Küld. Fény. Post.
Röviden Li-Fi kommunikációról
- Biztonságtechnika
- /
- 2017-07-03
1.) Küld. Fény. Post. = a Mézga Család c. rajzfilm sorozatban Köbüki (Mézgáék unokája a köbön, értsd: a távoli jövőben) ezzel a felcsattanással indítja útnak a múltba, fantasztikusabbnál fantasztikusabb ajándékait. Melyek az ősök kezében számtalan humoros – de végül mindig katasztrofikus – eredményt produkálnak.
2.) Li-Fi = Light Fidelity
Biztosan hallott már más is a Li-Fi kommunikációról, hiszen úgy 6-7 éve számos alkalommal előveszi a „jövőt kutató” szaksajtó, nem véletlenül. Elmondás alapján hatalmas potenciál rejtezik benne, egynehány buktatóval.
Li-Fi történelem
Bár a technológia alapját a Suat Topsu (2005) jegyzi, az elgondolás elhíresült atyjának Harald Haast (és teamjét - Edinburghi Egyetem) tekintik, valószínűleg a SIM-OFDM miatt – de erről később.
 |
Azért néhány szót ejteni kell röviden a Li-Fi-ről, hiszen a tovább gondolás – enélkül - humoros/cél nélküli lenne. Az elnevezés nem véletlen. A technológia kutatóinak/fejlesztőinek célja, hogy a jelenleg elterjedt Wi-Fi hálózatokat szeretnék felváltani. Persze, nem holnap. Még csak nem is holnap után. Még a Li-Fi kiötlői is folyamatosan hangsúlyozzák, hogy számos technológiai problémát meg kell oldani.
Amikor a Li-Fi kiötlői elkezdtek azon gondolkodni, mivel és miként lehetne a Wi-Fi technológiát meghaladni, felmerült bennük a gondolat, hogy az elektromágneses spektrumból mit lehetne még felhasználni adatátvitel céljára. A már meglévő rádióhullámokat és a gammasugárzást alapértelmezetten kiszórták. Az előbbi már létezik, az utóbbit senki sem szeretné nagymennyiségben megtapasztalni. Hasonló okok miatt a röntgen és az UV spektrum is kilőve. Maradt az infravörös (IR) és a látható fény. Az IR sajátosságait figyelembe véve, a (szélessávú) kommunikációhoz szükséges energiájú infravörös sugárzás szintén káros lehet az emberi szervezetre. Úgy a szemre, mint a „hőérzetre”.
Így működik ma a Li-Fi
 |
Maradt tehát a látható fény tartománya, mely spektrum – „hogy hogy nem” – 10 000-szer nagyobb, mint a rádióhullámoké. Itt jött a dupla-heuréka effektus. Meg volt az „adatvivő”, de mi legyen az adó? Ne feledjük, itt már 2010 körül járunk, a LED nekibuzdulásának idején. Igen, a LED volt a megoldás, hiszen egy félvezetőről beszélünk, melynek működését profin lehet modulálni, ki- és bekapcsolni. Úgy, hogy azt az emberi szem nem képes követni. A rendszer „e-kőkorszaki” elődje (tehát a füst-/tűz- és fényjelzéseket nem számítva) az IR távirányító megy egy egyetlen, kb. 10-20 Kbps adatfolyamot generál ilyen módon. Haas úr csapata megoldotta, hogy egyetlen adatfolyam helyett többezer adatfolyamot, jelentősen nagyobb sebességgel sugározzon egy LED „izzó” párhuzamosan. Ezt a technológiát SIM-OFDM-nek keresztelték el, mely a Wi-Fi technológiában elterjed OFDM módosított verziója.
Az egyirányú rendszer sematikus váza nagyjából úgy néz ki, hogy adott egy „lámpa” (világítótest); ehhez integrálnak egy adó elektronikát, mely a LED fénykibocsátását a feladatnak megfelelően modulálja; illetve szükséges egy vevő, mely a modulált fény apró amplitúdó módosulásait elektronikus jellé alakítja, ezt követően nagysebességű adatfolyammá.
 |
Természetesen, a fenti vázlat eléggé halovány volna, ellenirányú kommunikáció nélkül. A már hordozható kivitelű, informatikai eszközhöz csatlakoztatható Li-Fi kommunikátor közel infravörös fényt alkalmaz visszirányú kommunikációhoz. Magától értetődően, itt szükséges egy vevő is a lefedett térben. Most tekintsünk el attól, hogy eredetileg, a technológia kifejlesztői, úgy gondolták, hogy egy mobil eszköz integrált kamerája és LED „vakuja” is képes a Li-Fi kommunikációban részt venni. Talán az első fecske, Li-Fi nyár egén az Apple (iPhone), tekintve, hogy az iOS 9.1 verziótól támogatja a Li-Fi kommunikációt. Az Applen kívül a Qualcomm, a GE, a Panasonic, a Philips, a Samsung, valamint az OSRAM (mily meglepő) érdeklődik az új technológia iránt. Talán nem véletlenül. Egyes előrejelzések szerint, 2019-re (igen, szűk 2 év múlva) a mobil eszközök (okostelefonok, Tabletek, stb,) kb. 35x1018 mennyiségű, vezetéknélküli adatforgalmat fognak generálni havonta. Ez pedig komoly kihívások elé állítja majd a WiFi alapuló rendszereket. Az egyik lehetséges „egérút” a Li-Fi.
A Li-Fi technológia jelenlegi állásánál, elméletileg 224 Gbps-os adatátviteli sebesség lenne elérhető, közvetlen „rásugárzással”, laboratóriumi körülmények között. Állítólag, szórt fény (nem közvetlen rásugárzás) mellett, akár 70 Gbps-os sebesség is elérhető. A gyakorlati projektek vizsgálata során (pl. a tallini „pilot” rendszer) 1Gbps-ot értek el. Ez ugyan messze alatta van az elméleti értékeknek, de sokszorosan felülmúlja az átlag Wi-Fi eredményeit. Egyes Li-Fi gyártók állítják, hogy az általuk gyártott LED „izzók” képesek az 50 Gbps-os adattovábbításra. A kérdés csak annyi, hogy visszafelé miként álla a helyzet.
Hogyan kerül a csizma (Li-Fi) a biztonságtechnika asztalára?!
Gondolom, már mindenki számtalan helyen lékelte meg a Li-Fi csónakját, miért is nem működhet. Őszintén megvallva, én is ezt tettem, az elmúlt 5-6 évben számtalanszor. Azért ne feledjük el, hogy volt már olyan újítás, melyet halálra ítélt a biztonságtechnikai szakma, majd a cég vezetőjét nem lehetett kilőni a brit biztonságtechnikai szakma legbefolyásosabb „Ki-Kicsoda” listájának élbolyából (igen: Axis, Martin Gren).
Erőteljesen szubjektív meglátásom szerint, ez egy lehetséges kommunikációs csatorna a jövő CCTV és egyéb elektronikus vagyonvédelmi rendszerei számára. Ismét egy igen: számtalan megoldandó probléma van még. Talán a legtriviálisabb, a hatókör problémája. Ezt egyébként a Li-Fi erényei közt szokás emlegetni: nem megy át a falon. Magyarán, a végpont és az első átjátszó közt – ami az adott helyiségben található - nem olyan egyszerű (szinte lehetetlen jelenleg) megcsapolni az adatokat. Ez az erény, a példa kedvéért maradva CCTV-nél, hátrány. Viszont, ha egy irodaházról beszélünk, ahol folyamatosan „égnek” LED lámpák, már nem olyan ördögtől való ötlet Li-Fi alapú CCTV rendszerek kiépítése. Jogos felvetésként merül fel a szünetmentesítés problémája, de itt jegyezném meg, hogy CAT kábelezés esetén is „meghallhat” a hálózat és azt a problémát is megoldotta a szakma (kameraoldali rögzítés). Viszont, amint visszaáll a „hálózat” eszméletlen gyorsasággal tölthetjük fel az SD kártyán rögzített anyagot a központi szerverre.
Akkor még nem is beszéltünk a tömegközlekedési eszközökön működő CCTV rendszerekről. A nagyobb (és kisebb) városok folyamatosan állnak át LED alapú közvilágításra. A metróvonalakon is hasonló a helyzet. Magyarán, az egyes szerelvényeken rögzített képanyag letölthetősége is jelentősen gyorsulhat a Li-Fi-nek köszönhetően. A vagyonőrök és rendőrök testkamerái esetén is ugyan ez a helyzet. Nem kell az „őrsre”, szolgálati helyiségbe elbandukolni, hogy a kamerák képanyagát feltöltsék, hiszen ez akár járőrözés közben is megtörténhet. A sokadik „igen”: ehhez kellenek a vevő elemek is az adó LED-eken felül. A gépjármű ki- és beléptetés kapcsán is kínál előnyüket a rendszer, hiszen már a járművek izzói is sok esetben LED alapúak. Sőt, a járművek egymás közt is kommunikálhatnak a Li-Fi segítségével.
Ha nem is a végtelenségig, de tudnám még sorolni, hogy hol és miként lehetne alkalmazni a Li-Fi-t. Azt is sorolhatnám hosszan, hogy miért nem lehetséges ez még ma és mit kellene megoldani. Mindazonáltal visszaidézném egy fentebbi mondatomat: volt már technológiai megoldás, amit az elején temettek. A többi pedig már történelem…
Források:
IDE kattintva elérhető.
IDE kattintva elérhető.
IDE kattintva elérhető.
IDE kattintva elérhető.
Principles of LED Light Communications: Towards Networked Li-Fi (Svilen Dimitrov, Harald Haas)
