Этот текст я взял у пользователя ЖЖ. Он удалил свой блог. Но чтоб текст не пропал я решил его сохранить тут. Надеюсь тут не пропадёт!
Li-Fi. Световой вайфай.
История вопроса.
В основе Li-Fi лежит старая идея коммуникаций с помощью источника видимого света(Visible Light Communication). Корни технологии уходят в далёкие времена, когда сигнальными кострами передавали информацию о опасности.
С дальнейшим развитием этот способ получил некоторое усовершенствование.
И, наконец, достиг пика своего развития.
Красивая Идея.
Именно этот принцип и лежит в основе технологии Li-Fi.
Передавать данные азбукой Морзе двоичным кодом открывая зажигая и закрывая гася источник света. Только на новом техническом уровне, автоматизировав процесс и выкинув семафорщиков\хуманов и на громадных скоростях. Это требует источника света, который способен моментально зажигаться и тухнуть. Лампа из сигнального прожектора не подходит.А быстро зажигаться и тухнуть умеют как раз самые обычные дешёвые светодиоды.
Фотодектором сигнала может служить обычная солнечная батарея.
Некоторые переживают, что мерцание такой лампы отрицательно скажется на комфорте. Однако человеческий глаз не способен различить мерцание высокой частоты. Например, в CRT-монитор прекрасно заметно мерцание при 75 Гц развёртки. Лично я вижу это сразу невооружённым глазом. Однако, при уже 85 Гцах (всего 10 Герц разницы, Карл!) изображение уже выглядит монолитным и я не смогу отличить его от 100 и более Герц. Здесь же речь идёт о мегагерцах. Если рассуждать о вреде для здоровья, то вы просто можете посмотреть на свои лампочки через крутящийся вентилятор для стробоскопического эффекта. Или снять их на камеру. В большинстве случаев будете неприятно удивлены.
Более того, видимый свет имеет спектр в 10 тысяч раз больше спектра радиоизлучения. Более того, все эти частоты нелицензированы и доступны для использования. Фактически, видимый свет - это такие же электромагнитные волны, как и радиоволны. Только на более высоких частотах.
Светодиодов может быть много. С разной длиной волны. Например RGB-светодиоды, дающие белый свет, могут передавать данные по красному, зелёному и синему каналам одновременно.
Так как по сути это разные диоды и их можно заставить "мигать" независимо. А сенсор уже их различит и независимо обработает. Но, конечно, это уже не будет солнечная батарея, а более продвинутый фотодетектор.
В принципе, для передачи сигнала можно использовать все хитрости и наработки, которые используются для оптоволокна. Фактически, оптоволокно и есть тот самый Li-Fi, в котором источник света соединяется с приёмником по световоду. Так что наработки для более эффективного использования света уже имеются. Куча модуляций просто ждут, чтобы их применили в лампочке))
Так как фактически это представляет собой оптоволоконную сеть(источник света-приёмник), только без оптоволокна, то достижимые скорости просто сносят башню. В Оксофрде в прошлом году добились 224 Гигабит в секунду.
http://www.ibtimes.co.uk/lifi-internet-breakthrough-224gbps-connection-broadcast-led-bulb-1488204
А китайцы осилили 400 Гбит. Конечно вся эта радость исключительно в лабораторных условиях. Но китайцы работают над этим.
Кроме того, во многих местах, например в самолётах и некоторых больницах нельзя пользоваться радиосигналами во избежание. И видимый свет - вполне безопасный способ установить связь. Как не удивительно, утверждают, что оптическая связь более надёжна и дальше распространяется под водой, чем радиоволны.
Этот жестокий мир
Ну что же, а теперь чуть-чуть перейдём от благорастворения в воздусях к запахам реальности.
Итак, начнём потихоньку. Во первых, обычные светодиодные лампочки использовать нельзя. Так как в лампочках как раз используются кондёры и прочие драйверы для сглаживания пульсаций. Не удасться разработать умный Li-Fi-патрон. Нужна именно новая Li-Fi-лампочка.
Во-вторых, мощное естественное освещение просто забивает сигнал. Использование этой технологии на открытом воздухе проблематично.
Втретьих, это однонаправленная связь. Понятно, что датчик на смартфоне легко определит и расшифрует мерцание 10 ваттной светодиодной лампочки. Даже если они не находятся в прямой видимости. По отражениям от стен и общему освещению. Но... с передачей-то как? Способен ли датчик "лампочки" определить "мигание" маленького светодиода на смартфоне? Ведь в смартфон десятиваттный прожектор не встроишь. Хотя бы по причине того, что он будет бить в глаза. Да и одноватный приведёт и к перегреву и к затратам энергии. А если этот светодиодик ещё будет закрыт головой от датчика "лампочки"? Или надо будет держать смартфон определённым образом? И постоянно это контроллировать?
В четвёртых, ночью, без света, уже не посидишь в инете. Можно, конечно, использовать ИК-диоды, но это уже Giga-IR какой-то. http://irdajp.info/gigair.html
Теперь учтём, что лампочка сама по себе мигать не будет. А значит, её нужно подключить к интернету.
Рассмотрим варианты.
Самый дешёвый. Интернет по электросети. Powerline адаптеры. Один обычный, с гигабитным портом, другой встроенный в лампочку. За 40-50 баксов обещают пару обычных адаптеров, поддерживающих общую скорость (можно подключить множество адаптеров в разных комнатах, но общая скорость будет одинаковой, ибо проводка используетс как общая шина данных) в электросети до 500 Мбит. Есть проблемы с сетевыми фильтрами (кондёры сглаживают колебания) и с радиооборудованием (телевизоры), особенно при отсутствии заземления. Высокие требования к качеству проводки. Но это самый простой способ дотянуть интернет до Li-Fi-лампочки, не протягивая новых кабелей.
Реалистичный. Power Over Ethernet. Можно протянуть обычный ethernet-кабель и запитать лампочку от него же. Это даст беспроблемный гигабит. Однако... Надо тянуть кабель, штробить стены или ставить короба. PoE позволяет передавать около 25 ватт мощности, что хватит на светодиодную лампочку с лихвой. Однако, можно просто дополнительно протянуть ethernet-кабель, оставив питание от электросети.
Фантастический. Использовать вместо лампочки белые лазеры. У лазеров частоты могут быть на порядки больше и они более экономичны. А лазерный свет доставлять с помощью оптоволокна.
Оптоволоконное освещение давно стало прихотью богатых буратин. А теперь это позволит ещё и передавать данные. Одним белым лазером в проекторе. Который напрямую подключен к оптике провайдера. А волокна уже развести по комнатам по мере потребности в освещении. В ночное время же белый лазер может заменяться ИК-лазером. Сколько света можно пропихнуть через оптоволокно? На сварку хватает.
Выводы:
Конечно, видимый свет представляет собой широчайшие возможности коммуникации. Его широкий спектр, скорость распространения (скорость света, Карл!) и высокие частоты сулят умопомрачительные скорости доступа и сверхнизкую задержку. Однако, ещё предстоит найти подходящие приёмники, которые не будут зависеть от освещения и смогут улавливать работу весьма тусклых диодов. Ведь, в конце концов, мы прекрасно видим маленькие лампочки на наших роутерах, когда на них не падает прямой солнечный свет. Но пока что технология довольно сыра и над ней ещё предстоит хорошо поработать. Ну а пока для домашних потребностей скорей подойдёт WiGig с частотами в 60 Ггц. Такие высокие частоты не способны вырваться за помещение, а значит не будет и наводок от соседних роутеров. То есть лишены проблем "замусоренного эфира". С другой стороны они позволяют обеспечить высокие скорости в десятки гигабит (гигабит уже обеспечивает и вайфай на 5 Ггцах). И становится не очень понятным смысл заменять Wifi\WiGig на Li-Fi. Разве что влияние радиоволн на здоровье ещё толком не изучено. А к видимому свету и его проявлениям человечество адаптировалось всю эволюцию. Мы всё время подвергаемся воздействию этих волн, в отличии от радиодиапазона или инфразвука, например.В общем, будущее технологии достаточно туманно. Предстоит решить ещё множество проблем, прежде чем её использование станет достаточно удобным.
