Li-Fi как новый вид передачи информации

Изобретение двунаправленной, высокоскоростной беспроводной коммуникационной технологии физиком Х. Хаасом. Особенность передачи данных в Li-Fi через свет. Основные преимущества и недостатки применения фотодетекторов. Революция в использовании светодиодов.

Рубрика Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Вид реферат
Язык русский
Дата добавления 28.09.2016
Размер файла 19,1 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Что такое Li-Fi

Li-Fi (Light Fidelity) -- это двунаправленная, высокоскоростная беспроводная коммуникационная технология. Термин был придуман Харальдом Хаасом.[1] Данный вид передачи данных использует видимый свет, как канал связи (в отличие от радиоволн в Wi-Fi). Таким образом Li-Fi принадлежит к технологиям VLC. Также был установлен рекорд скорости в 100 раз превышающий Wi-Fi, 224 Гб/с.[2]

По сути, это способ беспроводной передачи данных. В случае с Li-Fi информация передается оптически, то есть при помощи света. В цепочке задействованы 3 устройства: на LED-лампу подается контент, она, в свою очередь, передает информацию за счет мерцания света. Светочувствительная панель принимает, а затем конвертирует информацию и отправляет ее на устрой -реципиент.

На первый взгляд кажется, что технология передачи данных с помощью света будет сеять хаос. Все источники света используются для доступа к интернету, вокруг мерцает свет, а ночь никогда не наступает. Но на самом деле все не так.

В ближайшее время у человечества появится альтернатива Wi-Fi. Специалисты из Университета Эдинбурга, во главе с Гаральдом Хаасом разработали новую технологию под названием Li-Fi.

Главным отличием в сетях станет передача данных - если в Wi-Fi передача проходила при помощи радиоволн, то в сети Li-Fi данные будут передаваться через свет. Чтобы это стало возможно, будет применяться высокая частота смены интенсивности свечения. Нужно это для того, чтобы колебания были незаметны для зрения человека. Для регистрации закодированных данных будут применять фотодетекторы.

Хаас представил свое изобретение в 2012 году. Правда, когда поток света был прегражден ладонью, беспроводная связь оборвалась.

Во время презентации скорость сети Li-Fi составила 10 Мбит/с. Сейчас, благодаря ученым, удалось достигнуть скорости в 130 Мбит/с. В дальнейшем разработчики надеются пересечь рубеж 1 Гбит/с.

Среди плюсов этой системы, относительная дешевизна компонентов. Ее можно использовать в помещениях, где не рекомендуют пользоваться радиоволнами. Но основным минусом является прямая видимость между источниками света

Детали технологии[править | править вики-текст]

Эта технология использует свет от светодиодов (LED) в качестве среды передачи данных.[3] Прогнозируется, что среднегодовой темп роста Li-Fi рынка составит 82 % между 2013 и 2018 годами и будет составлять более $6 млрд в год к 2018 году.[4]

Связь по видимому свету (англ. Visible light communications) работает путём переключения подачи напряжения на светодиоды на очень высокой частоте,[5] незаметной для человеческого глаза. Cветовые волны не могут проникать через стены, поэтому радиус действия Li-Fi невелик, с другой стороны Li-Fi более надежно защищен от взлома, чем обычный беспроводной канал связи.[6][7] Также нет надобности в прямой видимости для передачи сигнала -- свет, отраженный от стен может достигать пропускной способности в 70 Мбит/сек.[8][9]

PureLiFi -- пример первой доступной для потребителя Li-Fi системы. Она была представлена в 2014 году на Mobile World Congressс в Барселоне.[10]

Bg-Fi -- Li-Fi система, состоящая из приложения для мобильного устройства, и простого устройства, как например, IoT устройства, с датчиком цвета, микроконтроллером и встроенным программным обеспечением. Свет от дисплея мобильного устройства отправляется на датчик цвета, который преобразует свет в цифровую информацию. Светоизлучающие диоды позволяют синхроннизироваться с мобильным устройством.[11][12]

Эксперименты эстонского стартапа Velmenni показали, что информация передается по Li-Fi со скоростью 1 гигабит в секунду. Это примерно в 100 раз быстрее, чем средняя скорость передачи данных по Wi-Fi. беспроводной коммуникационный фотодетектор светодиод

Кто изобрел технологию

Li-Fi изобрел немецкий физик Харальд Хаас. Он является профессором Эдинбургского университета. Впервые он представил технологию на конференции TED в 2011 году.

Хаас основал компанию pureLiFi, которая занимается разработкой технологии Li-Fi. Партнерами Хааса являются его коллеги, с которыми он работал над технологией с 2008 года.

В феврале pureLiFi анонсировала первое сотрудничество с французской компанией по производству светодиодных ламп. Первые лампы Li-Fi будут анонсированы в третьем квартале 2016 года.

Стандарты[править | править вики-текст]

Как и Wi-Fi, Li-Fi использует протоколы, аналогичные 802.11, но он использует видимый свет (вместо радиочастотной волны), который имеет гораздо более широкую полосу пропускания.

Стандарт IEEE 802.15.7 определяет физический уровень (PHY) и уровень управления доступом к среде (MAC).

Стандарт определяет три физических (PHY) уровня с разными пропускными способностями:

· PHY I был создан для наружного применения и работает на скоростях от 11.67 Кбит/с до 267.6 Кбит/сек.

· PHY II позволяет достигать скоростей передачи данных от 1.25 Мбит/с до 96 Мбит/сек.

· PHY III предназначен для множественных источников с определённым методом модуляции: Color Shift Keyring (CSK), что можно перевести как «Манипуляция смещением длины волны». PHY III может достигать скорости от 12 Мбит/с до 96 Мбит/сек.[15]

Сможет ли любая лампа стать средством передачи данных?

Хаас считает, что сможет. Единственное условие -- это должна быть светодиодная (LED) лампа. Для превращения лампы в средство передачи данных ее нужно связать с небольшим микрочипом. Задача чипа -- обрабатывать информацию.

Сейчас в мире примерно 13 миллиардов ламп. По мнению Хааса, эта технология позволитпревратить каждую из них в «более экологически чистое средство для передачи данных».

Как Li-Fi будет уживаться с Wi-Fi

Ваш Wi-Fi роутер пока рано выбрасывать. Эксперты сходятся во мнении, что после запуска Li-Fi (при условии, что технология будет успешной) обе технологии будут использовать параллельно. Но даже если Li-Fi удастся вытеснить Wi-Fi, пройдут годы, прежде чем это произойдет. До первого коммерческого запуска осталось 3-4 года. А на переделку инфраструктуры уйдет в разы больше времени.

Какие преимущества

Создатель технологии называет три:

1. Эффективность. Человечество уже использует лампы для освещения, поэтому если они же будут передавать информацию, это позволит экономить энергию.

2. Доступность. LED-лампы есть практически везде: в машинах, квартирах, офисах, самолетах. Если каждую из них превратить в средство для передачи данных, мы получим интернет без границ.

3. Безопасность. Свет не может проходить сквозь стены, поэтому информация, с которой работает пользователь, будет доступна в пределах лишь одной комнаты.

Есть и недостатки

Пока технология находится в разработке и у нее есть ряд недостатков. Например, Li-Fi плохо работает (чаще не работает) в открытом пространстве. Это связано с большим количеством солнечного света.

Еще одна проблема -- «световое загрязнение». Если каждая лампа будет выступать в роли роутера, то мы быстро столкнемся с чрезмерным количеством света вокруг. Изобретатели обещают решить эту проблему.

Что будет в будущем

Харальд Хаас видит будущее в ярких красках. Он рассказывает о том, как машины смогут коммуницировать между собой посредством света, чтобы избегать аварий и передавать информацию о проблемах на дороге. Он также мечтает, что каждый уличный фонарь будет средством передачи данных. Но, пожалуй, он не бывал в странах, где каждый третий фонарь не работает.

Безопасность

Всем известно, что домашнюю сеть Wi-Fi можно взломать извне. Но это не пройдет с Li-Fi, поскольку для передачи данных используются световые волны, и это безопасно, поскольку свет не проникает сквозь стены

Массовое применение

Компания Velmanni, стоявшая у истоков новой технологии, заявляет, что Li-Fi будет готов к массовому использованию в ближайшие три-четыре года.

Харальд Хаас, считающийся изобретателем Li-Fi и являющийся соучредителем pureLiFi, объединился с компанией Lucibel с целью совместной разработки и продвижения на европейском рынке первой полноценной серийной системы освещения с поддержкой технологии Li-Fi. Надеемся, что первые готовые решения, доступные рядовому пользователю, уже появятся к декабрю 2016 года.

Революция в использовании светодиодов

Технология Li-Fi использует в качестве среды передачи данных свет от светодиодов (LED), что позволяет менять интенсивность лучей даже на высоких скоростях. Это, в свою очередь, способствует передаче данных с помощью световых лучей (невидимых человеческому глазу) на ресивер, настроенный на прием световых сигналов.

Технология Li-Fi по своей сути напоминает пульт дистанционного управления, в котором применяется источник инфракрасного излучения, но при этом Li-Fi функционирует намного быстрее, и у него гораздо богаче диапазон рабочих частот. Ходят даже слухи, что эта технология доберется даже до камер наших смартфонов!

Так как данные передаются на сверхвысоких скоростях, светодиоды можно продолжать использовать в качестве основного источника освещения любого помещения. Поэтому не нужно ничего апгрейдить или устанавливать. Можно просто пользоваться вмонтированными светодиодами.

Однако до сих пор не выяснено, что же делать, когда при работе в интернете нам не нужен свет, скажем в утренние часы в ярко освещенной комнате.

Коммерческие перспективы

По мнению Гаральда Хааса, новая технология обладает огромным коммерческим потенциалом: она позволяет превратить обычные осветительные приборы в хотспоты, что в корне изменит способ доступа к интернету, сетевому видео, играм. Мы сможем скачивать фильмы с настольной лампы, подключаться к картографическим сервисам через уличный фонарь и слушать музыку через освещённые витрины магазинов. Сама технология гарантирует довольно серьёзный уровень безопасности: передатчик и приёмник должны находиться на линии прямой видимости, и перехватить сигнал не так просто, как в случае с радиоволнами. Достаточно повернуть настольную лампу - и не нужно никаких кодов доступа или ключей. Свет не проникает через стены и не подвержен влиянию помех, которые затрудняют передачу информации по радио.

Разумеется, всё это одновременно можно назвать и недостатками Li-Fi: например, мобильный телефон на основе этой технологии не будет столь же практичен, как аппарат, использующий для связи радиоволны. Скорее, это местный способ связи, применимый в помещениях, в городской инфраструктуре или для ближней связи в средах, препятствующих прохождению радиоволн.

Свойства

Преимущество технологии в том, что вы будете использовать светильники, которые уже есть, технология может пригодиться не только в быту. Тот же принцип позволит светодиодным светофорам передавать цифровые данные на автомобили или поезда, не прерывая своей обычной работы, - полагают немецкие учёные института имени Фраунгофера.

Один белый светодиод может обеспечить качественную передачу сигнала на расстояние до 5 метров, а несколько светильников способны покрыть своим действием большое помещение. Скорость передачи (при приемлемых ошибках и потерях) составляет 100-230 мегабит в секунду. И, как гласит пресс-релиз института, в одном из опытов его сотрудники, при содействии специалистов Siemens, достигли пиковой скорости передачи данных "по воздуху" через коммерческий белый светодиод даже в 500 мегабит в секунду.

Li-Fi может кардинально изменить способ передачи информации и обеспечить скорость обмена данными до 600 Мбит/с.

Более сложные технологии могут сильно увеличить скорость передачи данных при помощи VLC. Команды Оксфордского и Эдинбургского университетов сконцентрированы на параллельной передаче данных с использованием массивов светодиодных ламп, в которых каждая лампа передает свой поток. Другие группы используют наборы красных, зелёных и голубых ламп для изменения частоты света, поскольку каждая частота кодирует свой канал передачи данных.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Принципы построения радиосистемы "Стрелец". Модуль беспроводной передачи данных по технологии ZigBee, преимущества и недостатки его применения, принцип действия и оценка возможностей. Описание структурной и принципиальной электрической схемы устройства.

    дипломная работа [1,4 M], добавлен 24.04.2015

  • Осуществление беспроводной передачи данных по технологиям ближней связи, применяемые в мобильных устройствах. IrDA: преимущества и недостатки. Bluetooth для мобильной связи, потребность в устройствах, частотный конфликт. Системные и технические аспекты.

    реферат [29,3 K], добавлен 23.04.2009

  • Классификация и конструкция светодиодов. Светодиоды на основе карбида кремния, на основе структур AIIIBV. Перспективы применения полупроводниковых светодиодов в качестве источников света для сигнализации, отображения и передачи информации, освещения.

    реферат [1,6 M], добавлен 20.10.2014

  • Что такое ТСР? Принцип построения транкинговых сетей. Услуги сетей тракинговой связи. Технология Bluetooth - как способ беспроводной передачи информации. Некоторые аспекты практического применения технологии Bluetooth. Анализ беспроводных технологий.

    курсовая работа [139,1 K], добавлен 24.12.2006

  • Классификация линий передачи по назначению. Отличия цифровых каналов от прямопроводных соединений. Основные методы передачи данных в ЦПС. Ethernet для связи УВК с рабочими станциями ДСП и ШНЦ. Передача данных в системах МПЦ через общедоступные сети.

    реферат [65,1 K], добавлен 30.12.2010

  • Характеристика современного состояния цифровых широкополосных сетей передачи данных, особенности их применения для передачи телеметрической информации от специальных объектов. Принципы построения и расчета сетей с использованием технологий Wi-Fi и WiMax.

    дипломная работа [915,0 K], добавлен 01.06.2010

  • Протокол беспроводной передачи данных, помогающий соединить n-ное количество компьютеров в сеть. История создания первого Wi-Fi. Стандарты беспроводных сетей, их характеристики, преимущества, недостатки. Использование Wi-Fi в промышленности и быту.

    реферат [31,3 K], добавлен 29.04.2011

  • Технологии построения сетей передачи данных. Обоснование программных и аппаратных средств системы передачи информации. Эргономическая экспертиза программного обеспечения Traffic Inspector. Разработка кабельной системы волоконно-оптических линий связи.

    дипломная работа [2,2 M], добавлен 24.02.2013

  • Исследование и анализ беспроводных сетей передачи данных. Беспроводная связь технологии wi–fi. Технология ближней беспроводной радиосвязи bluetooth. Пропускная способность беспроводных сетей. Алгоритмы альтернативной маршрутизации в беспроводных сетях.

    курсовая работа [825,8 K], добавлен 19.01.2015

  • Исследование обычной схемы Wi-Fi сети. Изучение особенностей подключения двух клиентов и их соединения. Излучение от Wi-Fi устройств в момент передачи данных. Описания высокоскоростных стандартов беспроводных сетей. Пространственное разделение потоков.

    лекция [139,5 K], добавлен 15.04.2014

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.