Comment fonctionne le LiFi

L’internet tel qu’il est aujourd’hui est devenu aussi omniprésent que la plomberie intérieure. Il est devenu si omniprésent que nous sommes fascinés par les endroits où il n’y a pas de connexion à l’internet ou même de signal WiFi. En outre, ce qui était considéré comme une forme de luxe est devenu une nécessité pour vivre normalement dans le monde moderne.

L’internet est tellement ancré dans la société moderne que si l’ensemble de l’internet cessait de fonctionner, les résultats pourraient être catastrophiques, car la plupart des gouvernements du monde dépendent de l’internet pour assurer leurs fonctions de base. Cela ne tient pas compte du fait que les entreprises modernes dépendent fortement de l’internet, non seulement comme moyen d’acquérir et de faire des affaires, mais aussi pour effectuer de nombreuses tâches quotidiennes qui sont cruciales pour l’entreprise.

Compte tenu de la gravité et de l’importance même de l’internet, la demande d’utilisation ne cesse de croître, ce qui contribue grandement à la congestion des réseaux. Cela nécessite de nouvelles technologies afin de répondre à cette demande croissante et de fournir de meilleurs résultats. En explorant les possibilités d’alternatives, l’une d’entre elles, destinée à remplacer la technologie WiFi dominante, est le LiFi.

 

Définir le LiFi

Le terme LiFi, abréviation de Light Fidelity, a été inventé par l’un des pionniers de la technologie, le professeur Harald Haas, lors d’un TEDx TALK en 2011. Il a été nommé d’après son prédécesseur, et la technologie qui prévaut actuellement, WiFi, qui signifie Wireless Fidelity (fidélité sans fil).

Le LiFi est l’une des technologies de communication les plus récentes qui vise à améliorer la technologie actuelle en utilisant la communication par lumière visible par opposition aux ondes radio utilisées par le WiFi. Son introduction répond en fait à un double objectif, puisqu’elle vise à fournir un éclairage aérien aux ménages et à faciliter le transfert de données.

L’introduction du LiFi représente un nouveau paradigme pour la technologie optique sans fil, car elle vise à fournir une connectivité dans un environnement localisé tout en renonçant à l’utilisation de câbles à fibres optiques comme moyen de transfert de la lumière. Au lieu de cela, il utilise l’éclairage LED en hauteur que l’on trouve couramment dans les ménages comme moyen de transport. Actuellement, la technologie est capable d’atteindre un taux de transfert de données maximal de 224 gigabits par seconde, ce qui équivaut au téléchargement de 18 films HD par seconde.

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Comment fonctionne le LiFi ?

Le LiFi utilise la lumière visible par le biais d’un éclairage aérien pour la transmission de données. Cela est possible grâce à l’utilisation d’un système de communication à lumière visible (VLC) pour la transmission des données. Un système VLC comporte deux éléments de qualification :

  1. Au moins un dispositif contenant une photodiode afin de recevoir des signaux lumineux ; et
  2. Une source lumineuse équipée d’une unité de traitement des signaux pour la transmission des signaux.

La source lumineuse VLC peut se présenter sous la forme d’une ampoule fluorescente ou d’une diode électroluminescente (DEL). Les ampoules LED constituent toutefois la source lumineuse VLC la plus optimale, étant donné qu’un système LiFi robuste nécessite des taux d’émission de lumière extrêmement élevés. Les ampoules fluorescentes émettent de la lumière dans une bande de longueurs d’onde beaucoup plus large, ce qui en fait une source lumineuse relativement moins efficace que les LED. La LED, quant à elle, est une source lumineuse qui émet de la lumière dans une bande très étroite de longueurs d’onde, ce qui en fait une source lumineuse plus efficace.

La LED est également un semi-conducteur, ce qui signifie qu’elle peut amplifier l’intensité lumineuse et commuter rapidement. Il s’agit d’une qualité importante à rechercher dans une source lumineuse VLC, car le LiFi repose sur le flux constant de photons émis sous forme de lumière visible pour le transfert de données. Lorsque le courant appliqué à la source lumineuse varie lentement, la source lumineuse s’assombrit de haut en bas, ce qui la rend inadaptée comme source de lumière, non pas pour le système LiFi, mais comme dispositif d’éclairage domestique. Pour trouver un équilibre entre la source de lumière VLC et l’éclairage domestique, ce courant ainsi que la sortie optique sont modulés à des vitesses extrêmement élevées, ce qui les rend détectables par la photodiode et les reconvertit en courant électrique, mais non perceptibles par l’œil humain. Une fois ces signaux reçus et démodulés, ils peuvent être convertis en un flux continu de données binaires contenant des vidéos, des images, du son, du texte ou des applications facilement consommables sur n’importe quel appareil connecté à l’internet.

La technologie LiFi n’en étant qu’à ses débuts, il y a encore beaucoup de place pour une innovation croissante. L’une des innovations proposées pour la technologie existante consiste à créer un système de communication bidirectionnel similaire à la large bande conventionnelle et au WiFi. Cela peut se faire en intervertissant la lumière visible et la lumière infrarouge d’un photodétecteur, ce qui permet aux appareils mobiles connectés de renvoyer des données à la source lumineuse pour une liaison montante. Une autre innovation proposée est la réingénierie des LED RVB multicolores pour envoyer et recevoir des données sur une plus large gamme de signaux que les LED blanches unicolores recouvertes de phosphore.

 

Faut-il vraiment remplacer le WiFi ?

Compte tenu des vastes applications de l’internet dans la technologie moderne (presque toutes les fonctions gouvernementales et quotidiennes de base cessent d’exister sans lui), il est peut-être vraiment nécessaire d’apporter des améliorations à la technologie WiFi existante. Cela est dû aux diverses limitations dans l’utilisation des fréquences radio comme moyen de transfert de données. Ces limites sont notamment sa couverture limitée, les problèmes de sécurité liés à la connectivité, les restrictions d’utilisation dues aux interférences de fréquence et l’encombrement des réseaux.

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Le LiFi est-il en passe d’éliminer le WiFi ?

Le LiFi est considéré comme une alternative appropriée pour atténuer, voire éliminer, toutes les limitations du WiFi pour les réseaux de données. Nombreux sont ceux qui sont allés jusqu’à déclarer que le LiFi était l’avenir de la connectivité internet. Mais est-ce vraiment le cas ? Cela justifie-t-il l’élimination totale du WiFi ?

Afin de déterminer les avantages du LiFi et de répondre à la question de savoir s’il doit ou non remplacer le WiFi, il est impératif de comparer certains aspects de ces deux technologies pour voir comment elles se situent l’une par rapport à l’autre.

Vitesse de transmission des données

Les tests effectués par pureLiFi, une société créée par le professeur Roland Haas, pionnier du LiFi, dans un environnement contrôlé, ont révélé que le LiFi permettait d’atteindre des vitesses de plus de 100 Gbps. Certains tests ont même révélé qu’il pouvait fournir des données jusqu’à 224 Gbps. Ces vitesses sont nettement supérieures à celles produites par le WiFi, qui plafonne actuellement à 100 Mbps. Cela est dû au fait que le spectre de la lumière visible est 1 000 fois plus grand que le spectre des radiofréquences, qui n’est que d’environ 300 GHz.

Efficacité énergétique

En WiFi, la transmission de données nécessite deux radios pour la transmission des ondes radio. Ces radios communiquent entre elles en permanence par l’intermédiaire d’émetteurs RF installés dans la radio et d’une puce de bande de base, qui consomme beaucoup d’énergie rien que pour discerner les signaux de données du bruit provenant de plusieurs autres appareils utilisant la même fréquence radio. En revanche, le LiFi utilise des lumières LED en hauteur comme support de transmission de données. Comme il suffit d’une source lumineuse et d’une photodiode pour décoder les signaux lumineux, l’ensemble du processus de transmission et de communication des données nécessite moins d’énergie. De plus, les LED sont utilisées à la place d’autres formes d’ampoules, ce qui en fait une source de lumière plus efficace.

Couverture

Comme le WiFi utilise les ondes radio pour le transfert des données, il peut se vanter d’avoir une plus grande portée puisque les signaux WiFi peuvent atteindre des distances allant jusqu’à 32 mètres (bien que les connexions soient souvent lentes à ces distances). En effet, les ondes radio peuvent traverser les murs. C’est peut-être la plus grande limite du LiFi, car la lumière visible ne peut pas traverser les murs, ce qui limite la zone de couverture aux pièces où l’émetteur LED est installé.

Sécurité

La couverture limitée du LiFi peut également être considérée comme une bonne chose, car elle renforce la sécurité du réseau. Comme les signaux LiFi ne peuvent pas traverser les murs, les interférences des forces extérieures sont limitées. Il est donc idéal pour une utilisation dans des zones sensibles où le piratage à distance et le hacking sont fréquents. En tant que tel, il peut être utilisé dans les domaines de la recherche et du développement, de la finance, de la défense et même du transport de masse.

Densité des données

L’une des principales limites du WiFi est sa vulnérabilité dans les zones fortement encombrées. Le transfert de données dans les zones où le nombre d’utilisateurs est élevé a tendance à être plus lent que dans les zones où le nombre d’utilisateurs est plus faible. En revanche, le LiFi n’est pas soumis aux mêmes limitations et, en fait, fonctionne bien dans des environnements très denses. Dans les zones où il y a beaucoup d’ampoules, le LiFi peut encore produire des vitesses élevées car chaque source lumineuse VLC peut fournir la même vitesse, même avec plusieurs utilisateurs.

 

Conclusion

Les avantages que vous pouvez tirer de la technologie LiFi sont immenses. Il ne faut pas oublier que le WiFi a certainement contribué à améliorer la qualité de vie de manière exponentielle en ouvrant la voie à une communication plus rapide et à l’amélioration des fonctions sociétales les plus élémentaires. Elle a cependant succombé à de nombreux facteurs différents qui ont également affecté ses performances. Ces facteurs comprennent la congestion, les limitations d’utilisation dues aux interférences avec d’autres fonctions et la saturation de la bande passante, ce qui met clairement en évidence les lacunes de cette technologie existante.
L’introduction du LiFi est certainement la bienvenue. Bien entendu, compte tenu des limitations de l’infrastructure de base, le remplacement total du WiFi en faveur du LiFi est pratiquement impossible. Cependant, il constitue une option viable qui peut être utilisée comme solution de remplacement, en particulier dans les régions sensibles à la technologie en vigueur.

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