Las redes móviles están evolucionando rápidamente y nuestros dispositivos móviles e inteligentes exigen más capacidad y velocidades más altas. Como resultado, LiFi, una tecnología de comunicación robusta e innovadora, surgió como una alternativa a la forma en que accedemos y usamos las redes móviles.
Atrás quedaron los días en que dependíamos de las conexiones de acceso telefónico e Internet por cable para acceder a nuestro contenido favorito e interactuar con los servicios en línea. Parecía “kubrickesco” en ese momento pensar en cualquier otra forma de usar Internet que no nos tuviera atados a un cable. Aún así, poco después, las tecnologías móviles surgieron y cambiaron el mundo en línea para siempre. No había vuelta atras; La tecnología móvil llegó para quedarse. Ahora, el uso de Internet se está disparando, con 5 billones de usuarios navegadores para abril de 2022; ¡eso es el 63% de la población total del mundo! Y lo que es más, el 54% de ese tráfico proviene de dispositivos móviles, y más del 92% de los usuarios globales acceden a servicios de Internet a través de Wi-Fi usando un teléfono móvil. No hace falta decir que el volumen del tráfico de comunicación de datos móviles internacionales está creciendo exponencialmente y la cantidad de dispositivos conectados sigue aumentando, lo que nos hace preguntarnos si la configuración actual de la red móvil es adecuada para mantenerse al día con ese crecimiento. Acá es donde entra el LiFi.
Entonces, incluso cuando está claro que WiFi dirige nuestra vida y es la red inalámbrica predominante, la verdad es que la tecnología popular tiene sus fallas. No importa dónde viva o desde dónde se conecte, todos hemos experimentado una gran cantidad de problemas de conectividad, como baja velocidad o largos tiempos de almacenamiento en búfer en algún momento de nuestras vidas impulsadas por TI. La buena noticia es que, a pesar de lo necesario y valioso que ha sido WiFi durante los más de 25 años desde que estuvo disponible comercialmente, ahora hay más opciones de conectividad móvil que son tan innovadoras y disruptivas como lo fue alguna vez la red por excelencia. Una de esas tecnologías se llama LiFi.
Hoy, desde Foonkie Monkey queremos contarte qué es LiFi, cómo funciona, en qué se diferencia del WiFi, sus beneficios, aplicaciones, e inconvenientes. Vamos a empezar.
¿Qué es LiFi?
LiFi, o Light Fidelity, es una tecnología de comunicación óptica inalámbrica que, a diferencia de WiFi (Wireless Fidelity) que utiliza ondas de radio, emplea los espectros de luz clara, visible, ultravioleta e infrarroja para transmitir datos. En términos más simples, podemos decir que LiFi es un WiFi basado en luz que aprovecha el espectro de luz, no las ondas de radio, para transmitir información. LiFi utiliza bombillas de luz de diodo emisor de luz (LED) estándar para compartir información a altas velocidades que viajan hasta 100 veces más rápido que una red WiFi convencional. El término fue acuñado por primera vez por el profesor Harold Haas, quien, en su charla TED de 2011 sobre Visible Light Communication (VLC), hizo una demostración de Li-Fi e introdujo su concepto de “datos inalámbricos de cada luz”. En resumen, VLC es un protocolo de comunicaciones inalámbricas que utiliza una intensidad de luz modulada para permitir la transmisión de datos a alta velocidad. LiFi utiliza este principio básico de VLC pero con un protocolo de red bidireccional adicional que facilita la conectividad de red de alta velocidad. Además, el hecho de que LiFi use luz para transmitir datos le da una ventaja sobre WiFi, lo que le permite tener mayores anchos de banda y velocidades de transmisión. También lo ayuda a funcionar sin problemas en áreas con interferencias electromagnéticas, como las cabinas de los aviones, donde el WiFi no funciona muy bien.
Si bien aún debe alcanzar una amplia cobertura y un amplio uso comercial, el mercado de LiFi superó los $70 millones en 2019 y debería crecer a una CAGR de más del 50% entre 2020 y 2030. El sector de la salud es donde el uso de LiFi está prosperando más, con un ingreso global total de $28.4 millones en 2017, una cifra que se prevé que crezca hasta alcanzar los 12 670 millones de dólares para 2028. Estos números corroboran el enorme potencial de LiFi para tener un gran impacto en las tecnologías móviles e interrumpir la forma en que accedemos a las redes móviles y usamos nuestros dispositivos móviles. Además, LiFi también tiene el potencial de revolucionar el desarrollo de software y aplicaciones, especialmente para las empresas que se especializan en productos móviles y soluciones IoT o cualquier producto impulsado por TI cuyo rendimiento depende en gran medida de conexiones de red móviles eficientes y rápidas. Y dado que LiFi utiliza la tecnología de iluminación como medio para la transferencia de datos, promete convertirse en un activo fundamental para el hogar inteligente del futuro.
¿Cómo funciona LiFi?
Imagínese conectarse instantáneamente a la red de Internet de alta velocidad de su hogar simplemente encendiendo las luces. Suena descabellado, lo sabemos. Sin embargo, eso es lo que promete LiFi. Actualmente, la mayoría de nuestros hogares son puntos de acceso WiFi, lo que significa que usamos el espectro de radio para acceder a Internet. Sin embargo, nuestro amado WiFi tiene sus inconvenientes. El espectro de radio es limitado, tiene poco espacio para crecer y se ve fácilmente afectado por las señales electromagnéticas presentes en algunas áreas. Además, estas señales transmitidas por algunos dispositivos electrónicos a menudo usan las mismas ondas de radio que las redes WiFi, lo que significa que la transmisión de datos puede ralentizarse, el rendimiento de la red puede verse afectado y el rendimiento de la conexión puede reducirse significativamente. Este fenómeno puede ser frustrante y afectar la calidad y el rendimiento de las aplicaciones móviles y de IoT diseñadas para funcionar a velocidades óptimas.
LiFi no necesita el espectro de radio para transmitir datos, tiene velocidades de transmisión más rápidas y evita las interferencias electromagnéticas. En su lugar, utiliza la luz de las bombillas y lámparas LED para formar una red inalámbrica. ¿Pero cómo?
Las bombillas LiFi tienen un chip integrado que modula la luz que emiten y la prepara para la transmisión óptica de datos. Estas bombillas LED emiten pulsos de luz y son conductos de corriente eléctrica. Cuando los enciendes, una corriente eléctrica los atraviesa, liberando un chorro de luz. Tenga en cuenta que las bombillas LED pueden transformar la intensidad de esta luz a velocidades extremadamente altas, más rápido de lo que puede ver el ojo humano. Este cambio de intensidad sirve como una señal que tiene datos integrados y puede mover la información hasta los dispositivos LiFi, como tabletas o teléfonos inteligentes. Piense en ello como una forma de código Morse basado en la luz donde los cambios de intensidad transmiten datos binarios a través de parpadeos que no podemos ver pero que ocurren a velocidades insondables.
Luego, esta señal es recibida por el dispositivo, que interpreta los cambios de intensidad en el flujo de luz y los traduce en datos utilizables. Luego, el dispositivo envía su propio flujo de luz con datos a la bombilla LED usando luz infrarroja invisible. Este proceso bidireccional ocurre a velocidades inimaginables y es la razón por la que LiFi tiene la capacidad de permitir comunicaciones inalámbricas de alta velocidad. ¡En realidad, LiFi puede transmitir datos a velocidades que pueden llegar hasta los 224 Gbps! Eso es casi 100 vecess más rápido que el WiFi más rápido del mundo, también conocido como WiGig. Por último, tenga en cuenta que cuando la bombilla LED está encendida, transmite un 1 digital. Cuando está apagada, transmite un 0 digital.
Beneficios de LiFi
De acuerdo, todo eso suena genial y todo, pero ¿por qué deberíamos dejarlo entrar a nuestros hogares? ¿Cuáles son exactamente los beneficios de LiFi? Vamos a averiguar.
Alta velocidad
¿Cuál es el requisito de conectividad más crítico que exigimos al acceder a redes inalámbricas? Velocidad. Los largos tiempos de almacenamiento en búfer y las conexiones de baja velocidad son una molestia, y nos hemos vuelto tan exigentes que una red lenta ya no es suficiente. Como mencionamos anteriormente, WiFi utiliza frecuencias de radio para la transmisión de datos. Sin embargo, el espectro de radio es finito y no tiene espacio para crecer, lo que significa que eventualmente se saturará demasiado. La demanda abrumará la red hasta el punto en que las conexiones sean demasiado lentas y ya no será posible acceder al contenido en línea. Este fenómeno se conoce como spectrum crunch.
Por el contrario, dado que LiFi usa la luz como conducto de datos, permite conexiones casi instantáneas porque, como todos sabemos, la luz viaja a velocidades inconmensurablemente altas. Estas conexiones permiten que los datos viajen más rápido y dan como resultado velocidades de Internet más altas. De hecho, el espectro de luz visible oscila entre 428 THz y 750 THz, que es aproximadamente diez mil veces más grande que los 300 GHz del espectro de radio. Como resultado, LiFi tiene acceso a un rango de frecuencias más extenso que cubre frecuencias de 430 000 a 770 000 GHz. LiFi también cubre los colores del espectro de luz desde el ultravioleta cercano hasta el infrarrojo cercano.
Mayor seguridad
Las señales de ondas de radio tienen la capacidad de atravesar paredes, lo que significa que cualquier persona con intenciones maliciosas fuera de su hogar, oficina, etc., puede interceptarlas fácilmente y acceder a su red y su información. Como resultado, las conexiones WiFi, incluso cuando están debidamente protegidas, pueden ser muy inseguras. Con LiFi sucede lo contrario porque la luz no puede atravesar las paredes. En cambio, rebota en todas las superficies sólidas, opacas y densas, lo que significa que ninguno de los datos transmitidos a través de LiFi puede viajar fuera de un espacio cerrado. Como resultado, cualquier información que almacene y comparta o cualquier dato que viaje a través de su red LiFi es seguro. Simplemente puede convertir cualquier habitación que desee en un área de alta seguridad cuando use dispositivos vulnerables y maneje datos confidenciales y use su red WiFi habitual en áreas comunes cuando no esté demasiado preocupado por la seguridad de los datos.
No tiene interferencias electromagnéticas (EMI)
EMI es una obstrucción en el camino de un circuito eléctrico causada por una fuente externa a través de inducción electromagnética, acoplamiento electrostático o conducción. EMI daña el rendimiento y el flujo del circuito hasta el punto en que puede impedir que funcione por completo. En el caso de una red WiFi, los efectos de EMI en la transmisión de datos pueden causar un aumento en la tasa de error, reducir la velocidad de la red o incluso causar una pérdida total de datos o una falla en la conexión. Las fuentes de EMI incluyen fenómenos naturales como erupciones solares o tormentas eléctricas o dispositivos hechos por el hombre como microondas o redes de telefonía celular.
Como ya mencionamos, WiFi utiliza frecuencias de radio para la transmisión de datos. Como resultado, el popular protocolo inalámbrico es muy susceptible a las interferencias electromagnéticas. Incluso en un entorno doméstico, la EMI puede provenir de calentar su café en su microondas, usar su altavoz Bluetooth o llamar a su madre desde su teléfono inalámbrico. Aunque en la mayoría de los casos, EMI generalmente se resuelve apagando la fuente de la interferencia o reposicionando su enrutador, sigue siendo un obstáculo que no encontrará al usar LiFi.
Dado que LiFi aprovecha los rayos de luz para la transferencia de datos, su rendimiento y velocidad no se ven afectados por EMI. De hecho, cuanta más luz uses, más rápida y mejor será tu conexión. ¿Por qué? Porque, como explicamos anteriormente, a diferencia de la frecuencia de radio de WiFi, que utiliza un espectro de radio finito, limitado y sin licencia de aproximadamente 300 GHz, LiFi funciona en un espectro diez mil veces más grande que eso y no necesita un circuito eléctrico susceptible a EMI. trabajar. Por esta razón, LiFi es el protocolo preferido en entornos de atención médica y aviones donde la EMI podría interferir con la conectividad del dispositivo y ser potencialmente peligrosa. Más sobre esto más adelante.
Alta disponibilidad
La luz es una parte omnipresente de nuestra vida cotidiana. Está en todas partes, especialmente en nuestros hogares y lugares de trabajo; hay una fuente de luz en prácticamente todas las habitaciones y rincones de nuestros recintos preferidos. Debido a su naturaleza, siempre que tenga una fuente de luz LED, puede conectarse a Internet utilizando su red LiFi donde quiera que esté. No solo eso, sino que las luces LED están disponibles en todas partes. Son fuentes de luz moderadamente económicas, lo que significa que son razonables de comprar e instalar, lo que hace que LiFi sea muy accesible y abierto para todos.
Además, las bombillas y lámparas LED son mucho más productivas energéticamente y más respetuosas con el medio ambiente que las bombillas y luces fluorescentes tradicionales. Así, aunque surja la necesidad de mantenerlos encendidos para seguir enviando información durante largos periodos de tiempo, no hay un gasto energético ni un impacto ambiental significativos. Como resultado, su uso puede generalizarse sin generar preocupaciones adicionales sobre la disponibilidad, los costos o los altos requisitos de energía.
Es importante tener en cuenta que, aunque LiFi tiene alta disponibilidad, por ahora, la tecnología solo está disponible a través de bombillas y lámparas LED. Sin embargo, en el futuro, las fuentes de luz más extensas, como las luces de la calle o de los edificios, podrán transportar haces de LiFi para ayudar a que ciudades enteras se conecten y permanezcan conectadas en todas partes.
Desventajas del LiFi
Aunque LiFi es la respuesta a muchos de los problemas de conectividad más comunes de WiFi, todavía es una tecnología relativamente joven que aún no ha experimentado un crecimiento, disponibilidad y adopción masivos. Tiene el potencial de revolucionar la conectividad inalámbrica en los próximos años, pero mientras tanto, la tecnología tiene algunos inconvenientes que vale la pena mencionar.
Compatibilidad limitada
Parece que hoy en día, cada dispositivo con tecnología de TI tiene compatibilidad WiFi. En realidad, la compatibilidad WiFi parece no ser negociable y la exigimos para satisfacer nuestras necesidades de Internet. Pero, por el contrario, dado que LiFi todavía está dando sus primeros pasos hacia la disponibilidad masiva y la implementación global, no hay demasiados dispositivos en el mercado que sean compatibles con él. La razón detrás de esto es que, para que un dispositivo pueda recibir, leer y traducir datos de una fuente LED, debe estar equipado con un fotodiodo que puede interpretar señales de luz LiFi. Pero desafortunadamente, la mayoría de los dispositivos electrónicos en el mercado usan hardware solo para compatibilidad WiFi y no tienen fotodiodos.
Varias fuentes de interferencia
Lamentablemente, y a pesar de todos sus beneficios, la conectividad y las velocidades excepcionales de LiFi pueden verse frustradas fácilmente por varias fuentes de interferencia. Por un lado, como ya comentamos, la luz no puede atravesar paredes o superficies sólidas, lo que significa que el alcance de la señal de LiFi está limitado por las características físicas de cualquier recinto. En segundo lugar, Internet basado en LiFi no puede funcionar sin una fuente de luz LED, lo que significa que es inútil sin el equipo adecuado y las modificaciones de ubicación. Como resultado, las áreas y situaciones en las que Li-Fi podría funcionar son razonablemente limitadas. En algunos casos, será necesario realizar cambios de infraestructura considerables para que funcione a gran escala.
Por último, la señal de LiFi es muy susceptible a la interferencia de factores externos, como otras fuentes. Los fotodiodos de los dispositivos habilitados para LiFi también pueden captar la luz de varias fuentes de luz, como la luz solar, que pueden competir con el haz de LED. Como resultado, el receptor genera ruido y provoca interrupciones en la señal.
Aplicaciones de LiFi
Bueno, ahí los tienes, los beneficios y desventajas únicos de LiFi. Si bien vale la pena considerar ambos aspectos de la tecnología, sus beneficios le dan una ventaja que supera con creces sus limitaciones. Sin embargo, puede parecer que LiFi todavía tiene una ventana estrecha de usabilidad y baja cobertura, lo que puede ser el caso en este momento, pero probablemente no permanecerá así por mucho tiempo. Mientras tanto, estos son algunos de los casos de uso más populares de LiFi.
Hospitales
El cuidado de la salud es una de las industrias donde LiFi tiene el mayor potencial para realmente brillar, principalmente porque los hospitales son un punto crítico para problemas como la sensibilidad EMI y la seguridad de los datos. Por un lado, los trabajadores de la salud pueden aprovechar LiFi para simplificar el monitoreo del paciente a través de sensores inalámbricos y dispositivos IoMT sin preocuparse por EMI de equipos hospitalarios como MRI u otras máquinas de imágenes y monitoreo. Además, en los quirófanos, donde WiFi no está permitido y la instalación de cables de fibra óptica puede ser engorrosa, los médicos pueden usar LiFi para operar dispositivos y máquinas críticas para procedimientos exitosos de manera eficiente. Además, en lugares como pasillos y salas de espera, la tecnología Li-Fi puede ser la base de una red de comunicación basada en la luz que no se vea perturbada por EMI o redes inalámbricas lentas causadas por un alto tráfico de conexión.
Por otro lado, dado que los hospitales manejan un flujo constante de datos médicos y personales altamente sensibles y confidenciales, necesitan un mecanismo de seguridad para garantizar que esta información esté siempre protegida. Por lo general, recurren a garantías de seguridad cibernética que son muy sólidas y efectivas, pero que también están basadas en WiFi. Como ya comentamos, las ondas de radio WiFi se pueden interceptar y piratear fácilmente. Estas vulnerabilidades no están presentes en las comunicaciones basadas en luz. Como resultado, LiFi puede mejorar significativamente los protocolos de protección de datos y promover el despliegue de instituciones médicas en red más seguras.
Acá están los hallazgos de un estudio en el que los investigadores querían transmitir señales desde una máquina EEG (electroencefalografía) a más de 50 centímetros utilizando un sistema de comunicación basado en VLC.
Pharma
En la industria farmacéutica, la tecnología Li-Fi podría ayudar a promover la seguridad y la integridad de los datos médicos confidenciales que viajan dentro de las farmacias. También podría fomentar una recepción y control más seguro y eficaz de recetas electrónicas directamente dentro de las farmacias, así como el seguimiento en tiempo real de los medicamentos recetados. También puede promover la automatización de procesos como la inspección, la fabricación y el envasado para empresas farmacéuticas que utilizan tecnologías basadas en Wi-Fi. Este cambio a LiFi puede conducir a operaciones más eficientes, tareas repetitivas reducidas, menos costos generales y menos márgenes de error humano.
Aviación
El WiFi en aviones es genial! Nunca dijo alguien. Esto se debe a que las conexiones WiFi de alta calidad tanto en aviones como en aeropuertos son muy costosas o difíciles de implementar, especialmente para aviones grandes con cientos de pasajeros que se conectan simultáneamente. Alternativamente, las aerolíneas y los aeropuertos podrían aprovechar los cientos de bombillas que ya están presentes en la mayoría de los aviones modernos y utilizarlos para crear una red LiFi que pueda proporcionar conexiones inalámbricas más confiables y menos costosas. Como resultado, los pasajeros podrían acceder a Internet a través de conexiones LiFi seguras, rápidas y confiables que no serían interrumpidas.
Educación
Es innegable que las experiencias de aprendizaje modernas están basadas en Internet. Sin embargo, no todas las instituciones cuentan con la red inalámbrica correcta para brindar experiencias de aprendizaje significativas. En entornos educativos, las redes WiFi pueden saturarse y obstaculizar procesos educativos cruciales. LiFi puede ser excepcionalmente útil para abordar estos problemas de conectividad. Puede proporcionar una conexión estable y confiable entre estudiantes y profesores. Además, puede ayudar a establecer vías de comunicación utilizando tecnologías inteligentes como tabletas y teléfonos inteligentes que pueden conectarse fácilmente a fuentes de luz. Como resultado, LiFi puede resolver los problemas de conectividad de la red WiFi y garantizar conexiones seguras a Internet en escuelas y campus universitarios completos, como es el caso de algunas instituciones, como la Hegel-gymnasium en Stuttgart, donde implementaron conexiones LiFi en las aulas.
Conclusión
La luz es un recurso poderoso. Puede definir cómo experimentamos el mundo que nos rodea. Brinda beneficios recreativos, educativos y de salud que de otro modo serían imposibles de disfrutar en un mundo sin luz. Sin embargo, a veces está infrautilizado, como es el caso de LiFi. Aunque la tecnología aún se encuentra en sus primeras etapas y su éxito comercial aún está muy lejos, está claro que LiFi promete ofrecer avances significativos en términos de conectividad en los próximos años. Mientras tanto, LiFi se está volviendo cada vez más valioso para varios entornos. Mientras se está probando, promete claramente resolver el espectro de radio, EMI y muchos problemas ambientales, lo que lleva a un futuro con comunicaciones en red más ecológicas, sostenibles y seguras.
Mirándolo ahora, decir que LiFi es el nuevo WiFi parece una exageración. Pero a medida que la tecnología avanza y comenzamos a ver más casos de uso exitosos en la vida real, podemos comenzar a confiar en ella y decir con confianza que LiFi eventualmente le dará una oportunidad a WiFi por su dinero.
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