Li-Fi (también escrito como LiFi ) es una tecnología de comunicación inalámbrica que utiliza luz para transmitir datos y posición entre dispositivos. El término fue introducido por primera vez por Harald Haas durante una charla TEDGlobal de 2011 en Edimburgo . [1]
Li-Fi es un sistema de comunicación luminosa que es capaz de transmitir datos a altas velocidades a través de los espectros de luz visible , ultravioleta e infrarrojo . En su estado actual, para la transmisión de datos en luz visible sólo se pueden utilizar lámparas LED . [2]
En términos de su usuario final , la tecnología es similar a Wi-Fi ; la diferencia técnica clave es que Wi-Fi usa radiofrecuencia para inducir una tensión eléctrica en una antena para transmitir datos, mientras que Li-Fi usa la modulación de la intensidad de la luz. para transmitir datos. Li-Fi puede funcionar en áreas que de otro modo serían susceptibles a interferencias electromagnéticas (por ejemplo, cabinas de aviones , hospitales o el ejército). [3]
Li-Fi es un derivado de la tecnología de comunicaciones ópticas inalámbricas (OWC), que utiliza la luz de diodos emisores de luz (LED) como medio para ofrecer comunicaciones de red, móviles y de alta velocidad de manera similar a Wi-Fi . [4] Se proyectó que el mercado de Li-Fi tendría una tasa de crecimiento anual compuesta del 82% de 2013 a 2018 y un valor de más de $6 mil millones por año para 2018. [5] Sin embargo, el mercado no se ha desarrollado como tal y Li -Fi se queda con un nicho de mercado. [6]
Las comunicaciones de luz visible (VLC) funcionan apagando y encendiendo la corriente que llega a los LED a una velocidad muy alta, más allá de la capacidad de percepción del ojo humano. [7] Las tecnologías que permiten la itinerancia entre varias células Li-Fi, también conocidas como traspaso, pueden permitir una transición perfecta entre Li-Fi. Las ondas de luz no pueden atravesar las paredes, lo que se traduce en un alcance mucho más corto y un menor potencial de piratería en relación con el Wi-Fi. [8] [9] No siempre es necesaria una línea de visión directa para que Li-Fi transmita una señal y la luz reflejada en las paredes puede alcanzar 70 Mbit/s . [10] [11]
Li-Fi puede ser potencialmente útil en áreas electromagnéticas sensibles sin causar interferencias electromagnéticas . [8] [12] [9] Tanto Wi-Fi como Li-Fi transmiten datos a través del espectro electromagnético , pero mientras que Wi-Fi utiliza ondas de radio, Li-Fi usa luz visible, ultravioleta e infrarroja. [13] Los investigadores han alcanzado velocidades de datos de más de 224 Gbit/s, [14] que era mucho más rápida que la banda ancha rápida típica en 2013. [15] [16] Se espera que Li-Fi sea diez veces más barato que Wi-Fi. [17] El primer sistema Li-Fi disponible comercialmente se presentó en el Mobile World Congress 2014 en Barcelona.
Aunque los LED Li-Fi tendrían que mantenerse encendidos para transmitir datos, podrían atenuarse por debajo de la visibilidad humana y al mismo tiempo emitir suficiente luz para transportar datos. [17] Este también es un importante obstáculo para la tecnología cuando se basa en el espectro visible, ya que está restringida al propósito de iluminación y no se adapta idealmente a un propósito de comunicación móvil, dado que otras fuentes de luz, por ejemplo el sol, interferir con la señal. [18]
Dado que el rango de onda corta del Li-Fi no puede atravesar las paredes, sería necesario instalar transmisores en cada habitación de un edificio para garantizar una distribución uniforme del Li-Fi. Los altos costos de instalación asociados con este requisito para lograr un nivel de practicidad de la tecnología es una de las posibles desventajas. [5] [7] [19]
El profesor Harald Haas , profesor de Comunicaciones Móviles en la Universidad de Edimburgo , acuñó el término "Li-Fi" en su TED Global Talk de 2011, donde presentó la idea de "datos inalámbricos desde todas las luces". [20]
El término general " comunicación por luz visible " (VLC), cuya historia se remonta a la década de 1880, incluye cualquier uso de la porción de luz visible del espectro electromagnético para transmitir información. El proyecto D-Light en el Instituto de Comunicaciones Digitales de Edimburgo fue financiado entre enero de 2010 y enero de 2012. [21] Haas ayudó a iniciar una empresa para comercializarlo. [22]
En octubre de 2011, una organización de investigación Fraunhofer IPMS y empresas industriales formaron el Consorcio Li-Fi , para promover sistemas inalámbricos ópticos de alta velocidad y superar la cantidad limitada de espectro inalámbrico de radio disponible explotando una parte completamente diferente del espectro electromagnético. . [23]
La tecnología VLC se exhibió en 2012 utilizando Li-Fi. [24] En agosto de 2013, se demostraron velocidades de datos de aproximadamente 1,6 Gbit/s con un LED de un solo color. [25] En septiembre de 2013, un comunicado de prensa decía que los sistemas Li-Fi, o VLC en general, no requieren en absoluto condiciones de línea de visión. [26] En octubre de 2013, se informó que los fabricantes chinos estaban trabajando en kits de desarrollo de Li-Fi. [27]
En abril de 2014, la empresa rusa Stins Coman anunció el desarrollo de una red local inalámbrica Li-Fi llamada BeamCaster. Su módulo actual transfiere datos a 1,25 gigabytes por segundo (GB/s), pero prevén aumentar la velocidad hasta 5 GB/s en un futuro próximo. [28] En 2014, Sisoft (una empresa mexicana) estableció un nuevo récord al poder transferir datos a velocidades de hasta 10 GB/s a través de un espectro de luz emitido por lámparas LED. [29]
En julio de 2015, IEEE operó el APD en modo Geiger como un diodo de avalancha de fotón único (SPAD) para aumentar la eficiencia del uso de energía y hacer que el receptor sea aún más sensible. [30] Esta operación también podría realizarse como una sensibilidad cuántica limitada que hace que los receptores sean capaces de detectar señales débiles desde una distancia lejana. [31]
En junio de 2018, Li-Fi pasó una prueba realizada por una planta de BMW en Munich para operar en un entorno industrial. [32]
En agosto de 2018, Kyle Academy , una escuela secundaria en Escocia , puso a prueba el uso de Li-Fi dentro de la escuela. Los estudiantes pueden recibir datos a través de una conexión entre sus computadoras portátiles y un dispositivo USB que puede traducir la corriente rápida de encendido y apagado de los LED del techo en datos. [33]
En junio de 2019, la empresa francesa Oledcomm probó su tecnología Li-Fi en el Salón Aeronáutico de París de 2019 . [34]
Al igual que el Wi-Fi, el Li-Fi es inalámbrico y utiliza protocolos 802.11 similares , pero también utiliza comunicación de luz ultravioleta , infrarroja y visible . [35]
Una parte de VLC sigue el modelo de los protocolos de comunicación establecidos por el grupo de trabajo IEEE 802. Sin embargo, el estándar IEEE 802.15.7 está desactualizado: no tiene en cuenta los últimos avances tecnológicos en el campo de las comunicaciones inalámbricas ópticas, específicamente con la introducción de métodos de modulación óptica por multiplexación por división de frecuencia ortogonal (O-OFDM) que Se han optimizado para velocidades de datos, acceso múltiple y eficiencia energética. [36] La introducción de O-OFDM significa que se requiere un nuevo impulso para la estandarización de las comunicaciones ópticas inalámbricas. [ cita necesaria ]
No obstante, el estándar IEEE 802.15.7 define la capa física (PHY) y la capa de control de acceso a medios (MAC). El estándar es capaz de ofrecer velocidades de datos suficientes para transmitir servicios de audio, vídeo y multimedia. Tiene en cuenta la movilidad de la transmisión óptica, su compatibilidad con la iluminación artificial presente en las infraestructuras y las interferencias que pueda generar la iluminación ambiental. La capa MAC permite utilizar el enlace con las demás capas como ocurre con el protocolo TCP/IP . [ cita necesaria ]
El estándar define tres capas PHY con diferentes velocidades:
Los formatos de modulación reconocidos para PHY I y PHY II son modulación de encendido y apagado (OOK) y modulación de posición de pulso variable (VPPM). La codificación Manchester utilizada para las capas PHY I y PHY II incluye el reloj dentro de los datos transmitidos al representar un 0 lógico con un símbolo OOK "01" y un 1 lógico con un símbolo OOK "10", todos con un componente DC. El componente CC evita la extinción de la luz en caso de una ejecución prolongada de ceros lógicos. [ cita necesaria ]
En julio de 2023, el IEEE publicó el estándar 802.11bb para redes basadas en luz, destinado a proporcionar un estándar neutral para el proveedor para el mercado Li-Fi.
Muchos expertos prevén un movimiento hacia Li-Fi en los hogares porque tiene el potencial de velocidades más rápidas y sus beneficios de seguridad en el funcionamiento de la tecnología. Debido a que la luz envía los datos, la red puede estar contenida en una única habitación física o edificio, lo que reduce la posibilidad de un ataque remoto a la red. Aunque esto tiene más implicaciones en las empresas y otros sectores, el uso doméstico puede verse impulsado con el aumento de la automatización del hogar, que requiere la transferencia de grandes volúmenes de datos a través de la red local. [38]
La mayoría de los vehículos submarinos (ROV) operados de forma remota se controlan mediante conexiones por cable. La longitud de su cableado impone un límite estricto a su rango operativo, y otros factores potenciales, como el peso y la fragilidad del cable, pueden ser restrictivos. Dado que la luz puede viajar a través del agua, las comunicaciones basadas en Li-Fi podrían ofrecer una movilidad mucho mayor. [39] [ fuente no confiable ] La utilidad del Li-Fi está limitada por la distancia que la luz puede penetrar en el agua. Una cantidad importante de luz no penetra más allá de los 200 metros. Pasados los 1.000 metros no penetra la luz. [40]
La comunicación eficiente de datos es posible en entornos aéreos, como un avión comercial de pasajeros que utiliza Li-Fi. El uso de esta transmisión de datos basada en luz no interferirá con los equipos de la aeronave que dependen de ondas de radio , como su conectividad de radar lifi.
. [41]
Cada vez más, los centros médicos utilizan exámenes e incluso procedimientos a distancia. Los sistemas Li-Fi podrían ofrecer un mejor sistema para transmitir datos de gran volumen y baja latencia a través de redes. [ cita necesaria ] Además de proporcionar una mayor velocidad, las ondas de luz también tienen efectos reducidos en los instrumentos médicos . Un ejemplo de esto sería la posibilidad de que se utilicen dispositivos inalámbricos en procedimientos radiosensibles similares a los de resonancia magnética . [41] Otra aplicación de LiFi en hospitales es la localización de activos y personal. [42]
Los vehículos podrían comunicarse entre sí mediante luces delanteras y traseras para aumentar la seguridad vial. Las luces de las calles y los semáforos también podrían proporcionar información sobre la situación actual de las carreteras. [43]
En cualquier lugar de las zonas industriales en las que sea necesario transmitir datos, Li-Fi es capaz de sustituir anillos colectores , contactos deslizantes y cables cortos, como el Ethernet industrial . Debido al tiempo real de Li-Fi (que a menudo se requiere para procesos de automatización), también es una alternativa a los estándares industriales comunes de LAN inalámbrica . Fraunhofer IPMS, una organización de investigación de Alemania , afirma que ha desarrollado un componente que es muy apropiado para aplicaciones industriales con transmisión de datos urgente. [44]
Las farolas se pueden utilizar para mostrar anuncios de negocios o atracciones cercanas en dispositivos celulares cuando una persona pasa. Un cliente que entra a una tienda y pasa por las luces delanteras de la tienda puede mostrar las ofertas y promociones actuales en el dispositivo celular del cliente. [45]
En el almacenamiento, el posicionamiento y la navegación en interiores son un elemento crucial. El posicionamiento 3D ayuda a los robots a obtener una experiencia visual más detallada y realista. La luz visible de las bombillas LED se utiliza para enviar mensajes a los robots y otros receptores y, por tanto, puede utilizarse para calcular la posición de los objetos. [46]