LiFi – Licht ist die neue Art der Kommunikation

Schauen Sie sich in Ihrem Haus um und sagen Sie uns eine Sache, die Sie in fast allen Ihren elektronischen und elektrischen Geräten gemeinsam finden? Die Internetverbindung. Rechts! Was wäre, wenn wir sagen würden: Genau wie Ihre Mobilfunknetze und WLAN-Router können wir diese LED-Leuchten auch für die Kommunikation nutzen! Glauben Sie mir nicht? Nun, es ist eine erstaunliche Technik!

Wir könnten einfach sagen, dass der Liste der Kommunikationsarten eine weitere Kommunikationskategorie hinzugefügt wurde. Genauer gesagt eine Abteilung in der Kategorie Optische drahtlose Kommunikation. Dazu gehören alle Arten der optischen Kommunikation, bei denen keine optischen Kabel verwendet werden.

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Datenübertragung oder Kommunikation mit LED-Leuchten wird Visible Light Communication genannt. Wenn wir über VLC sprechen, wird es als Beleuchtungsquelle bezeichnet, die zum Senden von Daten verwendet wird, indem das Licht mit großer Geschwindigkeit ein- und ausgeschaltet wird, was von normalen Augen nicht erkannt werden könnte, aber Fotodetektoren könnten dies erkennen.

VLC = Beleuchtung + Kommunikation

Die anderen ähnlichen Begriffe wie VLC sind

Optische Freiraumkommunikation – Diese Kommunikationsmethode ähnelt ebenfalls VLC, ist jedoch nicht auf sichtbares Licht beschränkt. Daher fallen auch Ultraviolett und Infrarot in die Kategorie BFS. Darüber hinaus gibt es für FSO keine Beleuchtungsanforderungen und daher wird es in der Regel in schmalen Strahlen fokussierten Lichts für Anwendungen wie Kommunikationsverbindungen zwischen Gebäuden verwendet.

Li-Fi – Dieser Begriff beschreibt Hochgeschwindigkeits-VLC in Anwendungsszenarien, in denen auch Wi-Fi Night zum Einsatz kommt. Die Li-Fi-Kommunikation ähnelt der Wi-Fi-Kommunikation mit dem Unterschied, dass Li-Fi sichtbares Licht zur Übertragung verwendet, während Wi-Fi Radiowellen zur Übertragung verwendet.

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Definition

LiFi ist die Kurzform von Light Fidelity. Es handelt sich um ein Visible Light Communications (VLC)-System, eine drahtlose optische Netzwerktechnologie, die Leuchtdioden zur Datenübertragung verwendet.

LiFi ist für die Verwendung von LED-Glühbirnen konzipiert, die den von uns verwendeten energieeffizienten Leuchten ähneln in unseren Häusern und Büros. Diese LED-Glühbirnen helfen nicht nur bei der Datenübertragung, sondern steigern auch die Geschwindigkeit auf bis zu 224 Gigabit pro Sekunde.

Stellen Sie sich ein Blitzlicht vor, mit dem Sie ein Morsecode-Signal senden könnten. Bei manueller Bedienung erfolgt das Senden von Daten über das Lichtsignal, da es jedoch ab und zu blinkt n Es kann nicht als nützliche Beleuchtungsquelle angesehen werden. Stellen Sie sich nun vor, dass das Blitzlicht über einen Computer extrem schnell ein- und ausgeschaltet wird, dann können wir die Daten nicht sehen und das Blitzlicht scheint ein konstantes Licht auszustrahlen, also haben wir jetzt Beleuchtung und Kommunikation und das entspricht unserer Definition von VLC.

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Funktionsweise

Die Funktionsweise dieses Systems ist sehr einfach. Die Übertragung erfolgt einfach durch das Ein- und Ausschalten der LED-Leuchten in einem Muster, um die Daten zu definieren. Dieses schnelle Umschalten ist für das menschliche Auge nicht wahrnehmbar.

Ein einfaches Li-FI- oder VLC-System besteht aus zwei qualifizierenden Komponenten:

Mindestens ein Gerät mit einer Fotodiode, die Lichtsignale empfangen kann

Eine Lichtquelle, die mit einer Signalverarbeitungseinheit ausgestattet ist.

Stellen Sie sich eine normale Glühbirne vor, wenn ein konstanter Strom an sie angelegt wird, ein konstanter Strom von Photonen werden von der Glühbirne emittiert, die als sichtbares Licht beobachtet wird. Wenn der Strom langsam variiert wird, dimmt die Ausgangsintensität des Lichts nach oben und unten. LED-Lampen sind Halbleitergeräte, der Strom und damit die optische Leistung können mit extrem hohen Geschwindigkeiten moduliert werden, die von einem Fotodetektorgerät erkannt und wieder in elektrischen Strom umgewandelt werden können.

Alles in allem Bei den Kommunikationstechnologien werden die Informationen in die binäre Datenfolge aus Einsen und Nullen umgewandelt. Diese Zeichenfolge kann in Form von Ein- und Ausschaltsignalen codiert werden. 1 wird als EIN-Signal des Lichts dargestellt und 0 wird als AUS-Signal des Lichts dargestellt. Auf der Empfängerseite wird das Flackern des Lichts als Einsen und Nullen interpretiert.

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WiFi versus LiFi

Wir können Li-Fi mit Wi-Fi vergleichen, da beide Daten elektromagnetisch übertragen, mit dem Unterschied, dass Wi-Fi Radiowellen verwendet, was zu einer langsameren Datenrate führt, während Li-Fi läuft auf sichtbarem Licht, was eine viel schnellere Datenübertragungsrate bietet. Die Störung des Signals von nahegelegenen Zugangspunkten stellt eine große Herausforderung bei der Wi-Fi-Übertragung dar, wohingegen Li-Fi-Systeme solche Mängel nicht aufweisen.

Für die Hochfrequenzkommunikation sind Funkschaltkreise, Antennen und komplexe Empfänger erforderlich , wohingegen Li-Fi viel einfacher ist und direkte Modulationsmethoden verwendet, die denen in kostengünstigen Infrarot-Kommunikationsgeräten wie Fernbedienungen ähneln.

Li-Fi ist mit IrD kompatibel Ein Gerät, das kein Interferenzproblem aufweist, kann in einer Vielzahl von Umgebungen eingesetzt werden, beispielsweise bei Fluglinien und bei der Erkundung von Meeren. Andererseits ist Wi-Fi nur mit 802.11-Geräten kompatibel und wird hauptsächlich zum Surfen im Internet und zum Erstellen von Hotspots verwendet.

Einige der Hauptvorteile der Li-Fi-Technologie, die Wi-Fi nicht bietet sind

Es könnte in dicht besiedelten Regionen und im Salzwasser übertragen werden.

Die Signale in diesem System können nicht durch Wände dringen, sodass die Daten sicherer und geschützter sind.

Sichtbares Licht ist viel dichter als Radiowellen, wodurch es große Datenmengen übertragen kann.

Die höchste aufgezeichnete Geschwindigkeit des Li-Fi-Systems beträgt 10 Gbit/Sekunde.

Vorteile

Effizienz – Die Technologie arbeitet im sichtbaren Lichtspektrum. Da Büros und Privathaushalte bereits über LED-Lampen verfügen, könnten diese für zwei Zwecke genutzt werden. Dies macht sie kosten- und energieeffizient.

Verfügbarkeit – Der größte Vorteil der Technologie besteht darin, dass sie an allen Orten vorhanden sein kann, an denen es Licht und LED-Lampen gibt. Das bedeutet, dass Häuser, Flugzeuge, Büros, Geschäfte und Einkaufszentren über eine Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung verfügen können.

Sicherheit – Sicherheit ist der größte Vorteil der Li-Fi-Technologie Die sichtbaren Signale können die undurchsichtigen Objekte nicht durchdringen. Dadurch ist die Verfügbarkeit von Li-Fi auf einen einzigen Raum beschränkt.

Mängel

Keine Technologie ist für sich genommen perfekt. Jedes hat seine eigenen Einschränkungen oder Mängel. Die Li-Fi-Technologie ist keine Ausnahme. Trotz aller Vorteile in Bezug auf Sicherheit und Geschwindigkeit muss sich die Li-Fi-Technologie einigen Herausforderungen stellen:

Sichtlinie – Dies ist ein klarer Vorteil, da die Signal wird länger sein. Gleichzeitig stellt es jedoch eine Einschränkung hinsichtlich der Reichweite dar, da Signale von den Objekten in unserem täglichen Leben reflektiert werden.

Mehrwegeverzerrung – Diese Verzerrung wird durch die Verzögerung verursacht beim Empfang des Signals am Ziel von den Transceivern, da jeder Pfad von der Quelle zum Ziel eine unterschiedliche Länge hat. Dies führt zu einem Problem der Intersymbolinterferenz.

Simplex-Kommunikation – VLC liefert das beste Ergebnis, wenn es für die Übertragung in eine Richtung verwendet wird. Obwohl es viele Möglichkeiten gibt, den Uplink und den Downlink zu isolieren, indem man die Wellenlängen und die Zeit aufteilt und unterschiedliche Codes verwendet, scheint VLC aufgrund der hohen Kosten die Lösung zu sein Sollte am besten für die Downlink-Implementierung geeignet sein.

Lichter an – damit die VLC-Systeme funktionieren, müssen die Lichter die ganze Zeit an sein. In Gewerbe- und Industriegebieten brennt das Licht immer dann, wenn dort jemand wohnt. In Wohnräumen werden die Lichter nur zur Beleuchtung verwendet und sind den größten Teil des Tages ausgeschaltet.

Senderquellen – LED-Leuchten werden nur für Beleuchtungszwecke hergestellt. Die Kommunikationsanwendung steht nicht einmal in der sekundären Liste der Pläne. In praktischer Hinsicht können mit kostengünstigen LED-Geräten hervorragende Ergebnisse erzielt werden.

Li-Fi ist eine erstaunliche Technologie. Es ist auch noch in den Anfängen. Es ist in diesem frühen Stadium schwer, die zukünftige Entwicklung der Technologie vorherzusagen, aber man kann mit Sicherheit sagen, dass eine Kombination aus Li-Fi und Wi-Fi das Beste aus beiden Welten in das Internet bringen wird.

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