Li-Fi: usando luz visível para transmissão de dados extremamente rápida

A natureza onipresente da Internet é provavelmente uma das principais razões para tornar nossas vidas do jeito que são hoje. No cenário atual, tornou-se uma necessidade do mundo moderno. Não só conecta todos os dispositivos, desde consoles de jogos até câmeras digitais, mas também permite operar remotamente os aparelhos eletrônicos através da IoT. No entanto, as capacidades da Internet não se limitam ao excesso de conhecimento sobre a utilização do Wi-Fi. Outra tecnologia superior do Li-Fi acabará por mudar a nossa percepção da Internet.

Como sabemos, o Wi-Fi é uma tecnologia sem fio comumente usada que utiliza ondas de rádio para conectar dispositivos à Internet, mas com a crescente demanda e o aumento do congestionamento da rede, a tecnologia atual não será capaz de fornecer os resultados desejados por muito tempo. . Consequentemente, ao explorar a possibilidade de escolhas alternativas, o termo 'Li-Fi' foi criado.
Aqui vamos ilustrar o conceito da tecnologia Li-Fi, como ela funciona e como ela difere da tecnologia Wi-Fi convencional.
Li-Fi: usando luz visível para transmissão de dados extremamente rápida
Li-Fi: usando luz visível para transmissão de dados extremamente rápida

O que é Li-Fi?

Li-Fi, abreviação de Light Fidelity, é uma tecnologia sem fio que utiliza comunicação de luz visível em vez de ondas de rádio. Para isso, lâmpadas LED domésticas comuns podem ser utilizadas para permitir a transferência de dados com uma velocidade de até 224 gigabits por segundo, o que equivale ao download de cerca de 18 filmes de 1,5 GB cada um a cada segundo.
Este termo foi cunhado pelo professor Harald Haas durante um TED TALK no ano de 2011. Basicamente, com esta tecnologia, as pessoas poderão usar lâmpadas e células solares como roteadores sem fio para transmissão de dados. Ele até criou uma empresa chamada pureLiFi em 2012 e pretende ser líder mundial em tecnologia de comunicações por luz visível.
Li-Fi: usando luz visível para transmissão de dados extremamente rápida
Diagrama representando conexões Li-Fi (imagem cortesia: ScienceAlert)
No entanto, se olharmos para a História, a comunicação por luz visível tem sido usada há muito tempo. Na verdade, a primeira demonstração desta tecnologia ocorreu em 1880, quando Alexander Graham Bell inventou um dispositivo fotofone que podia transmitir voz a várias centenas de metros usando a luz solar. Portanto, o advento da tecnologia Li-Fi indica, de certa forma, o retorno de métodos testados e comprovados usados ​​para transmissão de dados em cabos de fibra óptica. Além disso, carrega uma nova sofisticação que pode ser adotada universalmente para atender às demandas de uma internet futurística de alta velocidade.

Como funciona?

Como funciona o Li-Fi
Howe Li-Fi funciona (imagem cortesia: purelifi)
Todas as tecnologias sem fio existentes utilizam diferentes frequências no espectro eletromagnético. Enquanto o Wi-Fi usa ondas de rádio, o Li-Fi capta informações por meio da comunicação por luz visível. Diante disso, este último requer um fotodetector para receber sinais de luz e um processador para converter os dados em conteúdo streamable. Como resultado, a natureza semicondutora das lâmpadas LED torna-as uma fonte viável de comunicação sem fio de alta velocidade.
Então, como isso funciona? Vejamos o funcionamento do Li-Fi:
Quando uma fonte de corrente constante é aplicada a uma lâmpada LED, ela emite um fluxo constante de fótons observados como luz visível. Quando esta corrente varia lentamente, a lâmpada escurece para cima e para baixo. Como essas lâmpadas LED são semicondutoras, a corrente e a saída óptica podem ser moduladas em velocidades extremamente altas que podem ser detectadas por um dispositivo fotodetector e convertidas novamente em corrente elétrica.
A modulação de intensidade é muito rápida para ser percebida pelo olho humano e, portanto, a comunicação parece ser perfeita, assim como a RF. Assim, a técnica pode auxiliar na transmissão de informações em alta velocidade a partir de uma lâmpada LED. No entanto, é muito mais simples, ao contrário da comunicação RF, que requer circuitos de rádio, antenas e receptores complexos.
Li-Fi usa métodos de modulação direta semelhantes aos usados ​​em dispositivos de comunicação infravermelha de baixo custo, como unidades de controle remoto. Além disso, a comunicação infravermelha tem potências limitadas devido a requisitos de segurança, enquanto as lâmpadas LED têm intensidades suficientemente elevadas para atingir taxas de dados muito elevadas.

Wi-Fi versus Li-Fi

Wi-Fi versus Li-Fi
Wi-Fi vs Li-Fi (imagem cortesia: Bloomberg)
Agora que sabemos o que é Li-Fi e como funciona, a questão é onde ele se compara ao Wi-Fi. Para entender qual delas é superior, vamos dar uma olhada em alguns aspectos de ambas as tecnologias:

Velocidade:

O Li-Fi pode fornecer velocidades de transferência de dados de 224 gigabits por segundo, o que claramente deixa o Wi-Fi para trás. De acordo com os testes realizados pela pureLiFi, a tecnologia produziu mais de 100 Gbps em ambiente controlado. Além disso, o espectro de luz visível é 1.000 vezes maior que os 300 GHz do espectro de RF, o que ajuda a ganhar alta velocidade.

Eficiência energética

Normalmente, o Wi-Fi precisa de dois rádios para se comunicar, o que consome muita energia para discernir o sinal do ruído, pois pode haver vários dispositivos usando a mesma frequência. Cada dispositivo possui um transmissor RF e um chip de banda base para permitir a comunicação. No entanto, como o Li-Fi utiliza luzes LED, a transmissão requer energia adicional mínima para permitir a comunicação.

Segurança

Uma das principais diferenças entre Wi-Fi e Li-Fi é que o primeiro tem um alcance mais amplo (normalmente 32 metros) e pode até ser acessado em diferentes partes de um edifício, porém, o último não consegue penetrar paredes e tetos. e, portanto, é mais seguro.
Embora isso significasse instalar uma lâmpada LED separada em todas as salas, a tecnologia pode ser ideal para operações sensíveis como P&D, Defesa, Bancos, etc. -Fi.

Densidade de dados

Devido aos problemas de interferência, o Wi-Fi funciona em um ambiente menos denso, enquanto o Li-Fi funciona em um ambiente altamente denso. A área coberta por um ponto de acesso Wi-Fi tem 10 ou 100 segundos de luzes e cada luz LiFi pode fornecer a mesma velocidade ou maior que um ponto de acesso Wi-Fi. Portanto, na mesma área, o LiFi pode fornecer capacidade sem fio 10, 100 ou 1000 vezes maior.

Projetos de tecnologia Li-Fi

Com a procura cada vez maior de transferência de dados e o elevado congestionamento nas redes Wi-Fi existentes, a necessidade de desenvolver uma alternativa para a Internet de alta velocidade tornou-se crucial. Como resultado, muitas empresas estão trabalhando na tecnologia para acesso fácil e qualidade superior de transferência de dados.
A seguir mencionadas estão algumas empresas envolvidas no desenvolvimento e exploração das possibilidades do Li-Fi como um serviço futurista de Internet:

puroLiFi

Foi fundada pelo professor Harald Haas e Mostafa Afghani no ano de 2012. A startup testou sua tecnologia com clientes como Cisco Systems e British Telecommunications. Também fez parceria com o fabricante francês de lâmpadas Lucibel para lançar luzes suspensas equipadas com Li-Fi.

• VLNComm

Mohammad Noshad e Maite Brandt-Pearce fundaram a VLNComm no ano de 2013. Apoiada pelo Departamento de Energia dos EUA e pela Fundação Nacional de Ciência, a equipe está em negociações de parceria com agências governamentais dos EUA. Seu mais recente protótipo de luz suspensa chega a 25 Mbps, enquanto o próximo deverá atingir 100 Mbps devido aos avanços na codificação, modulação e processamento de sinal.

• Velmenni

É uma empresa fundada por Deepak Solanki e Saurabh Garg em 2012. A equipe desenvolveu um protótipo de roteador do tamanho de um cartão de crédito capaz de converter luzes LED disponíveis no mercado em transmissores Li-Fi. Também está desenvolvendo aplicações Li-Fi para cabines e cockpits de aviões, bem como hardware para uso externo.

• Universidade de Tecnologia de Eindhoven

A equipe de pesquisadores desta universidade liderada por Joanne Oh desenvolveu um sistema Li-Fi que utiliza raios infravermelhos inofensivos. A capacidade de dados do sistema é de 40 Gbit/s por dia devido aos comprimentos de onda que medem 1.500 nanômetros e mais. Segundo Joanne, a equipe conseguiu velocidades de até 42,8 Gbots/s em uma distância de 2,5 metros.
Outros nomes notáveis ​​incluem i2cat, ByteLight, Basic6, etc. Além disso, algumas outras organizações estabelecidas também demonstraram interesse em trabalhar na tecnologia. A tecnologia foi testada por um provedor de telecomunicações baseado nos Emirados Árabes Unidos. Além disso, se acreditarmos nos relatórios de mercado, a Apple poderá construir futuros iPhones com recursos Li-Fi.

Conclusão

Sem dúvida que o Wi-Fi tem sido uma bênção para todos nós, mas factores como o aumento do congestionamento, a interferência com equipamentos sensíveis e a saturação da largura de banda indicam claramente as deficiências da tecnologia actual. O Li-Fi, por outro lado, digitaliza o mundo manipulando a luz para transmitir informações usando tecnologia de baixo consumo de energia. Além disso, recursos como transferência de dados em alta velocidade e privacidade favorecem ainda mais o uso de Li-Fi em vez de Wi-Fi.
Embora seja impossível substituir o Wi-Fi pelo Li-Fi devido à infra-estrutura existente, certamente pode surgir como uma opção imperativa para certas empresas, aviões, hospitais, etc. , é mais como usar ambas as tecnologias de acordo com os requisitos de uso.

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