Af Palle Vibe, Alt om Data
Denne artikel er oprindeligt bragt på Alt om Data. Computerworld overtog i november 2022 Alt om Data. Du kan læse mere om overtagelsen her.
Traditionel Wi-Fi (såvel som Bluetooth og NFC-forbindelse, som vi kender det), er godt på vej til at få gedigen konkurrence fra en ny teknologi baseret på blinkende lysdioder. Teknologien kaldes Light Fidelity (Li-Fi) og skal i fremtiden bl.a. kunne sikre lynhurtig internetforbindelse i vores hjem.
LED-lamper bliver stadigt bedre og billigere
Lysdioder vinder frem og er efterhånden blevet en både effektiv, billig og miljøvenlig lyskilde, der på de allerfleste områder er fuldt på højde med enhver anden lysgiver. Og det kan blive det store vendepunkt for Li-Fi-teknologien, der egentlig blev introduceret af den tyske fysiker Harald Haas i 2011, der dengang ret overbevisende demonstrerede, at lysglimt fra en LED-pære faktisk kunne transmittere mere information end en mobilmast. Men LED-pærer var dengang stadig dyre og ikke alle lige anvendelige med hensyn til lystemperatur, pris og strømforbrug.
Nu ser det dog ud til, at Li-Fi springer ud som en reel konkurrent til den hidtil alt dominerende Wi-Fi-teknologi. Det betyder, at du meget snart kan komme til at overføre data hurtigt og sikkert ved hjælp af blinkende lysdioder, der morser lynhurtige og trådløse beskeder mellem computere, mobiltelefoner og alle andre gadgets, der ellers indtil nu har brugt radiobølger i form af Wi-Fi. Men hvor Wi-Fi-radiokommunikation kræver elektroniske radiokredsløb til både sender og modtager foruden antenner, kan Li-Fi i princippet klares med en LED-pære og en lyssensor og er i realiteten lige så enkel i brug som en infrarød fjernbetjening til tv’et.
Udviklingen harnu tilvejebragt
Li-Fi-udstyr, der kan arbejde sammen med både computere, tablets og mobiltelefoner.
LED-pærer har tilmed høj intensitet og kan derfor formidle relativt store datamængder på meget kort tid. Ganske vist forudsætter lystransmission jo lys, men det har vist sig, at lyset kan dæmpes ned til næsten ingenting uden at hverken kapacitet eller præcision går tabt, og i praksis er de lynhurtige blink normalt også usynlige for det menneskelige øje.
Glimt af fordele
I sammenligning med Wi-Fi forudsætter det ikke særlig kompliceret elektronik at omsætte elektroniske data til lysblink, der som nævnt kan opfattes af en simpel lyssensor og konvertere lysglimtene tilbage til elektroniske impulser, som computere kan forstå. Lysbølger kan desuden fokuseres meget skarpt og har (i modsætning til Wi-Fi, der benytter de stadigt mere overbelastede radiobånd), næsten ubegrænset kapacitet, idet det synlige lysspektrum er 10.000 gange større end det (til bl.a. Wi-Fi) benyttede radiospektrum.
Det vil sige, at Li-Fi frigør kostbar frekvensbåndbredde. Samtidig er teknologien omkring 10 gange billigere og mere miljøvenlig end Wi-Fi, ligesom lysbølger let kan afskærmes med tynde materialer og reelt vil være næsten umulige at hacke udefra.
Både Wi-Fi (tv.) og Li-Fi (th.) har fordele og ulemper, og indtil videre vil de to teknologier formentlig bare eksistere side om side.Og hastigheden af den mulige informationsoverførsel er forrygende. Teknikken kunne i de første prototyper præstere en transmissionshastighed på omkring 1 Gbps med en enkelt lysdiode, men hurtigt lykkedes det Fujitsu i Japan at udvikle Li-Fi, der er tre gange hurtigere ved at kombinere røde, gule og blå lysdioder, og i Tyskland er forskere kommet op på overførselshastigheder på omkring 10 Gbps. I dag kan den mulige hastighed komme op langt over 100 Gbps og endog op til over det dobbelte omkring 224 gbps. Her vil især brug af laserdioder være interessant, og de vil formentlig også falde stærkt i pris med en stadigt større udbredelse. Laserlys har bl.a. et meget højt energiniveau, og samtidig kan laserlys moduleres (tændes og slukkes) op til 10 gange hurtigere end almindelige LED-pærer.
Li-Fi i det smarte hjem
Trådløs kommunikation via blinkende LED-belysning ligger jo også lige til højrebenet for intelligente lysinstallationer i hjemmet, hvor nu selve boligbelysningen i praksis kan fungere som Li-Fi-router. Og når alle LED-pærer i et værelse udsender Li-Fi-information, vil du kunne modtage data lige godt uanset, hvor du befinder dig i lokalet.
Firmaet Signify, der er lys-divisionen af Philips, tilbyder eksempelvis en slags Li-Fi-system, hvor du kan bruge bestemte LED-belysninger som router. Systemet kan tillige bruges til indendørs navigation, idet en central server kan have information om placeringen af alle anvendte lamper, som dermed vil kunne bruges til at vise medarbejdere til nærmeste ledige mødelokale, finde vej eller lignende. Signify har angiveligt sideløbende etableret et LiFi-selskab og driver omkring 30 pilot-installationer over hele verden.
Teknologien vil også være effektiv i situationer, hvor det ikke er muligt eller ønskeligt at benytte sig af radiosignaler, der kan blive påvirket af magnetisk interferens (såsom i samlehaller, på udstillinger, messer og ved events) samt ikke mindst på operationsstuer eller i følsomme laboratorieomgivelser. Heller ikke mindst i forbindelse med udbygning af IoT (Internet of Things) vil lysdioder være en oplagt og nem måde at give forskellige enheder adgang til internettet.
Li-Fi vil yderligere kunne anvendes til lynhurtig streaming af video eksempelvis i fly. Ved at udnytte den allerede eksisterende kabinebelysning til at formidle film, video og musik til passagererne, kan flyet spare mange kilometer kabler, og det sparer igen vægt og plads. Andre muligheder kunne være intelligente gadelamper, der usynligt blinker forskellige trafikinformationer til forbipasserende biler.
Li-Fi kan finde god udnyttelse i fly og både spare strøm, kabler og vægt uden at udgøre en fare for flyets instrumenter og elektronik.Farvel Wi-Fi, farvel?
Det er naturligvis ikke nok med at modulere lyset fra en LED-pære i den ene ende, for informationen skal jo også kunne modtages og omsættes til data igen. Derfor skal der på forskellig vis anbringes lyssensorer strategiske steder, hvor du ønsker at installere Li-Fi, ligesom lyssensorerne skal have visuel kontakt med pærerne. Ingeniører har dog konstateret, at en optisk synslinje ikke er absolut nødvendig, da lyset bliver tilbagekastet fra alle overflader. Transmissionen kan imidlertid ikke som Wi-Fi-signaler trænge gennem mure og vægge, ligesom forbindelsen kan forstyrres af objekter, der kommer ind og skygger. Desuden falder hastigheden voldsomt med afstanden, og lystransmission er svær at etablere udendørs om dagen, fordi dagslyset maskerer de fine lysblink.
Det er egentlig ikke så kompliceret at modificere et smartphonekamera til også at kunne bearbejde Li-Fi-signaler. Igen er problemet mere den anden vej at konstruere en Li-Fi-sender, der på sikker måde kan blinke datasignaler til Li-Fi-modtagerne.
Foreløbig kræver det et separat modem at sende lysinformation, men selvsamme Harald Haas, som lancerede begrebet Li-Fi, har i dag etableret sin egen virksomhed ved navn pureLiFi, der udelukkende forsker i Li-Fi-teknologi. Firmaet melder nu ud, at de har et mobilt modem, som kan sende data med en gigabit i sekundet udelukkende med LED-dioder, klar til at blive bygget ind i smartphones. Tidligere har pureLiFi lanceret en USB-dongle som Li-Fi-modem til bl.a. computere, men om der reelt er nogen mobilproducenter, der arbejder med at integrere Li-F i deres mobiltelefoner er dog uvist.
Den tyske fysiker Harald Haas, som lancerede begrebet Li-Fi i 2011, har i dag etableret virksomheden pureLiFi, der udelukkende forsker i Li-Fi-teknologi.Det er derfor nok for tidligt at dømme Wi-Fi ude. De to teknologier vil snarere i lang tid supplere hinanden. En mere alvorlig hindring for udbredelsen af Li-Fi er, at der mangler internationale standarder. PureLiFi forventer, at en international standard for lyskommunikation først er klar i 2021. Indtil videre arbejdes der på at lave en lysstandard, der læner sig op ad den anerkendte Wi-Fi-standard IEEE 802.11, men standarderne vil dog nok være klar og på plads i hvert fald inden for en tidshorisont på fem år, spår forskerne i dag.