Световой интернет

Световой интернет

Световой интернет

Li-Fi vs Wi-Fi

 

Будущее сулит интернету блестящие перспективы, потому что скоро можно будет подключаться к сети при помощи светодиодных ламп.

Вначале Бог создал небо и землю, воду и свет. Затем отделил свет от тьмы. Интернет появился значительно позже. Но тут же через сеть на ноутбуки, смартфоны и планшеты буквально хлынули электронные письма, фото- и видеоматериалы. Надо признать, что даже самый ярый фанат цифровых технологий не поставит на одну и ту же ступень изобретение интернета и сотворение мира. Тем не менее в словах Господа «Да будет свет» был сокрыт пророческий смысл. Дело в том, что в ближайшем будущем всю деловую переписку, любимые видеоролики и фотографии на отдыхе мы станем получать в световом формате, точнее говоря, с помощью светодиодных ламп. Так считает доктор Берлинского института им.Генриха Герца Анагностис Параскевопулос.

Эта технология называется Li-Fi, или световой интернет. С его помощью можно будет подключаться к высокоскоростному интернету через различные устройства. Отвечая на вопрос о преимуществах новой технологии, Параскевопулос с восхищением перечисляет следующее: она практически не дает сбоев, исключает воздействие извне, намного быстрее обычной беспроводной локальной сети (WLAN).

При этом сама идея далеко не нова. Точнее говоря, еще в XIX веке была предпринята попытка передачи данных с помощью света. Изобретатель телефона Александр Грэм Белл в 1880 году провел эксперимент с прибором под названием фотофон, который передавал звуки на несколько сотен метров при помощи света. Однако на самом деле развитие этой современной технологии началось в конце 70-х годов прошлого века. Тогда в продаже впервые появился пульт дистанционного управления для телевизора, использующий инфракрасное излучение в качестве способа передачи информации в помещении. Правда, ничего другого кроме простого переключения каналов, тогда добиться не удалось. По словам Параскевопулоса, дальнейшие разработки в этой сфере с перспективой передачи более значительных объемов информации пришлось приостановить из-за отсутствия подходящих источников света. Поэтому реализация всего проекта была отложена до лучших времен. Лишь благодаря появлению в новом тысячелетии светодиодной техники эта тема вновь стала актуальной.

Немецкий исследователь Харальд Хаас из Эдинбургского университета разработал так называемую технологию Li-Fi, или двунаправленную высокоскоростную беспроводную коммуникационную технологию, использовав при этом две особенности светодиодных ламп. Во-первых, это способность одновременно передавать световые сигналы в различных диапазонах, или, проще говоря, световая передача одних данных с помощью зеленого цвета, других – с помощью красного света. Это дает возможность довольно быстро включать и выключать их с помощью модулятора. В данном случае модулятор представляет собой миниатюрный переключательный элемент, который принимает поток данных из электрической сети, при необходимости усиливает его, а затем передает на светодиодную лампу. Кроме того, при помощи модулятора, выключающего и включающего светодиодную лампу с очень высокой частотой, осуществляется кодирование этих данных в световом формате.

Данный принцип похож на передачу информации при помощи кода Морзе. Правда, при этом смена фаз передачи модулятора, выключающего и включающего светодиодную лампу, происходит с такой высокой частотой, которая не воспринимается человеческим глазом. К тому же мигание лампы не сказывается негативно на здоровье людей, стра-
дающих эпилепсией.

Для того чтобы смартфоны, планшеты и компьютеры наконец смогли получать и обрабатывать информацию в световом формате, им необходим оптический датчик. При приеме циклов включения и выключения лампы он преобразует световой поток в двоичный, или бинарный, код и в конечном счете в изображения, музыку или текстовые файлы.

Несколько иначе весь этот процесс происходит в том случае, если устройство должно не только принимать, но и передавать данные. Вместо видимого света используется инфракрасный свет, для того чтобы передавать в помещении циклы включения-выключения с помощью специальной лампы. Затем датчики на потолке помещения должны принимать инфракрасные импульсы и загружать содержащиеся в них данные в интернет.

Принципиальной для приема и передачи данных с помощью света является мощность его источника, ведь чем ярче источник света, тем больше расстояние передачи данных. Для повседневного использования радиус действия составляет от 30 сантиметров до 5 метров. По словам Параскевопулоса, в ходе практических испытаний им удалось с помощью соответствующего светового пучка поддерживать скорость передачи данных до 200 Мбит/с на расстоянии свыше 200 метров. В лабораторном испытании, проводимом в Оксфордском университете, даже была достигнута скорость передачи данных в 224 Гбит/с. Этой скорости достаточно, чтобы за секунду передать содержимое высокоемкого оптического диска нового поколения – Blu-Ray диска.

Одним из главных достоинств технологии Li-Fi является еще и то, что в отличие от обычной радиосвязи она не создает радиопомех, которые могут подвергнуть опасности жизнь людей. Если сегодня в клиниках и самолетах требуется выключать мобильные телефоны, потому что они могут вызвать сбои в работе кардиостимуляторов или бортовой электроники, то в будущем при использовании технологии Li-Fi в этом не будет никакой надобности.

Однако не может ли дневной свет повлиять на передачу потока данных? Доктор Параскевопулос уверен, что при нормальном уровне освещенности ничего подобного быть не должно, ведь световые лучи без потока данных попросту отфильтровываются. Тем не менее результаты передачи данных между двумя домами показали, что падающий солнечный свет всё же оказывает незначительное влияние на работу всей Li-Fi. Устройства приема не могли отличать световой поток данных от солнечного света только тогда, когда тот попадал прямо на световой датчик. Технология Li-Fi также поможет избавиться от тайного прослушивания с помощью подслушивающих устройств. Для этого лишь потребуется закрыть жалюзи на окнах, а если нет света, то нет и утечки данных. Так что для похищения секретных цифровых данных шпиону нужно будет проникнуть в помещение, где находится его жертва.

Каким бы перспективным ни казалось будущее светового интернета, тем не менее у разработчиков всё же есть некоторые затруднения. Так в настоящее время еще предстоит устранить имеющийся разрыв между производителями ламп и сетевыми компаниями. Дело в том, что производители светодиодного освещения до сих пор не хотят создавать сети, а сетевые специалисты не проявляют интереса к светодиодным лампам.

Всё же обе стороны предпринимают шаги навстречу друг другу. Представитель эстонско-индийского стартапа «Velmenni» сообщил о появлении в столице Эстонии Таллинне первых офисов, оснащенных лампами с интегрированной системой Li-Fi для передачи данных. Наряду с этим небольшой компанией «PureLiFi», создателем которой является исследовательская группа Харальда Хааса, ведутся переговоры с инновационной французской группой «LUCIBEL», которая разрабатывает и производит во Франции светодиодные осветительные приборы нового поколения для запуска в серийное производство ламп с интегрированной системой Li-Fi. Коммерческий директор компании «PureLiFi» Харальд Бурхард в одном из интервью с оптимизмом заявил: «Я полагаю, что эта технология будет внедрена повсюду в ближайшие10-15 лет. Она будет в каждой лампе, в каждом устройстве».

Да, и кто знает, может быть, и в самом деле с помощью данной технологии вскоре удастся покорить новые горизонты. Сейчас она испытывается под водой. Ведь если обычные радиоволны могут передавать в воде лишь небольшое количество информации, то технология Li-Fi в подобных условиях позволяет передавать гораздо больше данных. Этой технологией заинтересовалось даже американское космическое агентство НАСА, которое тестирует ее возможности в качестве перспективного средства для управления спутниками и передачи данных в космическое пространство с помощью света.

Перевод с немецкого

А. Злобина и Е. Мирошниченко 

(P.M. 08.2016)