Saiba por que o Li-fi substituirá o Wi-fi com muito mais velocidade para a internet

Saiba por que o Li-fi substituirá o Wi-fi com muito mais velocidade para a internet

Edezio Silva

O que é Li-fi?

Li-fi, ou Light Fidelity, é a tecnologia inovadora, ainda em desenvolvimento, que utiliza a banda larga do spectrum visível da luz para conectar usuários com a internet. Por spectrum visível da luz entenda-se como a forma mais simples das ondas eletromagnéticas correspondente ao que o nosso olho consegue enxergar

Diferentemente do Wi-Fi (abreviação de “Wireless Fidelity”), que significa fidelidade sem fio, cuja transmissão é feita através de frequências de rádio, infravermelhos etc., o Li-fi precisa das instalações elétricas para se propagarem. Ou seja, os dados via Li-fi utilizam cabos e dispositivos elétricos como lâmpadas de Led especiais, encontradas em residências e escritórios.

Harald Haas, membro sênior do Instituto de Engenheiros Eletricistas e Eletrônicos (IEEE) que desenvolveu esse novo sistema de comunicação através da luz visível diz que o Li-Fi não só oferecerá velocidades mais altas do que o Wi-Fi, “mas o fará com maior segurança e com o potencial de fornecer largura de banda e densidade de dados sem precedentes".

Para desenvolver a nova tecnologia Haas criou a PureLiFi, baseada em Edimburgo. Lá foi sendo desenvolvida essa técnica que usa flashes de luz para transmitir informações, em vez de codificar dados em um sinal de rádio que é transmitido pelo ar, como feito pelos roteadores Wi-Fi de hoje. Os flashes são tão rápidos que não são visíveis para o olho humano.

Como funciona a Li-Fi

O sistema tem duas partes básicas: uma lâmpada LED que transmite sinais modulados e um fotodetector separado - um fotodiodo - conectado a um computador ou outro dispositivo habilitado para Internet que exibe os sinais descodificados. Haas desenvolveu uma técnica de transmissão, chamada de modulação espacial-ortogonal, multiplexação por divisão de frequência ou SM-OFDM, que permite que uma fonte de luz transmita dados rapidamente e de uma maneira eficiente.

Na multiplexação por divisão em frequência (FDM - frequency division multiplex) o espectro de frequências é dividido em faixas consecutivas denominadas canais nos quais os espectros dos sinais moduladores são acomodados.

A função da lâmpada Led

A lâmpada LED é uma fonte de luz semicondutora, e a corrente que lhe é fornecida pode ser modulada - por um microchip desenvolvido pela equipe de Haas, que é colocado na luminária. A luz da lâmpada pode ser modulada em intensidade a alta velocidade. A modulação é invisível para o olho humano. Os dados são alimentados na lâmpada LED, que envia dados embutidos em sua luz em velocidades rápidas para o fotodiodo, que está a uma certa distância.

Atualmente, esse fotodiodo está alojado em um dongle, ou hardlock, que a PureLiFi introduziu recentemente que se conecta a uma porta USB padrão.

O dongle funciona como um dispositivo de segurança. Para que a Li-fi possa receber e transmitir dados é necessário que esse dispositivo seja conectado à porta USB do computador.

Os ganhos de velocidade de transmissão de dados

O link de comunicação se comporta tão perfeitamente bem quanto os sinais de rádio de um sistema Wi-Fi, de acordo com Haas.

Quando Haas iniciou os trabalhos com o Li-fi, ele conseguiu atingir picos de até 10 megabits por segundo. Agora, com a ajuda de novas técnicas, a PureLiFi atingiu picos de 15 gigabits por segundo. Portanto, um incremento de velocidade significativo.

Uma dessas técnicas é chamada de multiplexação da divisão de comprimento de onda, que permite à companhia codificar, separadamente, os dados em canais nas cores vermelho, verde e azul com uma lâmpada de Led branca. Com isso espera-se conseguir velocidades de 100 gigabits por segundo.

"As taxas de dados em condições ideais (laboratório) foram tão altas quanto 100 gigabits por segundo (Gb / s), o que significa que aproximadamente 12 filmes full-length de alta definição poderiam ser baixados em um segundo", diz Haas.

No mundo real, taxas de 45 Mbps, tanto para download quanto para upload, foram conseguidas pela PureLiFi. Em termos de comparação, a taxa média de conexão via banda larga nos EUA é de 54 Mbps para download (PC) e 20 Mbps para celular. Sendo que as taxas de upload são significativamente menores.

 

A segurança e confiabilidade do Li-fi

O sistema de internet em Li-Fi não interfere com outros dispositivos de rádio frequência (RF) instalados na área. E o aumento da densidade de dados - aproximadamente 1.000 vezes a densidade de dados do Wi-Fi - reduz a necessidade de os usuários compartilharem a largura de banda sem fio com outros.

Por razões de segurança, a luz visível pode estar contida em uma área definida: Basta fechar as portas, puxar para baixo as cortinas da janela, e fechar as cortinas e você bloqueia seus dados. Ao contrário do RF, a luz não atravessa paredes.

As lâmpadas LED podem ser esmaecidas a tal ponto que parecem estar apagadas, mas ainda assim estão transmitindo dados, Haas diz.

Os sinais luminosos de uma lâmpada LED têm um alcance relativamente curto em comparação com o RF, ele aponta. Assim, quanto mais longe da fonte de luz, mais lenta a velocidade. "Você não precisa estar sob a lâmpada LED para acessar Li-Fi, porque o sistema pode usar reflexos de luz de paredes e outras superfícies", diz Haas.

Ao contrário da RF, Li-Fi não é afetado por interferência de telefones sem fio, fornos de microondas, máquinas ou fontes semelhantes.

Novos produtos

A PureLiFi introduziu seu primeiro dongle LiFi-X em fevereiro passado. Com o tamanho e a largura de um cartão de visita, o LiFi-X se conecta à porta USB de um computador.

O dongle nada mais é que um dispositivo óptico que aceita sinais da lâmpada LED. Ele contém um receptor que converte as variações de intensidade de luz do LED em um sinal elétrico, que é então convertido de volta em um fluxo de dados que é transferido para um computador.

O Lifi-X também contém um modulador de dados digitais que funciona com um LED infravermelho para fornecer acesso sem fio bidirecional full duplex a velocidades de download e upload de 43 Mb.

Uma única luminária Li-Fi pode se comunicar simultaneamente com vários dongles (acesso multiusuário). Além disso, se um dispositivo móvel se move para a área de iluminação de outra luminária Li-Fi habilitada, o sistema invoca uma transferência sem falhas, de modo que o dispositivo é sempre servido pela luminária mais bem colocada.

Através de uma parceria com o fabricante de iluminação francês Lucibel, a PureLiFi construiu um sistema Li-Fi para edifícios de escritórios. Incluem-se luminárias que mantêm as lâmpadas LED, bem como os circuitos de modulação e demodulação e processadores de sinais digitais que executam os protocolos de comunicação como firmware. As lâmpadas LED instaladas nos tetos podem ser conectadas à arquitetura de TI da empresa, de modo que as pessoas que usam um computador ou dispositivo móvel equipado com o dongle LiFi-X podem acessar dados dos LEDs do escritório em qualquer lugar do edifício.

Baseado no que a PureLiFi tem divulgado, conectar-se ao Li-Fi em 2017 deve ser menos complicado e mais conveniente. A empresa informou que ainda este ano irá lançar seu novo dongle com metade do tamanho atual e com 40% do peso do dispositivo hoje em uso.

Também, será lançada uma nova luminária que integra os componentes da modulação Li-Fi ao ambiente de tal sorte que a mesma passará despercebida como qualquer outra luminária.

Anteriormente o access point da Li-Fi era uma caixa branca que deveria ser montada no forro próximo a uma lâmpada de led. Em uma demonstração recente o diretor de negócios estratégicos da PureLiFi, Nikola Serafimovski, plugou um dongle LiFi-X em uma porta USB de um laptop e em seguida se conectou a internet Li-fi, usando a tela do próprio laptop, como faríamos ao nos conectar a uma rede wi-fi. Ele começou a rodar um vídeo do YouTube e andou entre luminárias com o modelo antigo e o novo, demonstrando que não houve perda de conexão ou corrupção de dados. Além disso colocou o dedão sobre o receptor do dongle LiFi-X para bloquear a recepção de dados, o que de fato aconteceu, provando que o Li-Fi estava realmente em operação.  

Considerações sobre o Li-fi

Como a luz não atravessa paredes todos os cômodos de uma casa ou escritório devem ter uma luminária adaptada para Li-fi. O que em termos de segurança pode ser bastante útil, considerando que ninguém, fora da sala pode ter acesso aos dados em transmissão. Uma outra questão é a necessidade do periférico dispositivo dongle para que a conexão seja conseguida. Está claro que a empresa PureLiFi terá que trabalhar no sentido de integrar esse dispositivo ao próprio PC, tablets e smart fone como foi feito com dispositivos para wi-fi e Bluetooth.

Fontes:

http://spectrum.ieee.org/tech-talk/telecom/internet/mobile-world-congress-2017-purelifi-debuts-new-lifi-luminaire-and-shares-progress-on-commercial-pilots

http://theinstitute.ieee.org/members/profiles/learn-how-lifi-works-from-its-inventor-harald-haas

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