Thắp sáng con đường Truyền thông bằng ánh sáng nhìn thấy

Mark Mullins

Gần đây có vẻ như có rất nhiều sự chú ý đến ánh sáng kỹ thuật số, và khả năng điều khiển ánh sáng LED trên cơ sở hạ tầng mạng sử dụng công nghệ Ethernet-based ví dự như TCP/IP và POE. Trong khi những lợi ích của ánh sáng LED đang trở lên tốt hơn – hiệu suất năng lượng, giảm thiểu việc cài đặt và chi phí bảo trì, tích hợp với IOT – có thêm một lợi ích khác hiện lên mờ ảo trên đường chân trời.

Có lẽ bạn đã nghe đến thuật ngữ “Li-Fi” và cái có vẻ như một khả năng xa xôi, bất khả thi để gửi dữ liệu bằng cách sử dụng đèn trên đầu chúng ta, nhưng nó là một công nghệ thực tế mà đang tích cực được phát triển. Và trong khi nó có thể không sẵn sàng cho giờ vàng sử dụng cho một vài năm, Global Market Insights dự đoán rằng thị trường Li-Fi có thể trị giá 75 tỉ $ vào năm 2025, nên nó chắc chắn là một giá trị tiềm năng.

Nó hoạt động như thế nào?

Không giống như Wi-Fi sử dụng tần số vô tuyến tín hiệu (RF) để truyền dữ liệu từ một điểm truy cập không dây, Li-Fi sử dụng ánh sáng nhìn thấy để truyền dữ liệu. Trước khi bạn bỏ qua những ý tưởng như vô lý, xem xét thực tế rằng trong nhiều thập kỷ, chúng ta đã từng sử dụng ánh sáng để truyền trên một khoảng cách ngắn vì nó là công nghệ chính được sử dụng trong điều khiển nhà. Chính xác như vậy. Mỗi khi bạn sử dụng điều khiển từ xa TV của bạn để thay đổi kênh hoặc chỉnh lớn âm lượng, bạn đang sử dụng ánh sáng để giao tiếp. Nhưng không giống ánh sáng hồng ngoại được sử dụng bởi điều khiển từ xa TV của bạn, Li-Fi sử dụng thông tin liên lạc bằng ánh sáng nhìn thấy (VLC- Visible Light Communications), phục vụ cho mục đích kép của ánh sáng và truyền thông.

Những phát triển cuối cùng trong VLC dựa trên đèn LED. Bởi vì đèn LED cung cấp ngay lập tức chức năng Tắt/bật, chúng có thể được bật và tắt một cách nhanh chóng ( nano giây) mà nhấp nháy có thể được dịch sang dữ liệu bằng cách thu thập hình ảnh. Và chúng tôi không nói về nhấp nháy gây phiền nhiễu, tất cả chúng ta đã có kinh nghiệm với ánh sáng halogen. Việc nhấp nháy ánh sáng với VLC là quá nhanh đến nỗi bạn không thể nhìn thấy nó.

Khai thác được gì?

Những tuyên bố gần đây rằng Li-Fi sẽ mang nhiều tốc độ hang Gigabit và truyền thông có độ trễ thấp. Phổ ánh sáng nhìn thấy, lớn hơn so với phổ RF khoảng 10000 lần. VLC cũng không phải dễ bị can thiệp từ các thiết bị bên ngoài, công nghệ hấp dẫn để sử dụng trong các bệnh viện, nhà máy điện, máy bay và các địa điểm khác, nơi mà các tín hiệu RF đều bị cấm.

Bởi vì VLC không đi xuyên tường và các rào cản khác, Li-Fi có thể được chứa trong một không gian vật lý cho bảo mật tốt hơn. Điều này là điểm đặc biệt nhưng cũng là một nhược điểm. Trong khi ánh sáng có thể phát ra trong một căn phòng, nhưng nó không thể đi qua vật liệu xây dựng mà Wi-Fi có thể.

Bạn cũng có thể tự hỏi như thế nào Li-Fi có thể làm việc trong sự hiện diện của ánh sáng mặt trời, và người ta sẽ cho rằng nó sẽ không làm việc trong bóng tối. Theo những người đề xướng và phát triển, ánh sáng được điều chế sử dụng trong VLC vẫn có thể được tìm thấy trong sự hiện diện của ánh sáng khác, có thể lọc ra ánh sáng không nhấp nháy liên tục từ mặt trời. Và trong khi nó rõ ràng sẽ không hoạt động nếu đèn bị tắt nguồn hoàn toàn, Li-Fi có thể làm việc ở các cấp độ ánh sáng lờ mờ, như vậy căn phòng sẽ tối theo mắt người nhìn. Ngoài ra còn có những lựa chọn đang được phát triển để sử dụng phần vô hình của quang phổ ánh sáng, chẳng hạn như hồng ngoại cho uplink từ các thiết bị di động.

Khi nào chúng ta có thể mong đợi nó?

 Trong khi VLC là một công nghệ mới, nó không hẳn là một khái niệm mới. Alexander Grham Bell phát minh ra Photophone vào những năm 1880 rằng có thể truyền tiếng nói qua một chum ánh sáng, nhưng nó không được phát triển do sự phát minh ra điện thoại và sử dụng RF. Phải mất hơn 1 thể kỹ cho công nghệ này để một lần nữa R&D đã tăng đáng kể trong 5-6 năm trở lại đây.

Một số công ty gần đây đã cùng nhau tạo ra Light Communications Alliance (LCA) để thúc đẩy truyền truyền thông tin liên lạc ánh sáng không dây, và các nhà nghiên cứ tại Đại học Oxford tuyên bố họ đã đạt được tốc độ 2 chiều 224Gb/s sử dụng Li-Fi. IEEE cũng thông báo sự ra đời của nhóm phụ trách về truyền thông ánh sáng 802.11bb tập trung vào việc tạo điều kiện cho thông tin liên lạc trong môi trường ánh sáng, và tiêu chuẩn có thể được phát hành sớm năm 2021 ( tuy nhiên vào cuối năm 2022 có thể thực tế hơn). Mặc dù thiếu một tiêu chuẩn vào thời điểm này, công nghệ Li-Fi đã được bắt đầu du nhập vào Dubai, thành phố đầu tiên sử dụng Li-Fi ở đèn đường và 1 số thử nghiệm đang diễn ra trên toàn cầu.

Điều quan trọng cần lưu ý là Li-Fi không được dự kiến sẽ thay thể mà là bổ sung truyền thông không dây cùng với  RF-based như 5G và Wi-Fi. Trong khi vẫn có thể thấy rằng công nghệ này đang hình thành như thế nào, thứ duy nhất có thể gánh vác thử nghiệm đó sẽ là một cái gì đó giống như Wi-Fi nhưng sử dụng các bước sóng ánh sáng thay vì RF.

Và bạn có thể yên tâm rằng Fluke sẽ tiếp tục ở vị trí đầu trang của cuộc cách mạng công nghệ Li-Fi.

Nguồn: https://www.flukenetworks.com/blog/cabling-chronicles/lighting-way-visible-light-communications