Интернет-люстра
Передача данных при помощи оптических приборов – изобретение не новое. Оптические семафоры применялись задолго до появления электричества, а с его возникновением получили широкое распространение на флоте. Передатчик представлял собой мощный прожектор со шторками, приводимыми в действие курковым механизмом. Опытному телеграфисту не составляло труда обеспечивать связь со скоростью 80–130 знаков в минуту, используя азбуку Морзе.
С наступлением эры мобильных телефонов и карманных компьютеров беспроводные технологии пополнились ИК-связью. Инфракрасные приемопередатчики поддерживали низкоскоростную (не выше 5 Мбит/с) передачу информации на небольшие расстояния, но и ее объемы были не такими, как сейчас. Зато эти устройства не боялись помех, что делало ИК-связь востребованной и в повседневной жизни, и на производстве. Сейчас они сохранились только в пультах ДУ бытовых приборов, потому что на смену им пришли более скоростные и надежные интерфейсы на радиочастотах – Bluetooth и Wi-Fi с модификациями и разновидностями.
Но идея передавать данные с помощью световых устройств не канула в небытие: вернулись к ней потому, что сегодня необходимо найти альтернативу радиосвязи, применение которой возможно не везде (из-за помех, наводок), а также чтобы задействовать бытовую аппаратуру для интернет-подключений. Точки доступа, работающие на базе осветительных приборов, пригодились бы в самолетах, поездах и прочих транспортных средствах общего пользования, в медицинских и научных центрах – словом, везде, где установка дополнительных источников радиоизлучения крайне нежелательна из-за помех, создаваемых точному оборудованию.
Попытки превратить обыкновенный осветительный прибор в устройство передачи данных были сделаны в 2007 году, когда занялись разработкой системы Visible Light Communication. Первые результаты оказались неутешительными, однако в 2010-м компания Siemens продемонстрировала световую сеть со скоростью обмена данными около 500 Мбит/с на небольшом расстоянии (менее 5 м). Позднее немцам удалось улучшить этот показатель до 800 Мбит/с. Изначально предполагалось, что источником сигнала станут обычные лампы, но впоследствии от идеи отказались, решив применять дополнительные модули из свето- и фотодиодов.
Суть технологии заключалась в высокой частоте мерцания светодиода, воспринимаемой человеческим глазом как обычный непрерывный свет. Грубо говоря, создав подвесной светильник с массивом светодиодов, можно не только осветить площадь около 10 кв. м, но и обмениваться данными с неограниченным количеством устройств, находящихся в зоне достаточной освещенности. В октябре 2011-го несколько фирм из Германии, Норвегии, Израиля и США (в том числе Intel, Casio и Siemens,) объединились в консорциум под названием “Li-Fi”, для продвижения перспективной технологии и намереваясь сделать ее альтернативой Wi-Fi.
Впервые Li-Fi продемонстрировали публике на CES ‘2014: смартфоны и планшеты с фотодетектором, установленным вместо фронтальной камеры, успешно обменивались информацией через источник света (в виде настольной лампы), а при помощи адаптера удавалось заставить любой смартфон выполнять команды дистанционно. Скорость соединения невысока – 10 Мбит/с, но это и был демостенд.
Недавно исследователи из нескольких британских университетов сумели преодолеть скоростной порог Li-Fi в 10 Гбит/с, используя специальную лампу, состоящую из светодиодов красного, зеленого и синего цветов. По каждому из них данные проходили со скоростью 3,5 Гбит/с, а для управления применялся метод цифровой модуляции, называемый «ортогональное частотное разделение каналов». Принцип работы лампы напоминает обыкновенный душ с параллельными струйками воды. Не отстают от жизни и китайские исследователи: они представили крошечный светодиод мощностью 1 Вт, способный передавать данные на четыре устройства со скоростью до 150 Мбит/с.
Выводы
Технологии передачи информации оптическим способом позволяют не только устранить недостатки, присущие радиосистемам, – они гораздо экономичнее и энергоэффективнее. Кроме того, могут обеспечить повышенную безопасность соединения. Немаловажно и то, что свет предоставляет практически неограниченную ширину канала и не подвержен искажениям при прохождении через препятствия (пока устройство равномерно освещено – канал стабилен).
Сроков коммерческого внедрения технологии пока не называют, но многие специалисты уверены: появление осветительных приборов со встроенными точками доступа (люстр, плафонов и торшеров) не за горами.
Опубликовано 19.03.2014