EDGE, 3G, HSPA, para comunicación incluyendo las tecnologías nombradas en WMAN.3
Tabla 1. Comparación de características redes inalámbricas
PAN LAN MAN WAN
Estándares Bluetooth 802.15.3 802.11 802.11 802.16 802.20 GSM CDMA Satélite Velocidad < 1 Mbps 11 a 54 Mbps 10 - 100 + Mbps 10 Kbps - 2 Mbps
Intervalo Cortocircuito Medio Medio -
largo Largo Aplicaciones Par a par Dispositivo a Dispositivo Redes de empresa Acceso de última milla Datos móviles Dispositivos Fuente: http://1.bp.blogspot.com/- n1Iz2FNB0yc/UCiPILEQTmI/AAAAAAAAAcE/fYEWWtG7HZ8/s1600/de.png Li-Fi
El desarrollo y evolución de las comunicaciones ante las necesidades que involucran al usuario estar en constante comunicación, utilizando como factor principal a la tecnología LED empleando corriente continua optimizada para encontrar un amplio número de ventajas. Ante estos factores el desarrollo e investigación científica se ha logrado desarrollar un sistema capaz de transmitir datos a través de la luz denominado Li-Fi(Light Fidelity) que parte del principio proporcionado por el método VLC (Visible Light Comunications) el cual utiliza el espectro electromagnético entre 400 y 800 THz., para su comunicación.VLC es un concepto global para transmitir datos de manera unidireccional a diferencia de
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https://www.academia.edu/9410313/WMAN_Wireless_Metropolitan_Area_Network_WLA N_Wireless_Local_Area_Network_Actividades_WPAN_Wireless_Personal_Area_Networ k_WPAN_WLAN_WMAN_WWAN_Est%C3%A1ndares
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Li-Fi que permite el acceso múltiple mediante una sola fuente de luz poder conectar muchos usuarios al mismo tiempo permitiendo la movilidad entre las luces sin perder la conectividad.4.
Ilustración 2. Espectro visible de la luz Fuente:
http://iespoetaclaudio.centros.educa.jcyl.es/sitio/upload/img/espectro_visible.jpg
Esta tecnología está experimentando la transmisión de datos mucho más rápida que su antecesor WIFI, Bluetooth, logrando alcanzar una velocidad de datos de hasta 10 Gbps., estas pruebas se están llevando a cabo en la Universidad de Edimburgo, en las cuales los miembros del grupo de investigación destacan que esta tecnología no causa interferencias electromagnéticas, es una solución ecológica y su costo en comparación con Wifi, es económico. Creando así en una solución alternativa a las conexiones inalámbricas habituales.5
Inicios
En el año 1880 Graham Bell y Summer tainter inventaron el primer aparato de comunicaciones sin cables, el fotófono, el cual permitía la emisión de sonido mediante la luz, actualmente considerado como el diseño más sofisticado entre
4 http://purelifi.com/what_is_li-fi/the-lifi-story/
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los sistemas ópticos inalámbricos permitidos, pero este experimento fue muy sensible a las interferencias por lo que fue abandonado, además del invento del teléfono en esos tiempos.6
Ilustración 3. Experimentos de G. Bell. Fotófonos musicales
Fuente: http://proyectoidis.org/wp-content/uploads/2014/06/Photophony.jpg
Con el avance de la tecnología y dispositivos en este caso los LEDs, sumando las características para variar su intensidad, y el uso del espectro visible de luz como opción de comunicación en envió y recepción de datos motivan al alemán PhD. Harald Haas retomar el invento de Graham, y denomina a esta tecnología como los datos a través de la luz, surgiendo esta idea de la transmisión de datos por fibra óptica, pero innovando la comunicación mediante bombillas LED, estableciendo una comunicación no perceptible para el ojo humano por la rapidez de la variación de la luz liberando así el espectro radioeléctrico. 7
PhD. Harald Haas
6 http://www.isciencemag.co.uk/blog/light-conversation/
7 Harald Haas: datos inalámbricos en cada foco incandescente | TEDGlobal2011
https://www.ted.com/talks/harald_haas_wireless_data_from_every_light_bulb?language= es
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El profesor Haas recibió el doctorado de la Universidad de Edimburgo en 2001. Posee actualmente la Cátedra de Comunicaciones Móviles de la Universidad de Edimburgo, y es co-fundador y director científico de pureLiFi Ltd, así como el Director de la Investigación y Lifi Centro de desarrollo de la Universidad de Edimburgo. Sus principales intereses de investigación están en las comunicaciones ópticas inalámbricas, comunicaciones inalámbricas y de RF ópticos híbridos, modulación espacial y coordinación de la interferencia en las redes inalámbricas. Se introdujo por primera vez y acuñó la modulación espacial y Lifi fue incluido entre los 50 mejores inventos de la revista Time de 2011. 8
¿Cómo funciona Li-Fi?
Ilustración 4. Como funciona Li-Fi
Fuente: http://purelifi.co.uk/wp-content/uploads/2013/08/How_VLC_works.png
Cuando se aplica una corriente constante en una bombilla de luz LED, el flujo constante de fotones son emitidos y se observa como luz visible, debido a que las bombillas son dispositivos semiconductores la salida óptica puede ser modulada a velocidades muy altas y son detectados por un dispositivo
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fotodetector y luego convertirlo en corriente eléctrica, la rapidez de modulación es imperceptible para el ojo humano haciendo que la comunicación sea transparente.9
Capacidad
El espectro de la luz visible para la transmisión de datos es abundante 10 mil veces más grande que el del espectro de ondas de radio, sin licencia y de uso gratuito, y las velocidades en los datos pueden lograr a ser muy altas debido a la baja interferencia. Además, utilizando la luz LED como factor de iluminación de la infraestructura para poder tener un mayor espacio de cobertura, literalmente podemos ver la zona determinada de conexión.
Eficiencia
Requiere menos componentes que la tecnología de radio. Las lámparas LED son eficientes con el consumo de energía, así como la optimización de utilizar el mismo dispositivo para realizar la comunicación, el LED puede llegar a transmitir datos a velocidades que llegarían a los Gbps y también su costo es bajo.
Medio Ambiente
Li-Fi no usa el espectro de RF y contribuye con la mimetización y ruido ambiental comparación de WiFi.
Seguridad
La transmisión de la luz evita el uso de frecuencias de radio que pueden interferir con la conexión Li-Fi, el mismo se podrá utilizar solamente en el área de cobertura donde es proyectada la luz y no viajara a través de paredes.10
9 (PureLiFi, s.f.) http://purelifi.com/what_is_li-fi/how-does-vlc-work/ 10 (PureLifi, s.f.) http://purelifi.com/what_is_li-fi/li-fi-features/ (Pure-LiFi)
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ComparacionesTabla 2. Comparación de LiFi - WiFi
CARACTERISTICA LIFI WIFI
Operación
Transmisión de datos mediante la luz usando
bombillas LED Transmisión de datos mediante ondas de radio utilizando un router WIFI La velocidad de transferencia de datos 5 Gpbs. Aun en desarrollo e investigaciones (22 Gbps) Según su último estándar 6 Gbps. A 60 GHz. Costo
Se dice que puede ser menos costoso que
WIFI
alto
Interferencia Objetos de obstruyan el paso de la luz
Ondas
electromagnéticas en el espacio de propagación
de la señal
Tecnología Compatibles con IrDA
Compatibles con WLAN 802.11 a / b / g / n / ac /
ad
Seguridad
No se propaga en los obstáculos, la conexión
es visible, por lo tanto es más segura
Se propaga libremente según su característica,
por lo que su vulnerabilidad aumenta
Impacto Ecológico Alto Bajo
La frecuencia de operación
10 mil veces espectro de frecuencias de la
radio
2,4 GHz, 4.9 GHz y 5 GHz
Distancia de cobertura Cerca de 10 metros Mayor a 10 metros
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ElementosEl elemento utilizado en el transmisor de Li-Fi son los diodos LEDs y en el receptor tenemos el fotodiodo que recibe la señal para obtener la comunicación.
Ilustración 5. Símbolo del diodo LED y fotodiodo Elaborado por: Oyola Ponce – Sañudo Alvarado
Diodo: Es un componente electrónico que además de emitir luz, permite el paso
de la corriente en un solo sentido, también se conoce como LED que significa español diodo emisor de luz (Light Emitting Diode). Estos componentes tienen como ventaja el consumo de menos energía en comparación de lámparas normales, y su duración es superior a 100000 horas luz (11 años).11
Fotodiodo: Un componente electrónico de funcionamiento contrario al diodo,
este es capaz de convertir la luz en corriente eléctrica totalmente proporcional al emisor dependiendo de la variación eléctrica del mismo, el cual indica el cambio que se realizó en la iluminación al fotodiodo.
Actualmente en el desarrollo y proceso de investigaciones, se están diseñando dispositivos receptores que funcionen para detectar velocidades que puedan ser capturadas desde el emisor, pero se siguen basando en el principio del fotodiodo como el dispositivo capaz de obtener estas variaciones.
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Tabla 3. Comparación entre LED, CFL e incandescentes
CARACTERÍSTICAS LED CFL Incandescentes
Ciclos continuados de
encendido/apagado Indefinido
Acorta su
vida útil Indefinido
Tiempo de demora para
encender Instantáneo
Algún
retardo Instantáneo
Emisión de calor Muy baja Baja Alta
Consumo eléctrico Bajo Bajo Alto
Eficiencia Alta Alta Baja Sensibilidad a la baja
temperatura Ninguna Alta Poca Sensibilidad a la humedad Ninguna Alguna Poca
Contenido de materiales
tóxicos Ninguno
Mercurio
(Hg) Ninguno
Vida útil aproximada en
horas de funcionamiento 50 000 10 000 1 000 Permite atenuación Algunos
modelos
Algunos
modelos Todas
Precio Alto Medio Bajo
Fuente: http://www.asifunciona.com/tablas/leds_equivalencias/leds_equivalencias.htm
Aplicaciones de Li-Fi
El crecimiento y el uso de LEDs actualmente para la iluminación, ofrece la oportunidad de incorporar la tecnología Li-Fi en una gran variedad de entornos. Está orientado a las aplicaciones que exigen el consumo del ancho de banda, video llamadas, transmisiones en vivo, audios en ambientes que esta tecnología puede ser aprovechada para tener un mayor rendimiento de las comunicaciones.