© 2018–2019 Train and Brain
Наша рассылка позволит вам оперативнее узнавать о том, как меняется железнодорожный мир!
Вы будете получать уведомления о публикации новых статей
Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку персональных данных и соглашаетесь c политикой конфиденциальности
Со скоростью света
В Европе активно тестируют стандарт связи Li-Fi на транспортных объектах. Если эксперимент будет удачным, новая технология дополнит, а со временем даже потеснит сети WI-FI на вокзалах, в аэропортах, а также на транспорте. Но для всеобщего признания ученым предстоит доказать, что Li-Fi может быть по-настоящему быстрым.
Со скоростью света
В Европе активно тестируют стандарт связи Li-Fi на транспортных объектах. Если эксперимент будет удачным, новая технология дополнит, а со временем даже потеснит сети WI-FI на вокзалах, в аэропортах, а также на транспорте. Но для всеобщего признания ученым предстоит доказать, что Li-Fi может быть по-настоящему быстрым.
В январе 2021 года ADIF (Администрация железнодорожной инфраструктуры Испании) объявила о начале тестирования технологии Li-Fi на станции Maria Zambrano в Малаге. Регулятор обещает привлечь к анализу не только специалистов, но и всех желающих. Пассажиры смогут оставить отзыв об использовании Li-Fi на вокзалах. В ADIF видят в технологии более экономичную альтернативу сетям Wi-Fi, а также надеются, что Li-Fi сможет дополнять 5G в труднодоступных местах.
Это не первый случай в Европе, когда чиновники или крупные корпорации проявляют интерес к стандарту Li-Fi. Ранее в конце 2019 года Air France провела тестовый рейс Airbus A321 по маршруту Париж — Тулуза. 12 кресел на борту самолета были оборудованы инфраструктурой для передачи сигнала Li-Fi. В компании рассчитывают, что новая технология обеспечит стабильный обмен мультимедийными данными на очень высокой скорости и очень низкой задержке.
Это не первый случай в Европе, когда чиновники или крупные корпорации проявляют интерес к стандарту Li-Fi. Ранее в конце 2019 года Air France провела тестовый рейс Airbus A321 по маршруту Париж — Тулуза. 12 кресел на борту самолета были оборудованы инфраструктурой для передачи сигнала Li-Fi. В компании рассчитывают, что новая технология обеспечит стабильный обмен мультимедийными данными на очень высокой скорости и очень низкой задержке.
Li-fi — это разновидность технологии
передачи сигнала VLC
передачи сигнала VLC
Харальд Хаас демонстрирует работу технологии Li-Fi во время выступления на TEDTalks в 2015 году
В свою очередь, исследовательский институт Fraunhofer продемонстрировал работу Li-Fi на одном из заводов BMW. Технология обеспечивала связь с мобильным роботом, выполняющим производственные процессы, такие как сварка, перемещение и тестирование деталей.
Ранее компания Oledcomm продвигала план оборудовать сетью Li-Fi метро Праги. Сейчас проект заморожен, но идея витает в воздухе. Перспективы технологии начали изучать во Франции. RATP (оператор общественного транспорта Парижа) анонсировал планы заменить 250 000 световых точек на станциях метро на светодиоды.
Планы RATP по замене освещения в парижской подземке неслучайны: Li-Fi обеспечивает передачу данных через светодиодные лампы. С помощью специальных устройств лампа начинает переключаться с высокой скоростью, что аналогично модуляции сигнала в радиодиапазоне. Скорость переключения при этом должна быть высока, чтобы человеческий глаз не замечал мерцания света.
Ранее компания Oledcomm продвигала план оборудовать сетью Li-Fi метро Праги. Сейчас проект заморожен, но идея витает в воздухе. Перспективы технологии начали изучать во Франции. RATP (оператор общественного транспорта Парижа) анонсировал планы заменить 250 000 световых точек на станциях метро на светодиоды.
Планы RATP по замене освещения в парижской подземке неслучайны: Li-Fi обеспечивает передачу данных через светодиодные лампы. С помощью специальных устройств лампа начинает переключаться с высокой скоростью, что аналогично модуляции сигнала в радиодиапазоне. Скорость переключения при этом должна быть высока, чтобы человеческий глаз не замечал мерцания света.
Концепт вагона метро с технологией Li-Fi компании Changchun Railway Vehicles на международной выставке
Metro Trans 2019 в Пекине
Metro Trans 2019 в Пекине
Завидная скорость
Главное преимущество Li-Fi над иными способами связи — скорость передачи сигнала, которая в широкой полосе частот оптического диапазона теоретически может достигать 10 Гбит/с. Для сравнения: скорость передачи по каналу Wi-Fi — до 600 Мбит/с.
Проблема в том, что пока представления о потенциале Li-Fi носят теоретический характер. Реально работающих с этим стандартом объектов почти нет, а результаты тестов куда скромнее, чем обещания инженеров.
«В середине 2017 года научная группа Университета ИТМО впервые в России продемонстрировала опытную передачу данных через видимый свет со скоростью 50 Мбит/с, передавая видеоролики между двумя ноутбуками. В дальнейшем она разработала первую в России действующую систему передачи данных по технологии Li-Fi, обеспечивающую стабильную передачу данных по видимому свету на расстояния до 4 м со скоростями не ниже 20 Мбит/с», — рассказывает ассистент факультета лазерной фотоники и оптоэлектроники Университета ИТМО Ольга Козырева.
Проблема в том, что пока представления о потенциале Li-Fi носят теоретический характер. Реально работающих с этим стандартом объектов почти нет, а результаты тестов куда скромнее, чем обещания инженеров.
«В середине 2017 года научная группа Университета ИТМО впервые в России продемонстрировала опытную передачу данных через видимый свет со скоростью 50 Мбит/с, передавая видеоролики между двумя ноутбуками. В дальнейшем она разработала первую в России действующую систему передачи данных по технологии Li-Fi, обеспечивающую стабильную передачу данных по видимому свету на расстояния до 4 м со скоростями не ниже 20 Мбит/с», — рассказывает ассистент факультета лазерной фотоники и оптоэлектроники Университета ИТМО Ольга Козырева.
Тестировать возможности Li-Fi начали на борту самолетов Air France
В Европе результаты не намного лучше. Упомянутый выше институт Fraunhofer по итогам своих тестов в Германии смог обеспечить передачу данных лишь со скоростью более 100 Мбит/с с задержкой пять миллисекунд. Правда, эстонская компания Velmenni сообщала, что на некоторых объектах смогла достичь скорости 1 ГБ/с.
«Текущие реализации технологии Li-Fi уступают Wi-Fi по скорости передачи данных, и это связано с инерционностью светодиодов, используемых для освещения. Но с развитием компонентной базы и появлением интегрального чипа Li-Fi для смартфона перспективность технологии существенно возрастет», — соглашается Ольга Козырева.
«Текущие реализации технологии Li-Fi уступают Wi-Fi по скорости передачи данных, и это связано с инерционностью светодиодов, используемых для освещения. Но с развитием компонентной базы и появлением интегрального чипа Li-Fi для смартфона перспективность технологии существенно возрастет», — соглашается Ольга Козырева.
Изобрел Li-Fi (Light Fidelity) профессор Харальд Хаас.
Он же придумал и название. По сути, Li-Fi — это разновидность технологии VLC (Visible Light Communication). Она основывается на схожих принципах, а также позволяет источнику света передавать информацию. Развитие VLC несколько лет назад забуксовало. Считается, что причиной стала сложность в подборе материалов для корпусов приборов, поддерживающих этот стандарт. Большинство пластиков, применяемых в промышленности, искажали сигнал.
Он же придумал и название. По сути, Li-Fi — это разновидность технологии VLC (Visible Light Communication). Она основывается на схожих принципах, а также позволяет источнику света передавать информацию. Развитие VLC несколько лет назад забуксовало. Считается, что причиной стала сложность в подборе материалов для корпусов приборов, поддерживающих этот стандарт. Большинство пластиков, применяемых в промышленности, искажали сигнал.
pureLi-Fi — пример первой доступной для потребителя Li-Fi-системы, представленной на Mobile
World Congress в Барселоне
World Congress в Барселоне
- Тауфик Бен Режеб,декан факультета «радио и телевидение» МТУСИ:
Первое весомое преимущество данной технологии помимо высокой скорости передачи — в том, что она позволяет использовать существующую инфраструктуру сетей освещения, то есть достаточно проста и дешева при развертывании.
Основными недостатками технологии являются необходимость прямой видимости между приемником и передатчиком, а также возможные помехи со стороны других источников света, в первую очередь солнца. Именно по этой причине основное применение технологии Li-Fi эксперты видят в системах передачи информации малого радиуса действия, например для высокоскоростной передачи данных в самолетах, поездах и т.п. Другими словами, данная технология может служить дополнением к существующим системам беспроводной и мобильной связи.
Однако для ее внедрения необходима не только существующая инфраструктура осветительных сетей, но и специализированное оборудование в компьютерах, смартфонах и других цифровых устройствах пользователей, так как технология предполагает двухстороннюю передачу данных. На сегодняшний день предлагается не так много решений, позволяющих осуществить такую передачу.
Иногда технологию Li-Fi сравнивают с ее предшественницей — беспроводной технологией Wi-Fi, работающей в нелицензируемом радиочастотном диапазоне. С точки зрения скорости передачи такое сравнение, конечно, не в пользу последней. Но у технологии Wi-Fi есть неоспоримое преимущество — она позволяет передавать сигналы не только через открытое пространство, но и в закрытых помещениях.
Технология Li-Fi скорее заменит Bluetooth, которому она сможет стать прямым конкурентом, как только на рынке появятся достаточно дешевые устройства, поддерживающие Li-Fi. Кроме того, она может составить жесткую конкуренцию технологиям, объединившимся под термином Wireless HDMI (беспроводной HDMI). Действительно заманчивой является возможность передачи высококачественного мультимедийного контента, например, с сервера на мобильное устройство. Кроме того, различные эксперты видят будущее технологии Li-Fi в системах Интернета вещей, однако там потоки данных не такие высокоскоростные. Но в этом сегменте замена обычных беспроводных радиотехнологий возможна при условии низкой стоимости оборудования и доказанной экономии электроэнергии.
Основными недостатками технологии являются необходимость прямой видимости между приемником и передатчиком, а также возможные помехи со стороны других источников света, в первую очередь солнца. Именно по этой причине основное применение технологии Li-Fi эксперты видят в системах передачи информации малого радиуса действия, например для высокоскоростной передачи данных в самолетах, поездах и т.п. Другими словами, данная технология может служить дополнением к существующим системам беспроводной и мобильной связи.
Однако для ее внедрения необходима не только существующая инфраструктура осветительных сетей, но и специализированное оборудование в компьютерах, смартфонах и других цифровых устройствах пользователей, так как технология предполагает двухстороннюю передачу данных. На сегодняшний день предлагается не так много решений, позволяющих осуществить такую передачу.
Иногда технологию Li-Fi сравнивают с ее предшественницей — беспроводной технологией Wi-Fi, работающей в нелицензируемом радиочастотном диапазоне. С точки зрения скорости передачи такое сравнение, конечно, не в пользу последней. Но у технологии Wi-Fi есть неоспоримое преимущество — она позволяет передавать сигналы не только через открытое пространство, но и в закрытых помещениях.
Технология Li-Fi скорее заменит Bluetooth, которому она сможет стать прямым конкурентом, как только на рынке появятся достаточно дешевые устройства, поддерживающие Li-Fi. Кроме того, она может составить жесткую конкуренцию технологиям, объединившимся под термином Wireless HDMI (беспроводной HDMI). Действительно заманчивой является возможность передачи высококачественного мультимедийного контента, например, с сервера на мобильное устройство. Кроме того, различные эксперты видят будущее технологии Li-Fi в системах Интернета вещей, однако там потоки данных не такие высокоскоростные. Но в этом сегменте замена обычных беспроводных радиотехнологий возможна при условии низкой стоимости оборудования и доказанной экономии электроэнергии.
Большие ожидания
Многих экспертов смущает, что сигнал сетей Li-Fi зависит от работы лампочек. То есть его легко временно прервать. Ему также угрожает слишком яркий солнечный свет, физические барьеры. Но зато сигнал Li-Fi не могут заглушить радиопередатчики. У сетей Li-Fi нет электромагнитного излучения, они не влияют на сложные приборы, в том числе медицинские. Получается, надо найти для нового стандарта правильную нишу.
«Например, для точного позиционирования объектов в помещении или защищенных и персонифицированных каналов связи Li-Fi намного лучше и надежнее радиочастотных технологий Wi-Fi и Bluetooth. Я вижу технологию Li-Fi как часть умного дома. Например, она хорошо подойдет для систем контроля и управления доступом», — рассуждает Ольга Козырева.
В Европе, судя по экспериментам, как раз рассчитывают использовать Li-Fi на закрытых пространствах: либо в местах скопления людей, чтобы экономить энергию, либо на удаленных промышленных объектах, чтобы обеспечить бесперебойную работу Интернета вещей.
Air France видит дополнительную выгоду для авиации: благодаря Li-Fi можно добиться снижения веса самолета и, соответственно, расхода топлива. Это произойдет благодаря замене медных кабелей на оптоволоконные.
Скорее всего, число объектов, где планируется использовать Li-Fi, начнет стремительно увеличиваться после того, как будет создан протокол технологии. Работы уже начались. В Институте инженеров электротехники и электроники IEEE (международная некоммерческая ассоциация, занимающаяся разработкой стандартов по радиоэлектронике, электротехнике) предварительно собираются подготовить его к концу 2022 года.
«Например, для точного позиционирования объектов в помещении или защищенных и персонифицированных каналов связи Li-Fi намного лучше и надежнее радиочастотных технологий Wi-Fi и Bluetooth. Я вижу технологию Li-Fi как часть умного дома. Например, она хорошо подойдет для систем контроля и управления доступом», — рассуждает Ольга Козырева.
В Европе, судя по экспериментам, как раз рассчитывают использовать Li-Fi на закрытых пространствах: либо в местах скопления людей, чтобы экономить энергию, либо на удаленных промышленных объектах, чтобы обеспечить бесперебойную работу Интернета вещей.
Air France видит дополнительную выгоду для авиации: благодаря Li-Fi можно добиться снижения веса самолета и, соответственно, расхода топлива. Это произойдет благодаря замене медных кабелей на оптоволоконные.
Скорее всего, число объектов, где планируется использовать Li-Fi, начнет стремительно увеличиваться после того, как будет создан протокол технологии. Работы уже начались. В Институте инженеров электротехники и электроники IEEE (международная некоммерческая ассоциация, занимающаяся разработкой стандартов по радиоэлектронике, электротехнике) предварительно собираются подготовить его к концу 2022 года.
КОРОТКО
- Li-Fi — это разновидность технологии VLC (Visible Light Communication). Она основывается на схожих принципах и позволяет источнику света передавать информацию.
- В январе 2021 года ADIF (Администрация железнодорожной инфраструктуры Испании) объявила о начале тестирования технологии Li-Fi на станции Maria Zambrano в Малаге.
- Главное преимущество Li-Fi над иными способами связи — скорость передачи сигнала, которая теоретически может достигать 10 Гбит/с.
- Текущие реализации технологии Li-Fi уступают Wi-Fi по скорости передачи данных. Это связано с инерционностью светодиодов, используемых для освещения.