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Li-Fi

Li-Fi (comúnmente conocido como LiFi ) es una tecnología de comunicación inalámbrica que utiliza luz para transmitir datos y posición entre dispositivos. El término fue introduc...

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Li-Fi (comúnmente conocido 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 en Edimburgo en 2011. [ 1 ]

A diferencia del Wi-Fi , que utiliza radiofrecuencia mediante un voltaje eléctrico en una antena para transmitir datos, Li-Fi utiliza la modulación de la intensidad de la luz. Li-Fi puede funcionar en áreas que de otro modo serían susceptibles a interferencias electromagnéticas (por ejemplo, cabinas de aviones , hospitales o aplicaciones militares). [ 2 ] [ 3 ]

Detalles de la tecnología

Módulos Li-Fi

Li-Fi es una tecnología derivada de las comunicaciones inalámbricas ópticas (OWC), que utiliza la luz de diodos emisores de luz (LED) como medio para ofrecer comunicación de red móvil de alta velocidad de manera similar a la de Wi-Fi . [ 4 ]

La comunicación por luz visible (VLC) funciona encendiendo y apagando la corriente de los LED a una velocidad muy alta, imperceptible para el ojo humano. [ 5 ] Las ondas de luz no pueden penetrar las paredes, lo que se traduce en un alcance menor y un menor potencial de interceptación en comparación con Wi-Fi. [ 6 ] [ 7 ] La línea de visión directa no siempre es necesaria para que Li-Fi transmita una señal, ya que la luz puede reflejarse en paredes, espejos u otros objetos reflectantes.

Li-Fi puede ser potencialmente útil en áreas sensibles a la radiación electromagnética sin causar interferencia electromagnética . [ 8 ] [ 7 ] [ 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 utiliza luz visible, ultravioleta e infrarroja. [ 10 ] Los investigadores han alcanzado velocidades de datos de más de 224  Gbit/s. [ 11 ]

Si bien varias empresas producen productos Li-Fi como PureLiFi, [ 12 ] Signify, [ 13 ] Oledcomm, [ 14 ] Terra Ferma [ 15 ] y otras; Wi-Fi y celular siguen siendo la tecnología de comunicaciones predominante para aplicaciones de consumo, empresariales, industriales y militares. El primer sistema Li-Fi disponible comercialmente se presentó en el Mobile World Congress de Barcelona de 2014 .

Desventajas

Dado que las longitudes de onda cortas de Li-Fi no pueden penetrar las paredes, sería necesario instalar transmisores en cada habitación de un edificio para garantizar una distribución uniforme de Li-Fi. Uno de los posibles inconvenientes son los elevados costes de instalación asociados a este requisito para lograr un nivel de practicidad de la tecnología. [ 5 ] [ 16 ] [ 17 ]

Historia

La investigación inicial sobre Comunicación por Luz Visible (VLC) fue publicada por el Instituto Fraunhofer de Telecomunicaciones en septiembre de 2009, mostrando velocidades de datos de 125 Mbit/s a una distancia de 5 m utilizando un LED blanco estándar. [ 18 ] En 2010, las velocidades de transmisión ya se habían incrementado a 513 Mbit/s utilizando el formato de modulación DMT. [ 19 ]

Durante su charla TED Global de 2011, el profesor Harald Haas , experto en comunicaciones móviles de la Universidad de Edimburgo , introdujo el término Li-Fi al hablar del concepto de "datos inalámbricos desde cada luz". [ 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, financiado entre enero de 2010 y enero de 2012 en el Instituto de Comunicaciones Digitales de Edimburgo, fue fundamental para el avance de esta tecnología, y Haas también contribuyó a la creación de una empresa para su comercialización. [ 21 ] [ 22 ]

En octubre de 2011, la organización de investigación Fraunhofer IPMS y sus socios industriales formaron el Consorcio Li-Fi para promover sistemas inalámbricos ópticos de alta velocidad y superar la cantidad limitada de espectro inalámbrico basado en radio disponible mediante la explotación de una parte completamente diferente del espectro electromagnético. [ 23 ]

La demostración práctica de la tecnología VLC usando Li-Fi [ 24 ] tuvo lugar en 2012, con tasas de transmisión que superaron 1 Gbit/s alcanzadas en condiciones de laboratorio. [ 25 ] En 2013, las pruebas de laboratorio alcanzaron una velocidad de hasta 10 Gbit/s. Para agosto de 2013, se demostraron tasas de datos de aproximadamente 1,6 Gbit/s sobre un LED de un solo color. [ 26 ] Un hito significativo se alcanzó en septiembre de 2013 cuando se afirmó que Li-Fi, o los sistemas VLC en general, no requerían absolutamente condiciones de línea de visión. [ 27 ] En octubre de 2013, se informó que los fabricantes chinos estaban trabajando en kits de desarrollo de Li-Fi. [ 28 ]

En abril de 2014, la empresa rusa Stins Coman anunció la red local inalámbrica BeamCaster Li-Fi, capaz de alcanzar velocidades de transferencia de datos de hasta 10 gigabits por segundo (Gbit/s). Prevén aumentar las velocidades hasta 40  Gbit/s en un futuro próximo. [ 29 ] Ese mismo año, Sisoft, una empresa mexicana, estableció un nuevo récord al transferir datos a velocidades de hasta 80  Gbit/s a través de un espectro de luz emitido por lámparas LED. [ 30 ]

Las ofertas actuales de purelifi, Signify, oledcomm y Terra Ferma sugieren que los enlaces de comunicación dúplex completo Li-Fi pueden alcanzar más de 1,0  Gbit/s. Un estudio publicado por IEEE en 2021 sugiere que se pueden alcanzar velocidades de 224  Gbit/s. [ 31 ]

En junio de 2018, Li-Fi superó con éxito las pruebas en una planta de BMW en Múnich para aplicaciones industriales bajo los auspicios del Instituto Fraunhofer Heinrich-Hertz. [ 32 ]

En agosto de 2018, Kyle Academy en Escocia puso a prueba el uso dentro de sus instalaciones, lo que permitió a los estudiantes recibir datos a través de transiciones rápidas de encendido y apagado de la iluminación de la habitación. [ 33 ]

En junio de 2019, Oledcomm, una empresa francesa, presentó su tecnología Li-Fi en el Salón Aeronáutico de París de 2019. [ 34 ]

En enero de 2025, Terra Ferma, una empresa estadounidense, anunció el lanzamiento de sus líneas de productos Helios y Fortis Li-Fi para aplicaciones gubernamentales y militares de EE. UU. y la OTAN .

Estándares

Al igual que Wi-Fi, Li-Fi es inalámbrico y utiliza protocolos 802.11 similares , pero también utiliza comunicación por luz ultravioleta , infrarroja y visible (VLC). [ 35 ]

Una parte de VLC se basa en los protocolos de comunicación establecidos por el grupo de trabajo IEEE 802. Sin embargo, el estándar IEEE 802.15.7 está desactualizado: no considera los últimos avances tecnológicos en el campo de las comunicaciones inalámbricas ópticas, específicamente la introducción de los métodos de modulación de multiplexación por división de frecuencia ortogonal óptica (O-OFDM), que se han optimizado para velocidades de datos, acceso múltiple y eficiencia energética. [ 36 ] La introducción de O-OFDM implica la necesidad de impulsar una nueva estandarización de las comunicaciones inalámbricas ópticas.

No obstante, el estándar IEEE 802.15.7 define la capa física (PHY) y la capa de control de acceso al medio (MAC). Este estándar ofrece velocidades de datos suficientes para transmitir audio, vídeo y servicios multimedia. Considera la movilidad de la transmisión óptica, su compatibilidad con la iluminación artificial presente en las infraestructuras y las interferencias que pueda generar la luz ambiental. La capa MAC permite el uso del enlace con las demás capas, al igual que con el protocolo TCP/IP .

El estándar define tres capas físicas con diferentes velocidades:

  • La capa PHY 1 se diseñó para aplicaciones en exteriores y funciona a velocidades de entre 11,67  kbit/s y 267,6  kbit/s.
  • La capa PHY 2 permite alcanzar velocidades de datos desde 1,25  Mbit/s hasta 96  Mbit/s.
  • El PHY 3 se utiliza para muchas fuentes de emisión con un método de modulación particular llamado modulación por desplazamiento de color (CSK). El PHY III puede ofrecer velocidades de 12  Mbit/s a 96  Mbit/s. [ 37 ]

Los formatos de modulación reconocidos para las capas PHY I y PHY II son la modulación por desplazamiento de amplitud (OOK) y la modulación por 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, representando un 0 lógico con el símbolo OOK "01" y un 1 lógico con el símbolo OOK "10", ambos con un componente de corriente continua (CC). Este componente de CC evita la extinción de la luz en caso de una secuencia prolongada de ceros lógicos.

802.11bb

En julio de 2023, el IEEE publicó el estándar 802.11bb para redes basadas en luz, con el objetivo de proporcionar un estándar independiente del proveedor para el mercado Li-Fi.

Aplicaciones potenciales

Aplicación subacuática

La mayoría de los vehículos submarinos operados remotamente (ROV) se controlan mediante conexiones cableadas. La longitud de su cableado impone un límite estricto a su alcance 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. [ 38 ] La utilidad de Li-Fi está limitada por la distancia a la que la luz puede penetrar en el agua. Cantidades significativas de luz no penetran más allá de los 200 metros (660 pies) . Más allá de los 1000 metros (3300 pies) , no penetra ninguna luz. [ 39 ]  

Aviación

La comunicación eficiente de datos es posible en entornos aéreos, como en un avión comercial de pasajeros, mediante 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 radar . [ 40 ]

Hospital

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 alta velocidad y baja latencia. Además de proporcionar mayor velocidad, las ondas de luz también tienen efectos reducidos en los instrumentos médicos . Un ejemplo de esto sería la posibilidad de utilizar dispositivos inalámbricos en resonancias magnéticas y procedimientos radiosensibles similares. [ 40 ] Otra aplicación de Li-Fi en hospitales es la localización de activos y personal. [ 41 ]

Publicidad

Las farolas pueden utilizarse para mostrar anuncios de negocios o atracciones cercanas en dispositivos móviles mientras una persona pasa por ellas. Un cliente que entra en una tienda y pasa por las luces de la fachada puede ver las ofertas y promociones vigentes en su dispositivo móvil. [ 42 ]

Almacenamiento

En el almacenamiento, el posicionamiento y la navegación en interiores son elementos cruciales. 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 lo tanto, se puede utilizar para calcular la posición de los objetos. [ 43 ]

Véase también

Referencias

  1. ↑ Harald Hardrada (2 de agosto de 2011). "Harald Haas: Datos inalámbricos de cada bombilla" . ted.com . Archivado del original el 8 de junio de 2017.
  2. ↑ Tsonev, Dobroslav; Videv, Stefan; Haas, Harald (18 de diciembre de 2013). "Fidelidad de la luz (Li-Fi): hacia redes totalmente ópticas". Proc. SPIE . Tecnologías de comunicación de acceso de banda ancha VIII. 9007 (2). Tecnologías de comunicación de acceso de banda ancha VIII: 900702. Bibcode : 2013SPIE.9007E..02T . CiteSeerX 10.1.1.567.4505 . doi : 10.1117/12.2044649 . S2CID 1576474 .  
  3. ↑ "¿Qué es Li-Fi? Explicación del acceso a Internet mediante tecnología basada en luz" . CNET . Consultado el 23 de mayo de 2025 .
  4. ↑ Sherman, Joshua (30 de octubre de 2013). "Cómo las bombillas LED podrían reemplazar el Wi-Fi" . Digital Trends . Archivado del original el 27 de noviembre de 2015. Recuperado el 29 de noviembre de 2015 .
  5. 1 2 Coetzee, Jacques (13 de enero de 2013). "LiFi supera a Wi-Fi con velocidades inalámbricas de 1 Gb a través de LED pulsantes" . Gearburn . Archivado del original el 5 de diciembre de 2015. Recuperado el 29 de noviembre de 2015 .
  6. ↑ Li-Fi  – Internet a la velocidad de la luz, por Ian Lim, el inventor de dispositivos, fechado el 29 de agosto de 2011. Archivado el 1 de febrero de 2012 en Wayback Machine.
  7. 1 2 "Comunicación por luz visible: Un viaje fantástico con la luz: Se acerca una versión óptica rápida y barata de Wi-Fi" . The Economist . 28 de enero de 2012. Archivado del original el 21 de octubre de 2013. Consultado el 9 de marzo de 2021 .
  8. ↑ "Li-Fi: Una versión ecológica del Wi-Fi" . Mint . 9 de enero de 2016. Archivado del original el 25 de febrero de 2016. Consultado el 24 de febrero de 2016 .
  9. ↑ "Explorez la technologie LiFi: LiFi Blogs" . Oledcomm . Consultado el 23 de mayo de 2025 .
  10. ↑ Haas, Harald (19 de abril de 2013). "Redes inalámbricas de alta velocidad mediante luz visible". Sala de prensa de SPIE . doi : 10.1117/2.1201304.004773 . S2CID 54687970 . 
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  13. ↑ "Obtén Internet de alta velocidad en cualquier lugar donde tengas luz con LiFi" . Signify . Consultado el 23 de mayo de 2025 .
  14. ↑ "Tecnología LiFi de Oledcomm: Soluciones de Internet de alta velocidad" . Oledcomm . Consultado el 23 de mayo de 2025 .
  15. ↑ "Inicio" . Terra Ferma . Consultado el 23 de mayo de 2025 .
  16. ↑ Stephanie (2 de diciembre de 2015). "Por qué Li-Fi no reemplazará su enrutador Wi-Fi en un futuro cercano" . Consultado el 14 de junio de 2022 .
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  • LiFi y WiFi Tecnología de red del futuro "LiFi" Conoce la velocidad sameotech.com
  • Introducción a la tecnología Li-Fi. Archivado el 10 de agosto de 2023 en Wayback Machine electronicslovers.com
  • ¿Qué es exactamente Li-Fi?