Перспективи впровадження Li-Fi в Україні

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вступ

Бездротові цифрові комунікації, бурхливо стартував, продовжують розвиватися надзвичайно швидко. Цьому сприяє неухильний прогрес у мікроелектроніці, що дозволяє випускати все більш складні і при цьому дешевші засоби бездротового зв'язку. Бум стільникового зв'язку, порівнянний лише із зростанням виробництва персональних комп'ютерів і розвитком Інтернету. Він не сповільнюється вже чверть століття. Мобільних телефонів у всьому світі вже значно більше, ніж звичайних дротових телефонних апаратів. Швидкими темпами розвиваються персональні та локальні мережі, широко впроваджуються бездротові мережі регіонального масштабу[1].

Вчені вже декілька років експериментують з новою технологією передачі даних через світлодіоди в лампах денного світла. У парі з фотоприймачем лампа перетворюється в звичайний модем. За аналогією з Wi-Fi такий вид зв'язку називається Li-Fi. Якщо світлодіоди мерехтять з високою частотою різними кольорами, то можна домогтися досить високої швидкості передачі даних. Наприклад, ще два роки тому було зафіксовано швидкість 800 Мбіт/с на відстані 1,8 метра в лабораторних умовах. А ось інженери з Фуданьского університету в Шанхаї недавно провели експеримент з Li-Fi, де чотири персональних комп'ютери виходили в інтернет через одну 1-ватну світлодіодну лампочку. За заявою авторів дослідження, лампочка з мікросхемою забезпечує швидкість передачі даних до 150 Мбіт/с.

Технологія вже готова до використання: на виставку China International Industry Fair обіцяють привезти десять комплектів із зразками Li-Fi. Хоча такий метод передачі за визначенням працює тільки в зоні прямої видимості, але ж теоретично можна об'єднати всі лампи в квартирі в mesh - мережу, через яку можна передавати сигнал, наприклад, з однієї кімнати в іншу через загальний коридор. Лампи мерехтять на високій частоті, на людському оку це не повинно бути помітно. Для порівняння, стандартна флуоресцентна лампа мерехтить з частотою від 10 до 40 кГц. Тобто людині буде здаватися, що лампа світить як звичайно. Інженери вважають, що використання світла в якості несучої має переваги перед радіохвилями. По-перше, вигода в енергоспоживанні: в радіомодемів ККД не перевищує 5 %, більша частина енергії йде в тепло. По-друге, теоретично світлом можна передавати інформацію на набагато більшій швидкості, ніж по радіо, просто за рахунок меншої довжини хвилі. У третьому, лампочки можна використовувати в лікарнях, а у густонаселеному місті точки доступу не будуть інтерферувати один з одним, як Wi-Fi [2].

1. Поняття про технологію LI-FI

1.1 Історія виникнення

Гаральд Хаас почав свої дослідження в області бездротових оптичних комунікацій в 2004 році, він назвав прототип своєї розробки Li-Fi. 12 липня 2011 він продемонстрував прототип Li-Fi на конференції TEDGlobal в Единбурзі. Він використовував настільний світильник зі світлодіодним лампою для того щоб передати відео розкритих квітів, яке потім було спроектоване на екран позаду нього. Швидкість передачі інформації таким способом склала 10 Мбіт/c, проте Хаас планує збільшить пропускну здатність інтерфейсу до 100 Мбіт/с. Передача даних по Li-Fi може бути припинена шляхом перекриття потоку світла, таким чином, ефективно блокується шторою або стіною. У цьому випадку ризик витоку інформації з дому чи з офісу помітно знижується. Дослідники вважають, що сигнали можуть передавати самі звичайні світлодіодні світильники, використовувані, наприклад, у вуличному освітленні, в автомобільних фарах або будинку. На сьогодні максимальна швидкість передачі досягає 10Гбіт/с.

1.2 Принцип роботи

Сутність технології ось в чому: якщо лампа включена, то передається цифрова одиниця, якщо вимкнена, то нуль. Технологія має загальний термін VLC. VLC зв'язок моделює протоколи зв'язку у встановленому стандарті IEEE 802 (загальні стандарти локальних і міських мереж) робочих груп. Цей стандарт визначає фізичний рівень та управління доступом до середовища. Стандарт здатний розвинути достатню швидкість для передачі аудіо, відео та інших мультимедіа даних. Швидкість може бути знижена за перешкод від навколишнього освітлення. Стандарт визначає три види PHY з різною швидкістю: 1. PHY I був створений для зовнішнього застосування і працює від 11.67 Кбіт/с до 267,6 Кбіт/с, 2. PHY II дозволяє досягти швидкості передачі даних від 1,25 Мбіт/с до 96 Мбіт/с, 3. PHY III має швидкість від 12 Мбіт/с до 96 Мбіт/с. Зазначимо, що станом на серпень 2013 технологією була досягнута швидкість 1,6 Гбіт/с, а в прес-релізі було сказано, що Li-Fi не вимагає умов прямої видимості джерела світла (рис.1)

Рисунок 1 -- Принцип роботи

1.3 Сфери використання Li-Fi

Зараз будуть представлені ідеї практичного використання Li-Fi:

1. В світлофорах та світлодіодних ліхтарях автомобіля які можуть спілкуватися один з одним, та між собою, і завдяки цьому кількість нещасних випадків може бути зменшена.

2. Li-Fi може бути використаний в тому місці, де важко укласти оптичне волокно. Напризлад у лікарні, де не дозволяють використовувати Wi-Fi у зв'язку з випромінюваною радіацією, тобто перешкоди від стільникових телефонів і комп'ютерів можуть блокувати сигнали від обладнання для моніторингу. Li-Fi вирішує цю проблему.

3. У літаку, LI-Fi може використовуватися для передачі даних. Ця технологія не буде заважати бортовій техніці і тому дуже актуальне її впровадження у цю сферу життя (рис.2).

4. Він може бути використаний в хімічній або нафтовий підприємствах, де інші передачі або частоти можуть бути небезпечними.[3]

5. Підводні Комунікації: Через сильний поглинання сигналу в воді, використання радіохвиль є недоцільним. Акустичні хвилі мають дуже низьку пропускну здатність і можуть порушити морське життя. Li-Fi надає рішення для комунікацій малого радіусу дії.(рис.2)

6. Офіси та банківські установи: ураховуючи безпеку Li-Fi, яка полягає в тому, що світло не має такої проникної здатності як електро-магнітні хвилі, тому не проникає крізь стіни та деякі інші види матерії.(рис.2)

Рисунок 2 -- Переваги Li-Fi

7. Смарт Освітлення: Будь-то приватне чи державне освітлення, включаючи вуличні ліхтарі, які можуть використовуватись, як Li-Fi точок доступу до інтернету.(рис.3)

8. Мобільний Зв'язок: Ноутбуки, смартфони, планшети та інші мобільні пристрої можуть з'єднувати безпосередньо за допомогою Li-Fi. Посилання малого радіусу дають дуже високі швидкості передачі даних, а також забезпечує безпеку.



Рисунок 3 -- Смарт освітлення

9. Іграшки: Багато інтерактивних іграшок можуть використовувати оптичний зв'язок низької вартості між собою.[4]

2. Сутність технології LI-FI

2.1 Огляд сфери роботи

Сьогодні очевидно, що насувається криза радіочастотного спектру. Тому ця робота спрямована на те, щоб продемонструвати, що оптичні бездротові комунікації вже досягли стану, коли можуть стати вирішенням цієї фундаментальної проблеми. Для внутрішніх комунікацій, де мобільний трафік активно споживається, Li-Fi, який пов'язаний з комунікаціями видимого світла, пропонує безліч ключових переваг та ефективні рішення проблем, які були поставлені в останнє десятиліття. В даній роботі обговорюється всі ключові компоненти технології, які необхідні для реалізації оптичних систем стільникового зв'язку. Тут розглядаються зв'язок оптичних аттосотових мереж. Мобільна аттосота є зменшеним варіантом фемтосоти - пристрою для забезпечення зв'язку у невеликих приміщенях, де немає сигналу мережі, Вона за своїми розмірами (потужністю, радіусу дії, або з якоїсь іншої характеристиці) вона повинна бути в 1000 разів менше фемтосоти.

Мобільна аттосота підключається до ноутбука і зв'язується з «рідною» мережею через інтернет. Таким чином, незалежно від того, в якій країні світу знаходиться людина, він може здійснювати дзвінки, як ніби він знаходиться в «домашньої» мережі. Ця розробка презентувалася британцями на виставці Mobile World Congress 2011 в Барселоні. Виробник на даний момент не повідомляє про вартість аттосоти, однак, враховуючи специфіку пристрою, можна припустити, що її ціна навряд чи перевищить ціну фемтосоти ($ 100-200). Оптичні аттосоти є наступним кроком в прогресії у напрямку все більш дрібних сот. Вона зробила значний внесок у поліпшення спектральної ефективності в РЧ спектрі бездротових мереж.

Через тридцять років після введення першої комерційно доступної систем мобільного зв'язку, бездротові комунікації перетворилася на один з основних видів товару, як газ чи електроенергія. Експоненціальне зростання мобільного трафіку протягом останніх двох десятиліть призвело до масових розгортань бездротових систем. Як наслідок, обмежується доступність радіочастотного спектра, який підлягає агресивному використанню різноманітних часто у просторі і інтерференції в суміщеному каналі, що стало одним з основних обмежувальних ємність факторів. Таким чином, було багато незалежних попереджень про насування "кризи РЧ спектра”: по-перше вимоги до мобільних данних продовжують рости, і спектральна ефективність мережі насичується, незважаючи на нововведення стандартів і великих технологічних досягнень у цій галузі. Підраховано, що до 2017 року, більше 11 екзабайт трафіку даних повинні бути передані за допомогою мобільних мереж кожного місяця. Зовсім недавно, VLC були визначені в якості потенційного рішення для пом'якшення насувається кризи РЧ спектру.

За останні десять років, значні дослідницькі зусилля були спрямовані на пошук альтернативних частин електромагнітного спектру, які потенційно могли б розвантажити більшу частину мережевого трафіку від переповнення РЧ домену. Нещодавно з'явились дуже цікаві результати використання міліметрових хвиль в області 28 ГГц, а також з використанням інфрачервоного і видимого світла для зв'язку. Останнє особливо заманливо тому, що освітлення можна вважати товаром, який був інтегрований практично усюди, тобто готові інфраструктури вже працюють. Ідея використання у видимого спектра світла для високої швидкості передачі даних виникла після появи світло-випромінювального діода, який в той же час знаходиться в центрі сфери енергоефективного освітлення. У цьому розумінні поняття об'єднання функцій освітлення та зв'язку пропонує потенціал для економії величезних витрат. По-перше, розгортання точок доступу VLC стає простішим, коли інфраструктури освітлення використовуються повторно, тобто вже існують готові для використання технології, такі як лінії електрозв'язку та Power over Ethernet (технологія, що дозволяє передавати віддаленому пристрою електричну енергію разом з даними, через стандартну виту пару в мережі Ethernet), як життєздатні транзитні з'єднання для модернізації технології і встановлення нових установок відповідно. По-друге, освітлення використовується більшу частину часу в приміщеннях, і навіть у денний час, тому енергія, використовувана для зв'язку буде практично рівна нулю, як в результаті вкладання даних у освітлення. Однак, навіть якщо підсвічування не потрібне енергоефективної інтенсивності модуляції існують методи, які дозволили б передавати данні, навіть якщо світло візуально вимкнене. Видиме світло включає спектр 100 ТГц ліцензії на вільної пропускної спроможності, в 10000 разів більше ніж весь спектра РФ (до 30 ГГц), в тому числі спектра є mmWave. Оптичне випромінювання, загалом, не заважає радіохвилям або роботі з чутливим електронного обладнання. Таким чином, це ідеально підходить для надання бездротового покриття в районах, які чутливі до електромагнітного випромінювання - ось деякі приклади: лікарні, літаки, нафтохімічні і атомні електростанції і т.д. Крім того, нездатність світла проникати крізь стіни пропонує відмінний рівень мережевої безпеки. А також це може бути використано для усунення перешкод між сусідніми сотами.

Протягом останніх десяти років були безперервні повідомлення про збільшеною швидкістю обробки даних посилання точка-точка за допомогою наявних білих світлодіодів в експериментальних умовах лабораторії. Є повідомлення, що останнім часом досягнута швидкість передачі даних понад 1 Гбіт, використовуючи стандартні, покриті фосфором, білі світлодіоди. Швидкість 4 і 3,4 Гбіт/с була продемонстрована за допомогою стандартних червоно-зелено-синіх світлодіодів LED. Інша подібна гігабітна бездротова система з фосфорним покриттям білих світлодіоди була продемонстрована. Вона використовувала конфігурацію 4 Ч 4 multiple-input-multiple-output. Згідно зі повідомленнями авторів, найвища швидкість, яка коли-небудь була повідомлена з одного кольору некогерентного світлодіода - це 3,5 Гбіт/с. Цей експеримент проводився на чолі з дослідниками з Університету Единбурга. Були визначені теоретичні рамки для максимальної потужності інтенсивності модуляції і прямого виявлення систем з використанням ортогональним частотним поділом каналів. Також були визначене аналітичне рішення про вплив нелінійності на досягнуте значення змінної сигнал-шум в практичних системах VLC на основі OFDM. На сьогоднішній день дослідження в області OWC було зосереджено на успішних впровадженнях фізичного з'єднання посилання і доказу цієї концепції. Для реалізації системи мобільного зв'язку потрібно повне мережеве рішення. Це те, що ми називаємо Li-Fi: мережа, мобільність, високошвидкісні VLC рішення для бездротової комунікації. Очікується, що бездротова мережа Li-Fi буде доповнювати існуючі гетерогенні РЧ бездротові мережі, і буде надавати значне полегшення спектра, дозволяючи стільниковим системам та бездротовим мережам Wi-Fi розвантажити значну частину бездротового трафіку даних. У цій роботі наведені деякі дослідження, різні аспекти системи зв'язку з особливим акцентом на бездротові мережі. Також будуть розглянуті такі теми:

· погляди на вимоги схеми модуляції Li-Fi, яка заснована на IM/DD;

· різні можливості для досягнення множинного доступу;

· поняття висхідного каналу передачі;

· оптична конструкція "аттосота";

· методи ослаблення перешкод для оптичних аттосот-мереж;

2.2 Модуляція сигналу в OWC

Бездротові оптичні мережі потребують глобального покриття, наданого оптичними елементами. Це призводить до необхідності використання великої кількості Li-Fi з підтримкою освітлювальних приладів. Найбільш ймовірні кандидати для фронтальних пристроїв некогерентного VLC - твердотілі освітлювальні світлодіоди через їх низьку вартість. У зв'язку з фізичними властивостями цих компонентів, інформація може бути закодована тільки з інтенсивністю випромінюваного світла, в той час, як фактичне значення фази і амплітуди світлової хвилі не можуть бути модульовані. Це значно відрізняє VLC від РЧ зв'язку. VLC може бути реалізовано тільки в якості системи інтенсивності модуляції і прямого виявлення, або IM/DD, а це означає, що сигнал модуляції повинні бути як речовими, так і однополярним. Це обмежує застосування добре вивчених і розроблених схем модуляції з області РЧ комунікацій. Такі методи, як на амплітудна маніпуляція, імпульсно-позиційна модуляція, широтно-імпульсна модуляція і однополярна М-та амплітудно-імпульсна модуляція можуть застосовуватися відносно простим способом.

Оскільки швидкість модуляції збільшилася, схеми модуляції починають страждати від небажаного впливу міжсимвольної інтерференції у зв'язку з нерівномірністю АЧХ каналу OWC. Таким чином, потрібно більш стійкими метод, такий як OFDM. OFDM дозволяє адаптувати біти і завантаження енергії різних частот піддіапазонів відповідно до властивостей комунікаційного каналу. Це призводить до оптимального використання доступних ресурсів. OFDM досягає пропускної здатності у нерівномірному каналі зв'язку навіть у присутності нелінійної деформації. Такі умови каналу представлені передавальною характеристикою світлодіода, який має максимальну пропускну здатність модуляції 3 дБ в порядку 20 MHz. Справді, рекордні результати швидкості, представлені раніше, були все досягається за допомогою OFDM, в міру знань авторів були повідомлені перші експериментальні результати OFDM для VLC. Далі переваги цієї схеми модуляції включають в себе прості вирівнювання еквалайзерів в один крок у частотній області, а також здатність уникнути спотворень низьких частот викликаних мерехтінням фонового випромінювання і ефект блукання базової лінії в електричних ланцюгах. Звичайні сигнали OFDM є комплексними і біполярними по природі. Таким чином, стандартна РЧ OFDM техніка повинна бути змінена, щоб стати відповідним для систем IM/DD. Простий спосіб отримати речовий сигнал OFDM це накласти Ермітове симетричне обмеження на під-носії частоти домену. Ермітова симетрія гарантує позитивний сигнал у часовій області (рис. 4).

Рисунок 4 -- Ермітова симетрія: (а) - речові частини відповідають позитивним частотам, а компоненти негативних частотот - рівні; (b) - комплексні частини відповідних позитивних і негативних частотних компонентів - рівні за абсолютною величиною, але мають протилежні знаки.

Однак результатний сигнал у часовій області як і раніше буде біполярним. Один із способів для отримання однополярного сигналу - ввести позитивний постійний струму, навколо якого амплітуда OFDM сигналу може змінюватися (рис. 5). В результаті, схеми однополярної модуляції відомі як зміщення DC оптичнї OFDM. Додавання постійного рівня зміщення призводить до значного збільшення електричного споживання енергії. Це можна легко візуалізувати, коли рис. 5 (а) і рис. 5 (б) є сусідами, тобто реальний OFDM сигнал роблять біполярним через додаванням зсуву постійного струму - DCO-OFDM



Рисунок 5 -- Перетворення біполярного OFDM сигналу у однополярний - DCO-OFDM: (а) - неупереджений біполярний сигнал OFDM.; (b) - Упереджений однополярний сигнал OFDM.

Однак, якщо джерела світла використовуються для освітлення в той же час, світловий потік в результаті зсуву постійного струму не втрачається так як він використовується для виконання функції освітлення. Тільки якщо освітлення не потрібно, наприклад, у висхідній лінії зв'язку системи Li-Fi, зміщення постійного струму може ставити під загрозу енергоефективность. Таким чином, дослідники присвятили значні зусилля для проектування схеми модуляції OFDM на основі, яка є чисто однополярна. Деякі відомі рішення включають в себе: скорочений асиметрично оптичний OFDM, імпульсно-амплітудно-модульована дискретна багатотонова модуляція, однополярний OFDM, Фліп-OFDM, спектрально-факторізований оптичний OFDM і т.д. Загальним недоліком всіх цих методів є втрата в спектральної ефективності 50 %, тобто швидкості передачі даних в два рази. Це обмеження недавно подолали дослідники в університеті Единбурзі і їх заявка на патент вже перебуває у розгляді.

З мережевої точки зору, OFDM пропонує просту реалізацію множинного доступу коли піднесущі можуть бути віднесені до різних користувачів, завдяки використанню ортогонального множинного доступу з частотним поділом каналів. Заслуги OFDM вже визнані, і вже використовується в системах IEEE 802.11Wi-Fi. Багатокористувацька версія OFDM доступу використовується у стільниковму стандарті 4G Long Term Evolution. Таким чином, застосування OFDM в оптичних мережах мобільного зв'язку дозволить використовувати вже встановлених протоколів більш високого рівня зв'язку, використовуваних в LTE і IEEE 802.11, що є однією з основних переваг.

2.3 Множинний доступ

Мережеве рішення може бути реалізоване тільки з викоританням відповідної схеми множинного доступу, яка дозволяє численним користувачам ділити комунікаційні ресурси без взаємного перехресних перешкод. Схеми множинного доступу, використовувані в РЧ комунікації, можуть адаптуватися для OWC до тих пір, поки необхідні зміни, пов'язані з IM/DD модуляцією сигналів, не виконаються. OFDM має типове розширення для множинного доступу - OFDMA. Схеми модуляції з однією несучою, такі як M-PAM, ООК і ШІМ вимагає додаткової техніки множинного доступу, такої як на приклад множинний доступ з частотним поділом, множинний доступ з часовим поділом каналів та/або множинний доступ з кодовим поділом каналів. Отримані результати розслідування стосовно продуктивності OFDMA в порівнянні з TDMA і CDMA (рис. 6). FDMA не був розглянутий через його безпосередню схожість з OFDMA, а також той факт, що OWC не використовує супергетеродин. Розглянемо порівняння різних схем множинного доступу (рис. 6).



Рисунок 6 -- Порівняння різних схем множинного доступу: (а) TDMA проти OFDMA проти CDMA (з кодом Волша-Адамара) в сценарії трьох користувачів; (b) TDMA проти OFDMA проти CDMA (з оптичним ортогональним кодом) у в сценарії шести користувачів

Крім того, через обмеження модуляції ширини смуги пропускання інтерфейсних елементів, ця схема не буде представляти дуже ефективне використання світлодіодної модуляції ширини смуги пропускання. CDMA дуже неефективно при використанні однополярних сигналів, створює значні міжканальні перешкоди та істотне збільшення споживання потужності в порівнянні з його застосуванням в РЧ зв'язку. Водночас, продуктивність TDMA ледь перевершує OFDMA для різних сценаріїв. Висока споживча потужність OFDMA в порівнянні з TDMA обумовлена його шириною розподілу часової області сигналу. Це призводить до необхідності більш високих зсувів рівня DC і як наслідок, до більш високого споживання потужності, це показано на малюнку як сигнал-шум (SNR). У практичному сценарій, де функції зв'язку та освітлення об'єднані, різниця у витраті енергії між різними схемами буде зменшуватися в міру надлишкової потужності. Слід зазначити, що це дослідження було виконано для плоского лінійного каналу з адитивним білим гауссівськім шумом, де ефекти обрізання були тільки знизу, що було розглянуто лише для застосовування OFDMA. Це пов'язано з тим, що нелінійні ефекти, такі як обрізки зверху, а також нелінійна залежність модулюючих сигналу струму і оптичного сигналу, є залежною від пристрою, в той час як відсікання знизу властиве будь-якій системі IM/DD. Більш того, не враховуються і низькочастотні ефекти спотворення від DC-відхилень в електричних компонентів, а також від мерехтіння фонових джерел світла. У практичному сценарій, ці ефекти не будуть проблемою для OFDMA, але, як очікується, зменшать продуктивність TDMA і CDMA. Таким чином складність конструкції з TDMA або CDMA системи зростає, тому ці проблеми повинні бути вирішені. Варто також відзначити, що неплощинність каналу в практичному сценарій сприятиме подальшому погіршенню роботі CDMA і TDMA в порівнянні з OFDMA.

Технологія OWC має додаткові альтернативні можливості для досягнення множинного доступу, це - колір, тобто відповідна технологія множинного доступу з поділом за довжиною хвилі. WDMA використовує різні світлові хвилі для полегшення багатокористувацького доступу. Ця схема може зменшити складність з точки зору обробки сигналу, однак, це призведе до підвищеної складності обладнання, так само, як і необхідність доступу в кожній точці для декількох елементів передавача з вузьким випромінювання довжини хвилі. Це відразу ставить жорсткі вимоги на оптичні вхідні елементи, компроміси SNR і містивості системи. Крім того, WDMA виключає використання великої різноманітності стандартних світлодіодів, якщо більшість з них не оптимізовані для WDMA. Типовий профіль емісії білого світлодіода (люмінофора) (рис. 7 (а)). Водночас, джерела світла з різним обмеженням довжини хвилі спектра емісії мають різні профілі частотної модуляції, а також різні оптичні ефективності. У поєднанні з різною чутливістю фотоприймачів (рис. 7 (b)) на різних довжинах хвиль ці відмінності надмірно ускладнюють справедливий розподіл ресурсів зв'язку між декількома користувачами .



Рисунок 7 -- Дані, отримані з технічних данних пристроїв: (a) Типовий спектр білого-люмінофора LED; (b) Типова чутливість фотоприймача.

бездротовий цифровий комунікація

2.4 Висхідна лінія зв'язку

Досі дослідження в основному зосереджені на максимізації швидкості передачі по одному односпрямованому каналу. Проте, для повної системи зв'язку Li-Fi потрібно дуплексний зв'язок, тобто повинне бути забезпечене з'єднання по висхідній лінії зв'язку від мобільних терміналів на оптичну АР. Існуючі дуплексні методи зв'язку використовуються в РЧ системах таких, як часовий поділ каналів і частотний поділ каналів, де низхідні і висхідні лінії зв'язку розділяються на різні часові інтервали, або різні частотні діапазони відповідно. Проте FDD важче реалізувати через обмеження смуги пропускання інтерфейсних пристроїв, і тому супергетеродин не використовується в системах IM/DD. TDD забезпечує прийнятний варіант, який потрібен для декодування даних, але вимагає точні інтервали часу і обмеження синхронізації.

TDD передбачає, що і висхідна, і низхідна лінії зв'язку передачі працюють на однаковій фізичної довжини хвилі. Це може бути непрактично і не бажано, коли видиме світло випромінюється з абонентського терміналу. Таким чином, найбільш придатна дуплексна технологія для Li-Fi є спектральне розділення каналів, де два канали зв'язку настроєні відносно різних електромагнітних хвиль. Використання інфрачервоного світла для створення висхідній лінії зв'язку є гарне та життєздатне рішення. Перший комерційно доступний Li-Fi модем (з повним дуплексом) за допомогою ІЧ світла для висхідного каналу нещодавно був оголошений як чистий LiFi. Існує також можливість використовувати РЧ зв'язок для висхідного каналу. У цій конфігурації, Li-Fi може використовуватися, щоб робити "важку" роботу у РЧ мережі, тобто полегшити навантаження на низхідний трафік даних від РЧ мережі, тим самим забезпечуючи значне полегшення спектра РФ. Це особливо актуально, оскільки існує дисбаланс трафіку на користь низхідного зв'язку в сучасних бездротових системах.

2.5 LI-FI Аттосоти

В минулому бездротовий стільниковий зв'язок значно вигравав від зниження відстані між стартовими позиціями абонента та стільникові базові станції. За рахунок зменшення розміру мережі спектральна ефективність була збільшена на вдвічі в останні 25 років.

Нещодавно, соти стали складатись з різних шарів мікроелементів, тому були введені пікосоти і фемтосоти. Ці мережі називають гетерогенним мережами. Фемтосоти мають не велику дальність, низьку потужність передачі і низьку вартість. Базові станції з режимом plug-and-play (BSS) орієнтовані на розгортання в приміщенні з метою підвищення зони обслуговування. Вони використовують або кабельний Інтернет або широкосмугові цифрові абонентські лінії до основної транспортної мережі оператора.

Розгортання фемтосот збільшує повторне використання частот, а отже і пропускну здатність на одиницю площі в рамках системи, так як ці частоти, як правило, повторюються у макросотовій мережі. Проте, неузгоджене і випадкове розгортання невеликих сот також викликає додаткові перешкоди всередині цих сот. Це накладає певні обмеження, проте, якщо ці компактні невеликі РЧ соти можуть бути розгорнуті, то втручання починає компенсувати всі доходи повторного використання частот. Поняття дрібних сот може бути легко поширене у VLC для того, щоб подолати високий рівень перешкод породжених повторним використанням частот радіочастотного спектра в гетерогенних мережах.

Оптичні AP називаються аттосоти. Оскільки вони працюють в спектрі видимого світла, то не заважають макросотовій мережі. Оптичні аттосоти не тільки покращують покриття всередині приміщень, а і здатні підвищити потенціал бездротових мереж РЧ, так як не створюють додаткових перешкод. Li-Fi аттосоти дозволяють дуже щільною повторно використовувати смугу пропускання за рахунок власних властивостей світлових хвиль. Охоплення кожної окремої аттосоти дуже обмежене, а стіни не допускають системі страждати від перешкод в суміщеному каналі між сотами.

Це проявляється при необхідності розгортання декількох точок доступу, щоб покрити простір доступу. Однак завдяки вимогам освітлення в приміщенні, інфраструктура вже існує, і цей тип клітинного розгортання є результатом вищезгаданого, практично без перешкод дає змогу повторно використовує смугу пропускання.

Побічним ефектом є зниження пропускної здатності у площі кожної точки доступу, що призводить до збільшення споживання потужності кожним користувачем. Швидкість передачі даних користувача в аттосотовій мережі може бути поліпшена до трьох порядків величини. Крім того, аттосоти Li-Fi можуть бути розгорнуті як частина гетерогенної мережі VLC-РЧ (рис.8).



Рисунок 8 -- Аттосота в контексті гетерогенної мережі

Вони не викликають додаткових перешкод в РЧ макро- і пікосотах, і можуть бути розгорнуті в РЧ середовищі макро-, піко- і навіть фемтосотах. Це дозволяє системі вертикально з'єднати вільних користувачів між підмережами РЧ і Lі-Fi, що дозволяє як вільну мобільність користувачів так і високу пропускну здатність. Така структура мережа здатна забезпечити дійсно повсюдний бездротовий доступ до мережі.

2.6 Стільникова мережа

Розгортання декількох аттосот Li-Fi забезпечує повсюдну передачу даних в кімнаті та на додаток ще й надання майже рівномірного освітлення. Це означає, що кімната містить багато аттосот, які формують дуже щільну стільникову аттосотову мережу. Мережа такої щільності вимагає застосування методів зменшення перешкод всередині кімнати, в той час як немає перешкод між сусідніми кімнатами, якщо номери розділені бетонними стінами. Ось методи зменшення перешкод, які використовуються в РЧ стільникових мережах: технологія busy burst, статичний поділ ресурсів, або повторне використання частот. Унікальні властивості оптичного випромінювання пропонують конкретні можливості для зменшення перешкод в оптичних аттосот-мережах. Особливо важливою є нездатність світла проникати через тверді предмети, що дозволяє контролювати перешкоди ефективніше, ніж у РЧ комунікації.

Наприклад, в звичайному приміщенні зменшення інтерференції VLC викликають тверді предмети, і це приводить до значного збільшення площі спектральної ефективності у РЧ фемтосотовій мережі, яка розгорнута в тому же середовищі LTE офісу. Представлені результати яскраво освітлюють, що поліпшення по відношенню до АSЕ можна досягати цим же фактором у багатьох класичних сценаріях. Основні методи для підвищення пропускної здатності бездротової системи, такі як формування променя, відносно просто використовувати в VLC, так, як характеристика формування променя є невід'ємною. Специфічна властивість пристрою пов'язана з зоною обслуговування, і не потрібно ніяких ні комплексних обчислювальних алгоритммів, ні складних передавальних елементів. Простий приклад: техніка спільної передачі в низхідній лінії зв'язку сотових мереж VLC всередині приміщень проілюстрована на рис.9. Розподіл ресурсів реалізується за допомогою спільної передачі.

Сусідні точки доступу передають однакові дані на краю соти завдяки скоординованій передачі. Зверніть увагу, що в сигналах Li-Fi тільки конструктивне додавання є специфічною властивістю, яка використовується тут. Смуги частот, виділені для областей з високою інтерференційністю, відрізняються від смуг частот, розподілених до центру сотових регіонів (рис.9).



Рисунок 9 -- Сигнали у сотах: центральні області і конфліктні регіони

Застосування простої множинної схеми обмеженої емісії у передавачах кожної аттосотової точки доступу впливає на значне зниження перешкод в суміщеному каналі. Методика дозволяє стільниковій області розбитися на зони з низькою інтерференцією і зони з підвищеною інтерференцією - як правило на краях сот. Спільна передача 1 (JT1) виділяє одну і ту ж частоту для всіх конфліктних регіонів. Спільні передача 2 (JT2) виділяє не перекриті смуги частот в сусідніх конфліктних регіонах. (рис.10). Розподіл частот може бути виконаний в більш оптимальний спосіб, який дозволяє значно збільшити загальний розподіл пропускної здатності по зоні покриття (рис.11)

Рисунок 10 -- Різні схеми розподілу частот



Рисунок 11 -- Порівняння продуктивності між чотирма схемами розподілу ресурсів: (a) CDF від загальної пропускної здатності системи; (b) CDF від пропускної здатності системи з одним користувачем

Аналогічна концепція реалізується на стороні приймача (рис.12(а)), де кілька елементів приймача з вузькою FOV забезпечують засоби для розширення можливостей щодо пом'якшення наслідків перешкод. Вузьке FOV задає кожен фото-детектор скануючи тільки частину наявного простору. Загальна комбінація всіх фотоприймачів надає широкий кут огляду. Ця дискретизація зору приймача дозволяє уникнути перешкод шляхом ретельної рекомбінації вихідних сигналів кожного елемента приймача. Це тільки деякі приклади дослідження стільникової мережі, яка проводиться в області OWC (рис.12)

Рисунок 12 -- Різновидність кута у приймача і умовного приймача

Характеристика рознесеного кута прийому і звичайного приймача. Параметри були вибрані таким чином, що ефективна площа і покриття з двох приймачів еквівалентні. Продуктивність CR та трьох можливих SIG-NAL методів рекомбінації: рівно-посилена комбінація, кращий вибір, а об'єднання максимального відношення (рис.13).

Рисунок 13 -- Продуктивність CR та трьох методів рекомбінації

Дослідження в VLC за останні десять років в основному були зосереджені на пошуку оптимальної схеми модуляції для IM/DD, беручи до уваги те, що VLC може служити одночасно двома функціями: (а) освітлення, і (б) гігабітного бездротового зв'язку. В таких системах домінуючі джерела сигналу спотворення є частото-залежними. Це становить одне з ключових причин, чому в даний час загальне розуміння, що OFDM є найбільш підходящим вибором в якості цифрової схеми модуляції для Li-Fi, є хороші технічні причини для перегляду стандарту IEEE 802.15.7 VLC. Простий множинний доступ з технологією OFDMA забезпечується практично без додаткової складності і його сумісності з сучасними бездротовими стандартами, такими, як LTE і IEEE 802.11 надалі сприяє вибору цієї схемі модуляції/множинного доступу.

Реалізація двонаправленого зв'язку також була успішно вирішена, і вже доступні перші комерційні двунаправлені point-to-point системи Li-Fi. Найбільш практичні рішення та реалізація каналу висхідної лінії зв'язку полягає у використанні ІЧ або РЧ спектру. Недавні результати досліджень і успішних демонстрацій канального рівня VLC приносять впевненість у даній технології. Унікальні фізичні властивості світла обіцяють забезпечити щільно упаковані високошвидкісні мережеві з'єднання, що призводять до значного поліпшення швидкості передачі даних користувачів. Ґрунтуючись на цих багатообіцяючих результатах, можна сказати, що Li-Fi стрімко перетворюється на потужну бездротову мережу, вирішуючи питання кризи РЧ спектру, для сприятливих технологій Інтернету майбутнього. Минулий досвід показує, що кількість бездротових додатків збільшує на квадрат кількість доступних фізичних з'єднань, Li-Fi може бути в самому центрі нової галузі у наступній хвилі бездротового зв'язку. [5]

3. Пошук перспектив впровадження LI-FI в Україні

3.1 Діяльність засновників технології

Гаральд Хаас і його колеги Гордон Поуві і Мостафа Афгані заснували компанію VLC Ltd, яка отримала від Единбурзького університету ексклюзивну ліцензію на технологію VLC. Нова фірма досить успішно залучає інвесторів і розраховує представити перші комерційні продукти вже до червня 2012 року. Первістками повинні стати стандартні світлодіодні світильники, що вкручуються в звичайні побутові патрони, які можуть одночасно служити для бездротової передачі даних. VLC забезпечує вельми високу швидкість передачі даних, при цьому сама технологія гарантує досить серйозний рівень безпеки: передавач і приймач повинні знаходитися на лінії прямої видимості, і перехопити сигнал не так просто, як у випадку з радіохвилями.

Минулого разу успішна демонстрація першого в світі комерційного продукту компанії pureLiFi пройшла на березневих виставках MWC 2014 і CeBIT 2014. На виставці CeBIT 2014 був продемонстрований перший в світі зразок комерційного Li-Fi-пристрою, що отримав ім'я Li-1st. Розробники стверджують, що попит на новинку з боку галузевих клієнтів достатньо високий. Нова партія, запущена у виробництво в березні, буде поставлена на ринок. Компанія pureLiFi додала другу виробничу лінію, зустрівши високий попит з боку індустріальних клієнтів по всьому світу.

“Технологія Li-Fi - це революція бездротового зв'язку” - Вважає професор Хаас. Передавши дані на швидкостях вище 1 Гбіт/с і поставивши рекорд відстані в 10 метрів на малій потужності порівняно з потужністю типових світлодіодних ламп, вони продовжують вдосконалювати технологію, яка може змінити наше звичне використання Інтернету в найближчому майбутньому.[6][7]

Достатньо повернути настільну лампу - і не потрібно ніяких кодів доступу або ключів. Світло не проникає через стіни і не схильний до впливу перешкод, які ускладнюють передачу інформації по радіо.[8]

Зрозуміло, все це одночасно можна назвати і недоліками Li-Fi: наприклад, мобільний телефон на основі цієї технології не буде настільки ж практичний,як апарат, що використовує для зв'язку радіохвилі. Швидше, це місцевий спосіб зв'язку, який можна застосовувати в приміщеннях, в міській інфраструктурі або для ближнього зв'язку в середовищах, що перешкоджають проходженню радіохвиль.

Самі засновники VLC Ltd називають пріоритетним для компанії впровадження оптичної бездротової технології в пасажирських літаках. Як відомо, Використання радіоприладів при зльоті та посадці строго заборонено через можливі перешкод для навігаційного обладнання. Світлова технологія повністю знімає ці обмеження і звільняє вже порядком перевантажений радіодіапазон для дійсно важливих сигналів. У VLC розраховують укласти контракт з деяким виробником літаків з Німеччини, назва якого поки не розголошується.

Крім того, VLC Ltd веде переговори з Центром візуалізації клінічних досліджень при Королівському інституті медичних досліджень в Единбурзі. Радіологічне обладнання надзвичайно чутливо до електромагнітного випромінювання, тому для передачі даних від томографів потрібні особливі кабелі з посиленою екрануванням. Оптична технологія здатна передавати дані, не створюючи будь-яких перешкод і дозволяє дуже серйозно заощадити.

Ось ще один з прикладів використання Li-Fi: світлодіоди в автомобільних фарах служать хорошим передавачем інформації про швидкість і траєкторію рухається автомобіля попереду, дозволяючи тим самим скоординувати рух на дорозі.

Як не дивно, у VLC Ltd вже є конкуренти - японська фірма Nakagawa Laboratories і американська компанія LVX System. Японці, в 2003 році співпрацювали з Гарльдом Хаасом, пропонують підводну систему зв'язку для дайверів: мова перетворюється на світло і модульованим променем передається іншому аквалангістові. Американці ще в грудні 2010 року почали надавати широкосмуговий бездротовий доступ в інтернет у восьми громадських будівлях в місті Сент-Клауді, штат Міннесота.LVX System рекламує свою послугу як «оптоволокно без волокна», проте, за деякими відомостями, пропускна здатність мережі більш ніж скромна і складає близько 3 Мбіт/с. У VLC Ltd, звичайно, не мають наміру обмежуватися такими швидкостями, так що давайте почекаємо і подивимося, на що буде здатна її власна продукція.[10]

3.2 Перспектива впровадження Li-Fi в Україні

Проаналізувавши всі данні та доступну інформацію, що стосується комерційної реалізації технології Li-Fi можна зробити такі висновки:

· На сьогоднішній день існують декілька компаній, які працюють над питанням комерційної реалізації технології Li-Fi, це: VLC Ltd, Nakagawa Laboratories і LVX System. Створений зразок комерційного Li-Fi-пристрою, що отримав ім'я Li-1st. Розробники стверджують, що зустріли високий попит з боку індустріальних клієнтів по всьому світу. Можна сказати, що технологія практично готова до комерційного застосування, проте коли з'являться перші LED-мережі, поки невідомо.

· На сьогодні невідомо, коли з'являться можливість для вільного комерційного застосування, бо ця нова технологія є дорогою, і тому практичне впровадження Li-Fi в Україні може мати відгук лише на високих соціальних рівнях таких, як банки, державні установи, великі компанії та їм подібні.

4. Техніко-економічне обгрунтвання дослідження

Метою роботи було завдання «Перспективи впровадження Li-Fi в Україні». Дане дослідження дає змогу покращити роботу телекомунікаційної мережі як в цілому, так і окремих її елементів.

4.1 Опис об'єкта дослідження

Робота проводилась з використанням IBM PC/AT сумісних персональних ЕОМ стандартної конфігурації з процесором Intel Pentium, об'ємом оперативної пам'яті 8 Гб, об'ємом жорсткого диску 1000 Гб, за наявності відеоадаптеру NVIDIA. Розроблене дослідження призначене для покращення якості користувальницьких послуг та підвищення безпеки трафіку додатків.

4.2 Оцінка ринку збуту

Основним регіоном продажу результатів дослідження є вся територія України. Але також є не виключеним продаж цього продукту і за її межами. У таблиці 4.1 наведені результати аналізу ємності сегментів ринку збуту.

Таблиця 4.1 - Аналіз ємності сегментів ринку збуту

Таблиця 4.2 - Прогнозована кількість продажів

Найменування показника	шт
	1-й рік	2-й рік	3-й рік	Усього
Кількість продажів	2	3	4	9

4.3 Розрахунок витрат на проведення дослідження

Собівартість являє собою виражені в грошовій формі поточні витрати підприємства, науково-технічних інститутів на виробництво та реалізацію продукції. У ході виробничо-господарської діяльності ці витрати повинні відшкодовуватися за рахунок виторгу від продажу.

Використання показників собівартості в практиці, у всіх випадках вимагає забезпечення однаковості витрат, що враховуються в її складі. Для забезпечення такої однаковості конкретний склад витрат, відносних до собівартості, регламентується типовим положенням по плануванню, обліку та калькулюванню собівартості продукції (робіт, послуг) в промисловості (постанова KM від 26.07.07 р. №475).

Витрати, що включаються в собівартість продукції (робіт, послуг) групуються за наступними елементами:

- матеріальні витрати;

- витрати на оплату праці;

- відрахування на соціальні заходи;

- інші витрати.

4.3.1 Визначення потреби в матеріальних ресурсах

До матеріальних витрат відносяться витрати на сировину і матеріали у виробничій діяльності підприємства. Розрахунок ведеться по формулі:

де Нрі - норма витрати і-го матеріалу на одиницю продукції:

Ці - ціна одиниці і-го виду матеріалу;

m - кількість видів матеріалу:

Розрахунки вартості сировини та матеріалів представлені нижче в таблиці 4.3

Таблиця 4.3 - Розрахунок вартості сировини та матеріалів

Матеріали	Кількість, шт.	Вартість, грн.	Загальна вартість, грн.	Призначення
DVD диски	12	3,50	42,00	Збереження результатів дослідження
Папір А4	72	0,1	7,20	Роздруківка вихідних текстів
Фарба для принтера	1	80,00	80,00	Роздруківка документації
Сумарна вартість, грн.			129,20

4.3.2 Транспортно-заготівельні витрати

Транспортно-заготівельні витрати (ТЗВ) включають витрати на заготовку матеріалів, оплату за вантажні роботи, транспортування матеріальних цінностей, а також враховуються витрати, по страхуванню ризиків транспортування. В даній роботі ТЗВ приймаємо 10% вартості матеріалів.

ТЗВ=129,20*0,1=12,92 грн.

4.3.3 Витрати на оплату праці

У склад витрат включаються: заробітна плата за окладами та тарифами; надбавки та доплати до тарифних ставок та посадовим окладам у розмірах, передбачених діючим законодавством; матеріальна допомога, премії та заохочення, компенсаційні виплати; оплата відпусток та іншого невідпрацьованого часу; інші витрати на оплату праці персоналу, зайнятого безпосередньо на виконанні конкретної теми (наукові робітники, науково-технічний, науково-допоміжний персонал та виробничі робітники).

Розрахуємо витрати на роботу, проведену при дослідженні якості обслуговування. Зупинимось на основній і додатковій заробітній платі персоналу, зайнятого безпосередньо на виконанні конкретної теми: керівник проекту та інженер. Розрахунок витрат на основну заробітну плату показаний у таблиці 4.4.

Таблиця 4.4 - Розрахунок заробітної платні

Посада	Оклад, грн	Час зайн., місяців	Участь, %	Основна заробітна плата, грн..
Керівник проекту	5700,00	3	20	3420
Інженер	2500,00	3	100	7500,00
Разом				10920

4.3.4 Розрахунок додаткової заробітної плати

Додаткова заробітна плата (Здод) включає доплати, надбавки, гарантійні і компенсаційні виплати, передбачені законодавством. Додаткову заробітну плату приймаємо 12% от Зосн.

Здод = 10920,00*0,12= 1310,40 грн.

4.3.5 Відрахування на соціальні заходи

На єдиний соціальній внесок відводиться 36,4% від суми Зосн та Здоп:

Зпенс=(10920,00+1310,40)*0,364= 4451,86 грн.

На індивідуальне страхування персоналу підприємства відводиться 0,01% від суми Зосн та Здоп:

Зінд.стр=(10920,00+1310,40)*0,01= 122,3 грн.

На обов'язкове медичне страхування відводиться 1,7% від суми Зосн та Здоп: Змед.стр=(10920,00+1310,40)*0,017= 207,91 грн.

4.3.6 Розрахунок амортизації

Вартість обладнання, що використовується при дослідженні наведено в таблиці 4.5.

Таблиця 4.5 - Вартість обладнання

Тип обладнання	Модель	Вартість, грн.
Ноутбук	Acer V3-571G	6520
Маніпулятор «миша»	Logitech	95
Мережевий модем	TP-LINK TD-8811	400
Загальна вартість	7015

Амортизаційні витрати становлять:

Заморт = 7015,00*0,6*3/12= 1052,25 грн.

4.3.7 Загальновиробничі витрати

До статті калькуляції «Загальновиробничі витрати» належать витрати на керування виробництвом; на амортизацію основних засобів загальнозаводського призначення; на витрати некапітального характеру, пов'язані з удосконаленням технологій та організації виробництва, покращенням якості продукції, підвищенням її надійності, довговічності та інших експлуатаційних властивостей; витрати на обслуговування виробничого процесу. Загальновиробничі витрати приймаємо у розмірі 30% від Зосн.

Зосн.вир.= 10920,00*0,3=3276,00 грн.

4.3.8 Адміністративні витрати

До статті «Адміністративні витрати» належать такі загальногосподарські витрати, які спрямовані на обслуговування і керування фірмою: пов'язані з керуванням підприємством; з утриманням та обслуговуванням основних засобів; з обслуговуванням виробничого процесу. Сюди відносяться податки, збори та інші передбачені законодавством обов'язкові сплати, а також витрати, пов'язані з професійною підготовкою або перепідготовкою робітників апарату керування та іншого загальногосподарського персоналу. Витрати приймаємо у розмірі 20% від Зосн. Задм.витр.= 10920,00*0,2=2184,00 грн.

4.3.9 Витрати на збут

До даної статті належать витрати, пов'язані з реалізацією (збутом) продукції (товарів, робіт, послуг), також витрати на утримання підрозділів підприємства, які пов'язані зі збутом продукції; тару та упаковку продукції; витрати по доставці продукції і навантаження в транспортні засоби; комісійні збори і т.д. Дані витрати приймаємо у розмірі 5% від виробничої собівартості.

4.3.10 Калькуляція собівартості

На підставі проведених розрахунків складаємо калькуляцію собівартості на проведення дослідження «Перспективи впровадження Li-Fi в Україні». Результати калькуляції наведені у таблиці 4.6.

Таблиця 4.6 - Калькуляція собівартості дослідження «Перспективи впровадження Li-Fi в Україні»

Найменування статті витрат	Сума, грн.
1 Вартість матеріалів і напівфабрикатів	129,20
2 Транспортно-заготівельні витрати	12,92
3 Основна заробітна плата	10920,00
4 Додаткова заробітна плата	1310,40
5 Відрахування на соціальні заходи	4782,07
6 Амортизація	1052,25
7 Загальновиробничі витрати	3276,00
8 Виробнича собівартість	21483,541
9 Адміністративні витрати	2184,00
10 Витрати на збут (5% від пункту 8)	1074,17
11 Прибуток (23% від суми пунктів 8-10)	5188,27
12 Ціна розробника (сума пунктів 8-10)	22557,71
13 Торгова націнка (надбавка, 15% від пункту 12)	3383,65
14 Оптова ціна	25941,36
15 Роздрібна торгова націнка (надбавка, 25% від пункту 12)	5639,43
16 ПДВ (20% від пункту 12)	4511,54
17 Роздрібна ціна (сума пунктів 12, 15, 16)	32708,68

4.4 Фінансовий план

Цей розділ узагальнює матеріали попередніх розділів і представляє їх у вартісному вираженні та містить наступні документи:

· таблицю доходів і витрат;

· графік досягнення беззбитковості.

Таблиця 4.7 - Доходи і витрати

Найменування показника	1-й рік	2-й рік	3-й рік
Кількість продажів	2	3	4
Доходи від продажів	65416,00	98123,32	130832,00
Постійні витрати	Основна заробітна плата	10920,00	0,00	0,00
	Додаткова заробітна плата	1310,40	0,00	0,00
	Відрахування на соціальні заходи	4782,07	0,00	0,00
	Амортизація	1052,25	0,00	0,00
	Загальновиробничі витрати	3276,00	0,00	0,00
	Адміністративні витрати	2184,00	0,00	0,00
Сума постійних витрат	23524,72	0,00	0,00
Змінні витрати	Вартість матеріалів і напівфабрикатів	258,4	387,6	516,8
	Транспортно-заготівельні витрати	25,84	38,76	51,68
	Витрати на збут	238,70	358,05	477,40
Сума змінних витрат	380,82	358,05	477,40
Всього	23905,54	358,05	477,40
Податки, 18%	11774,80	17662,20	23549,76
Чистий прибуток	29735,00	80103,07	106804,79
Грошовий потік	30787,25	80103,07	106804,79

Визначаємо точку беззбитковості - такий обсяг продажів, при якому окупаються всі витрати. Аналітично її можна визначити за формулою:

,

де - постійні витрати на термін реалізації розробленого продукту, грн.;

- витрати на розробку, грн.;

- ціна одиниці продукції, грн.;

- змінні витрати на одиницю продукції, грн.

і визначаються з таблиці доходів і витрат.

грн.

грн.

Виходячи із цих даних визначаємо точку беззбитковості:

(екз.);

Рисунок 14 - Графік досягнення беззбитковості

Розроблене дослідження “Перспективи впровадження Li-Fi в Україні” задовольняє технічним вимогам споживачам, а його впровадження є економічно доцільним.

5. Охорона праці та навколишнього середовища

5.1 Загальні положення з охорони праці

В Україні прийнятий Закон “Про охорону праці” [11], що визначає її як систему правових, соціально-економічних, організаційно-технічних, санітарно-гігієнічних, лікувально-профілактичних заходів і засобів, спрямованих на збереження здоров'я й працездатності людини в процесі праці. Завдання охорони праці - забезпечення безпечних, нешкідливих і сприятливих умов праці.

Охорона праці розглядається відносно перспектив впровадження Li-Fi в Україні.

При розробці програмних продуктів, а також при роботі з персональним комп'ютером зростає нервово-емоційна напруга. Причиною її виникнення може бути відхилення реального результату від запланованого, невідповідність інтенсивності інформаційних потоків індивідуальним можливостям людини, несприятливий вплив виробничого середовища й інші фактори, що викликають негативні емоції.

5.2 Характеристика робочого приміщення