Czy Li-Fi będzie rywalem Wi-Fi?

Zespół Haralda Haasa wraz z naukowcami z uniwersytetów w Cambridge, Oxfordzie, St Andrews i Strathclyde znajduje się w połowie czteroletniego projektu wartego 5,8 mln funtów, który finansuje brytyjski Engineering and Physical Sciences Research Council. Pracują oni nad ultrarównoległą komunikacją z użyciem światła widzialnego, która wykorzystuje wiele kolorów światła w celu tworzenia połączeń o dużej przepustowości na dystansie kilku metrów. System ten nazwano Li-Fi. Jak mówią badacze, może on uzupełnić lub w niektórych przypadkach zastąpić tradycyjne łącze radiowe Wi-Fi. Jednak biorąc pod uwagę szerokie zastosowanie technologii radiowych przekonywanie do wdrożenie takiego rozwiązania może być żmudną walką.

Na konferencji IEEE Photonics członkowie konsorcjum demonstrowali postępy w pracach. Zespół wykorzystał dostępne w handlu czerwone, zielone i niebieskie diody LED jako nadajniki oraz jako fotodiody do wykrywania światła. Stworzyli z tych elementów system, który może zarówno wysyłać, jak i odbierać dane z szybkością 110 megabitów na sekundę. Podczas nadawania w tylko jednym kierunku doszli do szybkości 155 Mb/s.

Harald Haas mówi, że prezentowana wersja łącza jest ograniczona przez istniejące diody LED i przez zastosowanie diod jako nadajniki i detektory w tym samym czasie. Członkowie konsorcjum stworzyli lepsze diody LED, które zapewniają szybkość transmisji o wartości blisko 4 gigabitów na sekundę oraz działających przy zaledwie 5 miliwatach wyjściowej mocy optycznej i użyciu w odbiorniku fotodiod o dużej przepustowości. Z wykorzystaniem prostego obiektywu w celu zwiększenia odległości, mogą przesyłać dane na 10 metrów z prędkością do 1,1 Gb/s, a wkrótce będą także z prędkością do 15 Gb/s, mówił Harald Haas. Standard Wi-Fi 802.11ad w paśmie radiowym 60 GHz pozwala na blisko 7 Gb/s, zatem Li-Fi to więcej niż podwojenie tej przepustowości.

Aby zbudować lepsze odbiorniki konstruktorzy stosują fotodiody lawinowe, w których uderzenie pojedynczego fotonu produkuje kaskady elektronów, wzmacniając sygnał. Zespół Haralda Haasa pracujący w centrum badawczo-rozwojowym Li-Fi stworzył pierwszy układ odbiornika dla Li-Fi z fotodiodami lawinowymi wbudowanymi w układ CMOS. Układ o powierzchni 7,8 mm² zawiera 49 fotodiod.

Prowadząc osobne prace, Instytut Fraunhofera w Dreźnie (Fraunhofer Institute for Photonic Microsystems) ogłosił zbudowanie hot spota Li-Fi. Frank Deicke, który prowadzi zespół rozwijający Li-Fi w instytucie, mówi, że system będzie najprawdopodobniej korzystał z podczerwieni i będzie przeznaczony dla użytkowników przemysłowych, a nie konsumentów. Hot spot reprezentuje łącze punkt-punkt oferujące szybkość transmisji danych do 1 Gb/s. Można mieć zatem szybkość transmisji danych jak przez kabel USB, ale ważne jest też inna zaleta - opóźnienie w Wi-Fi, czyli czas między wysłaniem sygnału a jego otrzymaniem jest mierzony w milisekundach, natomiast opóźnienie Li-Fi ma wartość rzędu mikrosekund. W przemyśle, gdzie dane muszą przepływać między czujnikami, siłownikami i jednostkami sterującymi z małym opóźnieniem i dużą szybkością, Li-Fi mogłoby być przydatne tam, gdzie Wi-Fi już nie jest.

Zdaniem Franka Deicke Li-Fi może uzupełniać istniejące technologie komunikacyjne, w tym Wi-Fi oraz Gigabit Ethernet. Na razie jego grupa nie skupia się na połączeniu rozwiązania z oświetleniem ogólnym, jak proponuje Harald Haas. Brytyjczyk spodziewa się, że diody LED będą w przyszłości ewoluować stając się nie tylko źródłem światła, tak jak telefon z urządzenia do komunikacji stał się przenośnym komputerem. - Za 25 lat każda żarówka w domu będzie miała moc obliczeniową taką jak telefon dzisiaj. Będzie ona w przyszłości wykorzystywana jako oświetlenie, ale już tylko w postaci jednej z wielu udostępnianych przez nią funkcji - mówił Harald Haas.

źródło: University of Edinburgh, IEEE Spectrum