“Световой интернет” Li-Fi

22.02.2015

Свет широко используется в высокоскоростных системах передачи информации. Короткие световые импульсы распространяются по оптоволокну на большие расстояния (межконтинентальные волоконно-оптические кабели пересекают все океаны) и передают огромные объёмы информации (скорость передачи данных достигает 100 терабит/с). Однако на “последней миле” (участок связи, соединяющий пользователя с узлом доступа провайдера) скорость передачи данных существенно уменьшается как за счет перераспределения потока данных между разными провайдерами и конечными пользователями, так и за счет технических ограничений, присущих используемым методам передачи данных на “последней миле”. При передаче цифровых потоков данных по радиоканалу (Wi-Fi) скорость передачи данных лучших Wi-Fi роутеров ограничена величиной  ~ 430 Мбит/с (через одну антенну). Массовые сети Wi-Fi обычно работают в диапазонах 2,4-5 ГГц, в то время как новый стандарт Wi-Gig предусматривает теоретическую скорость до 7 Гбит/с на частоте 60 ГГц. Но 60-гигагерцевый диапазон — это в то же время и недостаток сверхбыстрой технологии, который не позволяет ей пропускать сигнал сквозь стены, пол или потолок. Раз уж увеличение частоты радиоканала ведёт к ограничению связи пределами одной комнаты, то почему бы не использовать внутри одной комнаты снова свет, чтобы существенно поднять скорость передачи информации?

Возникла концепция Li-Fi (Light Fidelity – световая точность), являющаяся световой альтернативой Wi-Fi и Wi-Gig. В наиболее простом варианте передатчики световых импульсов совмещают с светодиодными источниками освещения и данные передаются посредством незаметного для глаза сверхбыстрого мерцания светодиодных источников. Поток фотонов от светодиодных источников детектируется фотоприёмником, связанным с компьютером. Точно также данные от компьютера кодируются в мерцание светодиодного источника, связанного с компьютером и поток фотонов от этого источника детектируется фотоприёмником, установленным рядом со светодиодными источниками освещения. Такая двухсторонняя световая связь уже продемонстрирована на скорости 10 Гбит/сек.  

 

Шотландская компания PureLiFi уже начала поставки коммерческого продукта для реализации технологии Li-Fi – светильника Li-Flame, оснащённого USB-разъёмом. Данное устройство выполняет роль обычного светодиодного источника освещения и является точкой доступа Li-Fi, передавая сигнал компьютерам с приёмниками Li-Fi.

В разрабатываемой до последнего времени технологии Li-Fi информация передавалась с помощью света не на всех участках линии передачи информации. На выходе оптоволокна световые импульсы конвертировались в электрические сигналы, а затем эти сигналы преобразовывались в световые с помощью светодиодных источников излучения. Инженеры Оксфордского университета пошли дальше и разработали полностью оптическую систему – эта система берёт световой сигнал с оптоволокна, усиливает его и транслирует по комнате на скорости 224 Гбит/с. Система также принимает световой сигнал от компьютера, усиливает его и напрямую заводит в оптоволокно. Научная работа “Beyond 100-Gb/s Indoor Wide Field-of-View Optical Wireless Communications” опубликована в журнале Photonics Technology Letters, v. 27, N4, 367-370 (2015).

Согласно данным MarketsandMarkets, область передачи данных через видимый спектр света к 2020 году достигнет объема в 9 миллиардов долларов.

 

Вернуться к списку анонсов