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Li-Fi: technologie sans fil basée sur la lumière 100 fois plus rapide que le Wi-Fi

Li-Fi: technologie sans fil basée sur la lumière 100 fois plus rapide que le Wi-Fi


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Li-Fi, ou Light Fidelity, est un concurrent potentiel intéressant et passionnant du vétéran du sans fil, le Wi-Fi. Utilisant des ampoules et des cellules solaires pour transmettre des données, cette «nouvelle» alternative pourrait prendre d'assaut le marché et, qui sait, faire l'histoire du Wi-Fi. Dans le guide suivant, nous tenterons de vous donner un aperçu de ce que c'est et comment il peut surpasser son prédécesseur.

La théorie du Li-Fi n'a en fait rien de nouveau, nous utilisons la lumière visible pour le transfert de «données» depuis la nuit des temps. Des expressions physiques aux feux de signalisation en passant par le sémaphore, nous sommes très familiers avec l'utilisation de la lumière visible pour la communication. Oui, bien sûr, c'étaient des applications low-tech, mais il est important pour nous de donner un contexte historique, problème? De toute évidence, le développement du monde numérique nécessitait une approche plus sophistiquée. Light Fidelity propose enfin la combinaison du passé ancien avec le présent et le futur très modernes.

Attachez-vous pour une virée folle dans le futur de vos besoins de connexion Internet et de transfert de données. Wi-Fi, nous vous aimons, mais si quelque chose de mieux arrive, faites attention! Préparez-vous à être éclairé, ok pas cher, désolé!

Super, alors qu'est-ce que le Li-Fi?

Si l'invention accidentelle du Wi-Fi en 1992 par le radioastronome australien John O'Sullivan et al. n'était pas arrivé, le monde moderne serait un endroit très différent. Ils tentaient de détecter l'explosion de mini-trous noirs, une expérience qui a finalement échoué. Cet «échec» a en fait révolutionné le transfert de données pour nous tous. Ce n'est cependant pas parfait avec les problèmes de sécurité et de connectivité. Mettez de côté le Wi-Fi, il y a un nouvel enfant sur le bloc.

Li-Fi signifie Light Fidelity et est une forme de Visible Light Communications (VLC). Il est proposé comme un système qui fournit des communications sans fil à des vitesses de transfert de données très élevées. Cette technologie utilise des lumières LED communes pour fournir un transfert de données qui peut bien se vanter de vitesses de 224 gigabits par seconde. Cela équivaut à environ 18 films de 1,5 Go chacun téléchargés chaque seconde. Pas trop mal.

Harald Haas, professeur à l'Université d'Édimbourg, a inventé l'expression lors de sa conférence TED en 2011. Il a imaginé des routeurs sans fil qui se présentaient sous la forme d'ampoules. Fantastique. Après quatre ans de recherche, Haas a créé la société pureLiFi en 2012 dans le but de «devenir le leader mondial de la technologie de communication par lumière visible».

Depuis 2013, la fidélité à la lumière cherche à assurer une croissance annuelle composée de 82%, c'est, franchement, incroyable. Il pourrait bien valoir plus de 6 milliards de dollars par an à cette époque.

[Source de l'image: Jacek Abramowicz via Pixabay]

Alors, comment ça marche?

Comme nous le savons tous, diverses technologies de transfert de données sans fil existantes utilisent des fréquences différentes sur le spectre électromagnétique. Le Wi-Fi est un bon exemple qui utilise les ondes radio alors que le Li-Fi, si vous ne l'aviez pas deviné, utilise à la place la lumière visible. Compte tenu de cela, la technologie nécessite un photo-détecteur pour recevoir les signaux lumineux et un processeur pour convertir les données en contenu diffusable.

Étant des semi-conducteurs, les LED permettent à leur courant électrique d'être plongé et atténué à des vitesses extrêmement élevées. De plus, l'œil humain ne peut même pas remarquer la différence. De toute évidence, ceci est extrêmement important lorsqu'il est utilisé pour le transfert de données où les données introduites dans l'ampoule LED via le traitement du signal peuvent ensuite être intégrées dans le faisceau lumineux à des vitesses rapides vers le photodétecteur récepteur (photodiode). Ces minuscules changements dans la gradation rapide de l'ampoule peuvent ensuite être convertis par le récepteur en un signal numérique utile.

VLC utilise la lumière visible entre les fréquences 400 et 800 térahertz (THz). En effet, il agit comme un code Morse très avancé. Les sources lumineuses émettrices s'allument et s'éteignent, bien tamisées en fait, selon un certain modèle qui relaie les données qui peuvent être converties en un signal binaire. Parce que les LED peuvent «scintiller» à des fréquences plus élevées que l'œil humain ne peut détecter.

Ce signal converti peut alors être «compris» comme des données binaires qui peuvent être diffusées sous forme d'applications Web, vidéo et audio exécutées sur des appareils compatibles Internet.

Harold Haas pense que le déploiement futur des équipements de connexion Internet devra être assuré par des dispositifs neutres en énergie. Il estime que la transmission et la réception des signaux devraient également utiliser les technologies prolifiques existantes. Sa solution proposée est de fournir cela via des ampoules LED et des cellules solaires.

S'il vous plaît dites-moi plus...

Bien que les lumières LED doivent être allumées pour que la technologie fonctionne, les LED peuvent être atténuées ou même éteintes et allumées à des taux très élevés. Comme mentionné précédemment, cela sera imperceptible à l'œil nu humain. Les LED peuvent également être atténuées si bas que la lumière émise est bien inférieure à celle que l'œil humain peut détecter. Cela permettrait encore une génération de lumière suffisante pour transmettre des données. Une ligne de visée directe n'est pas non plus absolument nécessaire. La lumière réfléchie sur les murs et autres surfaces atteindra toujours des vitesses décentes d'environ 70 Mbit / s.

La Federal Communications Commission des États-Unis a mis en garde contre une éventuelle crise du spectre pour le Wi-Fi. C'est en d'autres termes proche de la pleine capacité. Light Fidelity, d'autre part, n'a pratiquement aucune limitation de capacité à l'heure actuelle. Le spectre de la lumière visible est 10 000 fois plus grand que l'ensemble du spectre des fréquences radio, ce qui est pratique.

La fidélité à la lumière devrait être environ dix fois moins chère que le Wi-Fi si et une fois entièrement déployé.

Rien de nouveau

La communication sans fil utilisant la lumière n'a rien de nouveau. Les signaux de fumée, par exemple, sont utilisés pour communiquer des signaux depuis très longtemps. Sans parler des miroirs, des balises d'incendie, des drapeaux ou autres moyens de communication à vue directe. Napoléon a couvert une grande partie de l'Europe avec des télégraphes optiques, également connus sous le nom de sémaphore, pour transmettre rapidement des informations. Alexander Graham Bell a également inventé le photophone, un appareil qui utilisait un miroir pour relayer les vibrations causées par la parole sur un faisceau de lumière. Il considérait cela comme son invention la plus importante.

Les principes unificateurs des exemples ci-dessus et du Li-Fi sont l'interruption ou la modulation de la lumière pour casser des messages compréhensibles, comme le code morse. La fidélité à la lumière introduit simplement cela dans le monde numérique moderne. Cela supprimera également la complication gênante de l'interférence humaine dans le transfert de données. Désolé, mes amis humains, ce n'est rien de personnel.

Qui est qui

Comme vous pouvez l'imaginer, certaines startups pionnières se disputent le contrôle futur de ce nouveau marché. À l'heure actuelle, la liste des entreprises développant cette technologie est la suivante (sans ordre particulier): -

- PureLiFi, comme mentionné précédemment, ils sont la société principale dans ce domaine. Ils développent également des luminaires Li-Fi avec la société française Lucibel.

- VLNComm est la principale start-up aux États-Unis. Ces types sont financés par le Département américain de l'énergie et la National Science Foundation.

- OLEDComm est une société française travaillant sur le LiFi. Ils ont des produits pour le positionnement en intérieur.

- LightPointe, qui connaît mieux les optiques d'espace libre Gigabit Ethernet point à point et les ponts radio-optiques hybrides. Malgré cela, ils s'aventurent sur ce marché potentiel.

- i2cat, situé à Barcelone, en Espagne, met également tout en œuvre pour essayer de le commercialiser.

- ByteLight, récemment racheté par le fabricant de LED Acuity Brands

- Nakagawa Lab, Japon

- Basique6

- Velmenni

- Zéro1

- Axrtek

Qualcomm, GE, Panasonic, Philips, Samsung, OSRAM ne sont que quelques-unes des plus grandes entreprises qui ont également exprimé leur intérêt pour cette technologie. Laquelle de ces entreprises résistera à l'épreuve du temps? Quelques moments intéressants à venir, alors surveillez cet espace.

Les limites du Wi-Fi

L'énorme demande des consommateurs pour les données sans fil exerce de fortes pressions sur la technologie Wi-Fi existante. Le Wi-Fi, comme vous le savez sûrement, utilise les fréquences radio et micro-ondes dans le spectre électromagnétique. En particulier, la croissance exponentielle des appareils mobiles entraînera probablement dix milliards d'appareils exigeant son utilisation d'ici 2019. Cela nécessitera environ 35 quintillions (1018) octets d'informations chaque mois.

Cela ne sera probablement pas viable avec la technologie sans fil actuelle en raison de la congestion des fréquences et des interférences. Les émetteurs Wi-Fi actuels et les tours cellulaires des réseaux de téléphonie mobile ne seront probablement pas en mesure de faire face.

Il existe un principe de communication fondamental selon lequel il existe un transfert de données maximal qui évolue avec la bande passante de fréquence disponible. Comme le spectre des fréquences radio est fortement utilisé et réglementé, il n'y a tout simplement pas assez d'espace disponible pour répondre à la demande.

Le Li-Fi offre donc une excellente option pour atténuer cette «pression». Cela est dû au fait que les fréquences lumineuses sont relativement sous-utilisées. Chaque côté de cette partie du spectre est fortement encombré par comparaison.

À l'heure actuelle, le spectre de la lumière visible est énorme, inexploité et généralement non réglementé pour les communications.

Le Li-Fi est-il meilleur que le Wi-Fi?

La possibilité de vitesses de transfert de données de 224 gigabits par seconde laisse clairement le Wi-Fi dans la poussière. L'utilisation exclusive de la lumière visible par Li-Fi pourrait cependant constituer un piège potentiel pour son adoption future.

Le Li-Fi ne peut pas traverser les murs, donc pour concurrencer le Wi-Fi et fournir une large zone de connectivité, des ampoules LED devront être placées dans tout le bâtiment. Ces ampoules devront également être allumées 24h / 24 et 7j / 7 pour fournir le type de connectivité offert par les routeurs Wi-Fi. Cela signifie évidemment que les ampoules devront également être allumées pour fournir le signal.

De toute évidence, là où il y a un manque d'éclairage, il y aura un point noir pour la connexion Internet Li-Fi. Le Li-Fi, par conséquent, peut ne pas convenir aux réseaux publics.

Le Wi-Fi a potentiellement une nouvelle amélioration à venir, entrez Wi-Fi HaLow. Ce projet prétend pouvoir doubler la gamme de connectivité tout en utilisant moins d'énergie. Wi-fi HaLow devrait être parfait pour les appareils alimentés par batterie tels que les smartwatches et les smartphones. Cela pourrait également s'avérer très utile pour les appareils «Internet des objets» tels que les capteurs et les applications intelligentes. "Internet des objets" s'il est réalisé, pourrait avoir des implications massives pour la logistique commerciale, la commodité du consommateur et, en fin de compte, la gestion des ressources. Voici une bonne vidéo de présentation pour votre plaisir.

Les vitesses de transfert de données potentielles du Li-Fi ne sont cependant pas quelque chose à flairer. Ces vitesses impressionnantes permettront des vitesses de transfert de données rapides avec encore plus d'appareils capables de se connecter à un autre. La courte portée de cette technologie offrira également potentiellement une plus grande sécurité par rapport au Wi-Fi. Il est rapporté que les faisceaux lumineux intégrés réfléchis par les objets pourraient encore fournir 70 mégabits par seconde. Agréable.

Voir la lumière

Contrairement au Wi-Fi, la communication optique permettra un transfert de données bien confiné dans les murs d'une pièce. Bien que cela puisse sembler être un inconvénient au départ, cela peut offrir des avantages clés pour la technologie. Même avec des fenêtres dans la pièce, les rideaux pourraient constituer une méthode fantastique pour éviter les écoutes indiscrètes. Un réseau d'éclairage au plafond pourrait envoyer différents signaux à différents utilisateurs simultanément. La puissance de l'émetteur peut être localisée, utilisée plus efficacement et n'interférera pas avec les sources Li-Fi adjacentes.

L'absence totale d'interférences radioélectriques est également un autre avantage. Les communications par lumière visible sont intrinsèquement sûres. Cela pourrait en fait conduire à la fin des voyageurs ayant besoin d'éteindre leurs appareils pendant le voyage. Agréable.

Je prends ça comme un compliment

Le Li-Fi remplacera-t-il le Wi-Fi? Potentiellement pas.

La fidélité à la lumière sera probablement mieux adaptée aux situations où des circuits électroniques sensibles aux ondes radio sont utilisés. Par exemple, les avions, les appareils médicaux et les hôpitaux. Cela améliorerait considérablement la sécurité dans ces situations.

Certains chercheurs notent que les ampoules LED existantes peuvent être converties à l'aide d'une seule micropuce et d'ampoules LED d'un watt. On pense que jusqu'à quatre ordinateurs pourraient se connecter à Internet.

Le Wi-Fi existe depuis un certain temps déjà et nos maisons, bureaux et bâtiments industriels ont été équipés de l'infrastructure pour le Wi-Fi. Le retrait complet et le réaménagement de la technologie de fidélité légère seront probablement économiquement irréalisables pour la grande majorité des gens.

Li-Fi pour la vie

pureLifi a déjà deux produits sur le marché. Unité de plafond Li-Flame pour luminaires LED et unité de bureau Li-Flame pouvant se connecter à un appareil via USB. Leurs deux appareils visent à fournir lumière et connectivité dans un seul appareil.

La connectivité rapide offerte pour la transmission de données est susceptible d'être d'un grand intérêt pour les entreprises. L'intégration des appareils «Internet des objets» et du Li-Fi devrait offrir de nombreuses opportunités aux détaillants et autres entreprises. Un propriétaire de magasin, par exemple, pourrait transmettre des données aux téléphones de plusieurs clients très rapidement, en toute sécurité et à distance.

Du et Zero1, les fournisseurs de télécommunications basés à Dubaï, aux Émirats arabes unis, le testent sur le terrain. Du affirme que les tests ont jusqu'à présent réussi à fournir un streaming Internet, audio et vidéo. Il a également été testé à Tallinn, en Estonie. Les rapports indiquent que la transmission de données de 1 Go par seconde a été réalisée. C'est environ 100 fois plus rapide que les vitesses Wi-Fi moyennes actuelles.

«Nous menons quelques projets pilotes dans différents secteurs où nous pouvons utiliser la technologie VLC (communication en lumière visible)», a déclaré Deepak Solanki, PDG de la société technologique estonienne Velmenni.

«Actuellement, nous avons conçu une solution d'éclairage intelligent pour un environnement industriel où la communication des données se fait par la lumière. Nous menons également un projet pilote avec un client privé où nous mettons en place un réseau Li-Fi pour accéder à Internet dans leur bureau. espace."

Selon certaines rumeurs, Apple pourrait envisager d'intégrer une capacité Li-Fi dans les futurs iPhones. Cela a été découvert par un utilisateur de Twitter qui a découvert que dans le code de mise à jour iOS 9.1, il y avait des références à «LiFiCapability». Un indice clair que cette technologie pourrait bien être intégrée dans les futurs appareils Apple.

L'avenir est prometteur

Regarde ce que j'ai fait là? Oh, oubliez ça, foule difficile. Cette technologie émergente a le potentiel de fournir une connexion Internet sans fil à faible coût plus localisée et sécurisée, comme mentionné précédemment. Bien que la lumière ne puisse pas traverser les murs, cela peut en fait être bénéfique du point de vue de la sécurité et de la confidentialité.

La vitesse la plus rapide précédemment atteinte en utilisant le Li-Fi était en octobre 2014, lorsqu'une équipe de chercheurs des universités d'Oxford, d'Édimbourg, de St Andrews et de Strathclyde travaillant sur le projet de communication par lumière visible ultra-parallèle a atteint des vitesses de transmission de 10,5 Gbps via le rouge- LED bleu-vert.

Lors de sa conférence TED, Harold Haas a déclaré: «Nous avons l'infrastructure là-bas», tout en démontrant sa technologie. "Nous pouvons les utiliser pour les communications."

«Tout ce que nous devons faire est d’adapter une petite micropuce à chaque appareil d’éclairage potentiel, ce qui combinerait alors deux fonctionnalités de base: l’éclairage et la transmission de données sans fil.

«À l'avenir, nous aurons non seulement 14 milliards d'ampoules, mais 14 milliards de Li-Fi seront peut-être déployés dans le monde pour un avenir plus propre, plus vert et même plus radieux».

Avantages

Si vous avez regardé la vidéo ci-dessus, vous apprécierez le potentiel de cette technologie. Le Wi-Fi peut parfois souffrir de graves interruptions pour le transfert du signal. La combinaison de la lumière artificielle et des cellules solaires pour la transmission, la réception et la conversion de la technologie électromagnétique pour transférer des signaux numériques a un potentiel incroyable. Vraiment intéressant, même avec la cellule solaire partiellement obscurcie, elle fonctionnera toujours. Vous n'avez pas besoin d'une grande partie de la cellule exposée pour transmettre des données, ce qui est pratique.

La proposition d'utiliser les technologies existantes «sur étagère» pour créer l'interconnexion entre l'ampoule et le récepteur sera également d'un grand intérêt pour les entreprises et les consommateurs privés. La sélection de technologies à faible consommation d'énergie telles que les LED et les cellules solaires sera également un grand avantage pour l'avenir de cette technologie. Ce type de réflexion latérale est exactement le genre de solution qui risque d'exploser sur le marché proprement dit.

Li-Fi offre le potentiel pour: -

- Amélioration des infrastructures sans fil en fournissant des couches supplémentaires de petites cellules, appelées «attocells»

- Cette technologie permettra également d'éviter le resserrement du spectre radioélectrique compte tenu de son exploitation du spectre visible

- Comme mentionné précédemment, il existe un potentiel pour des vitesses de transfert de données très élevées (peut-être 10,5 Gbps +)

- Le Li-fi permettra une meilleure connectivité pour les appareils Internet des objets

- Sécurité beaucoup plus grande et interception réduite des signaux par rapport au Wi-Fi

- L'utilisation de technologies écoénergétiques pour la communication et l'éclairage est d'un grand intérêt

- Pour ceux qui s'inquiètent des risques pour la santé du Wi-Fi, le Li-Fi devrait éviter de tels problèmes

Résumé

L'application potentielle de cette technologie est en fait assez intéressante. Les bandes passantes Wi-Fi deviennent saturées, fortement réglementées et interfèrent avec les équipements sensibles. Ce sont malheureusement des limites définitives pour cette grande technologie.

Le Li-Fi a certainement l'avantage pour les voyageurs fréquents et nous pouvons vraiment voir Light Fidelity démarrer dans les avions de ligne, les hôpitaux, etc.

Les utilisations passées ingénieuses de la lumière par l'homme pour fournir des moyens de communication ont été prises au niveau suivant avec cette technologie. La combinaison inévitable du monde numérique avec le principe de la manipulation de la lumière pour transmettre des informations semble, à toutes fins utiles, être une évolution naturelle des communications sans fil.

L'exploitation de la technologie basse énergie existante pour permettre la mise en œuvre de cette technologie est également un énorme plus. Avec l'éclairage LED de plus en plus populaire, le Li-Fi est un ajout potentiel évident pour les futures conceptions d'éclairage dans les bâtiments. Les vitesses de transfert de données impressionnantes et la sécurité évidente intéresseront certainement les entreprises et les particuliers.

Il sera intéressant de voir les futurs changements de conception des ordinateurs et des smartphones pour tirer parti de cette technologie. Peut-être verrons-nous enfin des capacités de charge de panneaux solaires avec des cellules de connectivité Li-Fi combinées? Qui sait. Au départ, il est possible que la connectivité soit fournie avec des périphériques externes.

Il est peu probable que le Li-Fi remplacera complètement le Wi-Fi étant donné l'omniprésence de l'infrastructure existante tout autour de nous. Mais Li-Fi aura certainement une présence exclusive pour les demandes de sécurité des données ou dans les vieux bâtiments aux murs très épais pour interrompre les signaux Wi-Fi. Nous pouvons certainement voir cela devenir très populaire dans les zones avec des bâtiments plus anciens en Europe et aux États-Unis.

L'avenir s'annonce radieux pour ce petit nouveau sur le bloc, surveillez cet espace.

Sources:TechWorld, ScienceAlert, IndustrieTap

[Édité: Source de l'image en vedette: Frank Jones via Flickr]

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