Imagine a transferência de dados pela sua rede sem fio local na velocidade da luz. Light Fidelity ou Li-Fi é uma inovação revolucionária que tornou isso possível. A comunicação de dados através de fibras ópticas já tornou disponível a comunicação de dados à velocidade da luz em longas distâncias. Light Fidelity preencheu o espaço para comunicação óptica na área sem fio e pode substituir as redes Wi-Fi. Uma tecnologia de comunicação óptica de dados sem fio capaz de taxas de dados 100 vezes maiores que o Wi-Fi, o Li-Fi traz a promessa de comunicação pela Internet altamente segura, sem qualquer interferência de rádio. Li-Fi é baseado no padrão IEEE IEEE 802.15.7 – semelhante e compatível com o padrão Wi-Fi IEEE 802.11.
O que é Li-Fi?
Light Fidelity (Li-Fi) é uma tecnologia de comunicação por luz visível (VLC). Ao contrário do Wi-Fi, que utiliza frequências de rádio para comunicação de dados, o Li-Fi utiliza luz visível e espectro de luz infravermelha para comunicação de dados pela Internet. O transceptor é uma fonte de luz que transmite dados variando a intensidade da luz. A fonte de luz no transceptor é um LED e os dados são recebidos por um fotodetector. A intensidade da luz modulada é descriptografada por um microcontrolador para regenerar dados digitais a partir de ondas de luz.
O Li-Fi foi demonstrado pela primeira vez pelo professor Harald Haas na palestra TED Global em 2011. Como a tecnologia usa ondas de luz visível e infravermelha para comunicação de dados e modula a intensidade da luz em vez da frequência, o Li-Fi é muito mais econômico em comparação ao Wi-Fi. -Fi. Ele oferece uma banda de frequência mais ampla de 400 THz em comparação com 300 GHz do Wi-Fi. Portanto, é possível conectar diversos dispositivos a uma rede Li-Fi sem nenhuma latência de dados. O Li-Fi promete ser altamente seguro, pois os dados não poderiam ser acessados na ausência de luz. O Li-Fi é capaz de atingir até 42,8 Gbit/s, enquanto o Wi-Fi tem uma taxa de dados máxima de 300 Mbps. Embora a cobertura de rede de uma rede Wi-Fi seja maior que a do Li-Fi, o Li-Fi é melhor para operar em ambientes de alta densidade. A cobertura da rede Li-Fi ainda pode ser ajustada, estendida ou limitada simplesmente alterando a intensidade da luz. Embora uma rede WiFi exija repetidores e roteadores para ampliar o alcance, as redes Li-Fi podem ser estendidas sincronizando fontes de luz simples.
O Li-Fi permite a transmissão de dados através de qualquer fonte de luz, como uma lâmpada LED, um poste de luz ou uma tela de televisão. O dispositivo funciona tanto como fonte de luz quanto como transceptor de internet. O Li-Fi será mais útil para redes sem fio públicas, como as de ruas, hospitais, escolas e aviões. Numa rede Li-Fi, o receptor precisa estar ao alcance da fonte de luz. Você pode pensar no Li-Fi como navegar na Internet sob uma lâmpada ou poste de luz ou diante de um aparelho de televisão. Embora a faixa de luz visível seja usada no Li-Fi, a luz é de baixa intensidade, ou infravermelha, e portanto permanece invisível ao olho humano.
Como funciona o Li-Fi?
O Li-Fi usa principalmente a faixa do espectro de luz visível entre o vermelho (400 THz) e o violeta (800 THz). Os dois principais componentes na transmissão de dados são uma luz LED e um fotodetector. O Li-Fi funciona modulando a amplitude da luz em um padrão bem definido e uniforme. A luz LED que atua como transmissor pisca a uma velocidade que leva menos de um microssegundo. Quando o LED está aceso, ele é decifrado como '1' lógico, e quando o LED está apagado, é decifrado como '0' lógico. Como a oscilação de uma fonte de luz ocorre em menos de um microssegundo, ela permanece imperceptível aos olhos humanos. No lado do receptor, a oscilação das ondas de luz é detectada por um fotodetector, que descriptografa os '1's e '0's binários interpretando o período de tempo de comutação do LED. Portanto, o Li-Fi opera segundo um princípio muito simples e direto. Os dados digitais são criptografados em ondas de luz visíveis por comutação de LED de alta velocidade e descriptografados pela detecção da comutação de alta velocidade com a ajuda de um fotodetector altamente sensível.
Vantagens do Li-Fi sobre Wi-Fi
Li-Fi é 100 vezes mais rápido que WiFi. A velocidade de dados de uma rede WiFi varia entre 11 e ~300 Mbps. A velocidade típica de dados na rede Li-Fi é de 10 a 20 Gbps. A velocidade de dados de uma rede Li-Fi pode chegar a 224 Gbps. Li-Fi oferece velocidade de dados 100x a um custo de hardware 10 vezes menor que uma rede WiFi. Tudo o que é necessário para construir uma rede Li-Fi é um LED, um fotodetector e um microcontrolador. Qualquer fonte de luz pode atuar como transmissor ou transceptor de dados, de modo que uma rede Li-Fi pode ser estendida infinitamente e disponibilizada em qualquer lugar; será possível conectar dispositivos ilimitados a uma rede Li-Fi. Ele utiliza um espectro de rádio de 400 THz de largura que é 10.000 vezes maior que a banda de frequência usada pelo WiFi.
Uma grande vantagem do Li-Fi é que ele funciona sem qualquer interrupção. As ondas de luz visível não são interrompidas nem interferem nas ondas de rádio. Isso torna o Li-Fi um transceptor de Internet altamente adequado para uso em aviões e navios. Como as ondas de luz usadas pelo Li-Fi não penetram nas paredes, não há chance de interceptar os sinais do Li-Fi e hackear os dispositivos finais.
Desvantagens do Li-Fi
A dependência do Li-Fi do espectro de luz visível impõe limitações ao uso desta tecnologia. Em primeiro lugar, como o Li-Fi se baseia na modulação de ondas de luz, o alcance máximo de um transceptor Li-Fi é limitado a 10 metros. Ao ar livre, a velocidade de transmissão de dados de uma rede Li-Fi pode ser afetada pela luz solar e outras fontes de luz visível. No interior, a cobertura da rede é obviamente limitada, uma vez que as ondas de luz visível não conseguem penetrar através das paredes; mesmo obstruções opacas dentro de uma sala podem restringir a cobertura da rede. As redes Li-Fi requerem uma linha de visão próxima entre a fonte de LED e o fotodetector. Isto pode comprometer a praticidade do Li-Fi em muitas situações.
Aplicações de Li-Fi
Algumas das aplicações práticas das redes Li-Fi incluem comunicação subaquática, comunicação militar, realidade virtual, realidade aumentada, carros conectados e redes de Internet sem fio em hospitais, escolas, aviões, navios e lojas de varejo. Como os sinais Li-Fi não interferem nas ondas de rádio, é mais adequado para Internet de alta velocidade em aviões e navios. A ausência de interferência eletromagnética também torna o Li-Fi adequado para conectividade à Internet em hospitais, onde os sinais Wi-Fi podem interferir nos sinais eletrônicos dos equipamentos de monitoramento.
O Li-Fi é útil para conectividade com a Internet onde a interferência eletromagnética não é aceitável. Por exemplo, o Li-Fi pode fornecer uma conexão de rede segura dentro de uma usina de energia. As redes Li-Fi que utilizam espectro infravermelho também podem ser usadas para internet sem fio subaquática. Além disso, a tecnologia é capaz de tornar os serviços de Internet não afetados por desastres naturais, como terremotos e furacões, pois opera sem roteadores, antenas, modems, repetidores de sinal e amplificadores.
O Li-Fi pode ser usado na comunicação entre carros, bem como na implantação de IoT no gerenciamento de tráfego. Ele pode ser instalado e utilizado em carros conectados e em muitas aplicações de cidades inteligentes, bem como em Internet de alta velocidade para automação residencial e de escritório.
Grandes desafios
Espera-se que o Li-Fi tenha um valor de mercado de US$ 115 bilhões em 2022. À medida que os preços do LED caem, espera-se que o Li-Fi seja mais lucrativo no futuro. Embora este crescimento seja encorajador, existem grandes desafios a enfrentar. O padrão IEEE 802.15.7 no qual o Li-Fi se baseia é agora considerado obsoleto. O padrão exige estritamente uma revisão para manter o Li-Fi como uma tecnologia emergente. Na verdade, com a introdução da Multiplexação Óptica – Ortogonal por Divisão de Frequência (O-OFDM), toda a tecnologia VLC precisa de uma repadronização.
Conclusão
Li-Fi é uma tecnologia promissora e fascinante que apresenta vantagens significativas sobre o Wi-Fi em termos de taxa de dados, conectividade, densidade ambiental, segurança e confiabilidade. Ele promete fornecer internet ininterrupta de alta velocidade em ambientes internos e um alcance limitado em ambientes externos. Finalmente, o Li-Fi pode ser usado em locais inacessíveis ou onde a interferência de rádio é um problema importante, resultando na falta de acesso à Internet ou no acesso apenas à Internet de baixa velocidade.