Li-Fi: mạng không dây sử dụng ánh sáng khả kiến và các bóng đèn LED

Giáo sư Harald Haas là một người tiên phong trong lĩnh vực giao tiếp không dây thông qua ánh sáng. Ông hiện đang làm việc tại khoa kĩ thuật của Đại học Edinburgh, Anh. Năm 2011, Haas đã đứng trên sân khấu để chia sẻ tầm nhìn của ông về một tương lai, nơi mà người ta chỉ cần sử dụng những bóng đèn LED để thiết lập nên một mạng lưới kết nối không dây. Bài thuyết trình này cũng đã khai sinh ra chữ Li-Fi (viết tắt cho Light Fidelity - tạm dịch là "sự chính xác của ánh sáng"), và giờ đây thuật ngữ này đang được dùng rộng rãi để chỉ các mạng không dây hai chiều dựa trên ánh sáng khả kiến.

 

Sự ra đời của Mạng không dây Li-Fi

Việc điều chỉnh sóng ánh sáng (light modulation) không phải là một khái niệm mới, tuy nhiên Haas muốn sử dụng những đồ vật thật phổ thông để thực hiện điều đó, và bóng đèn LED chính là tầm nhìn của ông. Với Li-Fi, bạn có thể kết nối vào Internet chỉ bằng cách ở trong một khu vực được chiếu sáng bởi chùm sáng phát ra từ bóng đèn, thậm chí bạn cũng có thể dùng đèn pha của xe hơi để truyền nhận dữ liệu nữa. Tiềm năng của công nghệ này vẫn còn rất lớn và người ta vẫn chưa khai thác hết, nhất là trong bối cảnh các thiết bị Internet of Things sẽ phát triển mạnh mẽ để "thông minh hóa" dần dần căn nhà, văn phòng và tất cả mọi thứ xung quanh con người.

PureLiFi, công ty chuyên về Li-Fi do Giáo sư Haas làm trưởng bộ phận khoa học, đã từng nói như sau:

"PureLiFi tìm cách giải quyết những rắc rối trên toàn cầu liên quan đến việc giảm sút khả năng của mạng không dây bằng cách phát triển và cung cấp công nghệ mạng không dây an toàn, ổn định, tốc độ cao. Nó được tích hợp chặt chẽ với dữ liệu và hạ tầng chiếu sáng, đồng thời giảm đáng kể lượng điện tiêu thụ".

Được sáng lập hồi năm 2012, công ty PureLiFi (trước đây có tên là PureVLC) là một đơn vị tách riêng của Đại học Edinburgh. Tuy nhiên, thực chất thì nhiều nhà nghiên cứu, trong đó có cả Haas, đã bắt đầu nghiên cứu về công nghệ giao tiếp bằng ánh sáng khả kiến (visible light communication - VLC) từ tận năm 2008 rồi. Kết quả của nhiều năm nghiên cứu cũng đã cho ra đời sản phẩm thương mại đầu tiên vào năm 2013, và nó đã được PureLiFi bán cho một nhà cung cấp dịch vụ y tế ở Mỹ.

Hồi đầu năm nay, PureLiFi tiếp tục ra mắt thêm một sản phẩm nữa, đó chính là Li-1st. Hãng nói rằng đây là sản phẩm đầu tiên ứng dụng công nghệ Li-Fi được bán rộng rãi. Mặc dù bạn chưa thể nào dễ dàng mua cái bóng đèn này qua Amazon nhưng ít nhất nó cũng đã có mặt trên thị trường thông qua một số đối tác chính của PureLiFi, trong đó có cả những đối tác đến từ ngành công nghiệp bảo mật. Đây cũng là một trong những điểm mạnh của Li-Fi so với Wi-Fi, đó là bên thứ ba khó có thể nào can thiệp vào hệ thống mạng bằng ánh sáng.

Một vài chi tiết về mặt kĩ thuật

Trước khi tiếp tục câu chuyện với Giáo sư Haas và các sản phẩm của PureLiFi, chúng ta hãy dừng một chút để hiểu rõ hơn về công nghệ này. Li-Fi, theo định nghĩa của Đại học Edinburgh, là "hệ thống giao tiếp bằng ánh sáng khả kiến thế hệ thứ 5, nó sử dụng ánh sáng từ đèn LED như một phương tiện để mang lại đường liên lạc có tính mạng lưới, khả năng di động và tốc độ cao theo cách tương tự như Wi-Fi". Nhờ tính hội tụ cao, đèn LED sẽ giúp tạo ra các kênh uplink và downlink riêng biệt một cách dễ dàng.

Công nghệ giao tiếp bằng ánh sáng nói chung hoạt động với nguyên lý như sau: các bóng đèn trong hệ thống sẽ được tắt bật rất nhanh, ở mức nano giây. Mỗi lần tắt bật như thế thì một bộ thu tín hiệu sẽ ghi nhận và chuyển thể nó thành dữ liệu. Vì điều này diễn ra quá nhanh nên mắt người không thể thấy được sự thay đổi trạng thái của đèn, chúng ta vẫn thấy bóng sáng như bình thường. Chắc chắn rằng các bóng đèn Li-Fi cần phải được duy trì nguồn điện để có thể chạy, tuy nhiên bóng có thể chỉnh độ sáng xuống một mức cực thấp mà mắt chúng ta không nhìn thấy nhưng việc truyền tải tín hiệu vẫn diễn ra được.

Vì sóng ánh sáng không thể đâm xuyên qua tường cũng như các vật cản dày, Li-Fi có phạm vi hoạt động hẹp hơn so với Wi-Fi, vốn dùng sóng radio có tính đâm xuyên mạnh hơn. Bù lại, Li-Fi an toàn hơn vì người ngoài khó hack hơn trong một phạm vi hẹp. Như lời Haas thì "Li-Fi là công nghệ có thể hỗ trợ cho an ninh số theo một cách hoàn toàn mới".

Li-Fi còn sở hữu một lợi thế rất lớn để sử dụng trong các khu vực nhạy cảm với từ tính, chẳng hạn như trong khoang máy bay, bệnh việc hoặc nhà máy điện hạt nhân bởi nó không gây ra nhiễu điện từ. Cả Wi-Fi lẫn Li-Fi đều truyền dữ liệu thông qua phổ điện từ, tuy nhiên Wi-Fi dùng sóng radio trên các băng tần nhất định, còn Li-Fi thì dùng ánh sáng khả kiến, điều đó giúp cho khả năng truyền tải thông tin của Li-Fi là gần như không có giới hạn bởi phổ ánh sáng khả kiến rộng hơn gấp 10.000 lần so với phổ sóng radio.


Các nhà nghiên cứu trước đây từng đạt được tốc độ 10Gbps với việc truyền tải bằng ánh sáng khả kiến, tương đương 1,25GB mỗi giây, nhanh hơn cả trăm lần so với những mạng di động phổ biến hiện nay. Li-Fi cũng có giá thành rẻ hơn Wi-Fi, tuy nhiên chi phí lắp đặt thiết bị ban đầu sẽ cao hơn. Ngoài ra, các thiết bị nhận không cần phải sử dụng chùm sáng trực tiếp chiều từ nguồn phát sáng, ánh sáng phản xạ từ các bức tường vẫn có thể mang lại tốc độ truyền tải lên đến 70Mbps trong điều kiện thí nghiệm.

Nhưng vì sao cứ phải là đèn LED? Tất cả đều có liên quan đến tốc độ. Đèn huỳnh quang hoặc đèn dây tóc bình thường quá chậm. Chúng không thể chớp tắt ở tốc độ nano giây như những gì LED có thể làm. Ít nhất là ở thời điểm hiện tại, LED là giải pháp khả thi nhất. Chi phí và tuổi thọ của bóng LED cũng cao hơn so với các loại nguồn sáng phổ thông khác.

Hệ thống Li-1st và các tình huống sử dụng

Giờ thì bạn đã hiểu sơ về công nghệ Li-Fi này rồi, chúng ta hãy quay trở lại với sản phẩm Li-1st của PureLiFi. Hệ thống này sử dụng một bóng đèn được kết nối vào mạng Internet, lúc này nó sẽ giao tiếp với máy tính thông qua một bộ nhận sóng (thiết bị này có các đèn LED hồng ngoại). Li-1st hiện có thể mang lại tốc độ truyền tải 5Mbps cho cả kênh upload lẫn download, tương đương 625KB/s. Sơ đồ bên dưới miêu tả khá rõ ràng về cách bố trí Li-1st.

Nguồn : tinh tế

Gửi bình luận của bạn
Captcha reload
Tin liên quan