energía existente para permitir la implementación de esta tecnología también es una gran ventaja. Con la creciente popularidad de la iluminación LED, Li-Fi es una adición potencial obvia para futuros diseños de iluminación en edificios. Las impresionantes velocidades de transferencia de datos y la seguridad evidente serán sin duda de interés tanto para las empresas como para los ciudadanos privados.

Será interesante ver futuros cambios en el diseño de computadoras y teléfonos inteligentes para aprovechar esta tecnología. ¿Quizás finalmente veremos capacidades de carga de paneles solares con células de conectividad Li-Fi combinadas? Quién sabe. Inicialmente, es posible que la conectividad se proporcione con dispositivos accesorios externos.

Es poco probable que Li-Fi reemplace por completo al Wi-Fi dada la omnipresencia de la infraestructura existente a nuestro alrededor. Pero Li-Fi ciertamente tendrá una presencia exclusiva para las demandas de seguridad de datos o en edificios antiguos con paredes muy gruesas para interrumpir las señales de Wi-Fi. Ciertamente, podemos ver que esto se vuelve muy popular en áreas con edificios más antiguos en Europa y Estados Unidos.

El futuro parece prometedor para este nuevo chico de la cuadra, mire este espacio.

Fuentes:TechWorld, ScienceAlert, IndustryTap

[Editado: Fuente de la imagen destacada: Frank Jones a través de Flickr]

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