Transformation in die Cloud - welche Cloud darf es sein?
Thema: Future Networks

LiFi: het netwerk met licht en lampen

21-nov-2018

Het Light Fidelity netwerk overschaduwt traditionele wifi. Lifi haalt snelheden van meer dan 10 Gigabit per seconde (Gbit/s).
Li-Fi: Data networks using light are of particular interest to industry.
Het Light Fidelity Network (lifi) stuurt data door middel van licht met behulp van ledlampen. Dat maakt de techniek vele malen sneller dan het elektromagnetisch wifi-systeem. Apparaten die verbonden zijn via wifi kunnen met zo'n 100 Mbit/s data versturen. Bij een lifi-netwerk zijn stabiele overdrachtssnelheden van meer dan 10Gbit/s haalbaar. Volgens de universiteit van Edinburgh bieden lichtgolven voor het overbrengen van signalen een spectrum dat 1000 keer groter is dan elektromagnetische golven. De Duitse professor Harald Haas doet aan de universiteit onderzoek naar gegevensoverdracht via licht. Haas, die de term 'Light Fidelity' bedacht, verwacht dat alle gratis radiofrequenties tegen 2025 uitgeput zullen zijn. Lifi (ook wel Visible Light Communication genoemd) kan de oplossing voor de toekomst zijn.

Data van ledlampen

Lifi heeft echter één ding nodig: er moet constant zichtbaar contact zijn tussen de zender en de ontvanger zonder obstakels. Elektromagnetische golven kunnen door muren heen en een wifi-hotspot kan dus gemakkelijk een aantal kamers bedienen. Met lifi is dat niet zo eenvoudig. Iedere kantoorruimte zou dus afzonderlijk met deze technologie uitgerust moeten worden. En op zo'n manier dat een gebruiker niet telkens verbinding verliest als hij met een mobiel apparaat werkt zoals een tablet of smartphone.

Lifi maakt het hackers moeilijk

Maar wat in eerste instantie onhandig lijkt, kan eigenlijk een voordeel zijn: door de manier waarop lifi werkt, biedt het een hoge mate van beveiliging. Want terwijl wifi-netwerken gevoelig zijn voor aanvallen door hackers, kan lifi alleen benaderd worden door derden als ze zich in de ruimte met de lifi-hotspot bevinden want lifi heeft een bereik van slechts een paar meter.
Het lifi-consortium bekijkt momenteel hoe toepassingsconcepten er voor lifi uit zouden zien. De brancheorganisatie werd in 2011 opgericht door Noorse technologieleverancier IBSENtelecom, US-Israeli LED-specialist Supreme Architecture en het Duitse Fraunhofer Institute for Photonic Microsystems (IPMS). Fraunhofer IPMS, gevestigd in Dresden, heeft inmiddels specifieke toepassingen voor lifi-producten bedacht, o.a. Lifi GigaDock, een stevig, supersnel dataslot dat dient als vervanging voor korte kabels en mechanische stekkerachtige koppelstukken.

Tot zo'n 100 Gbit/s: een basisstation met dataturbo

“Ons docking station bestaat uit een mobiel apparaat en een basisstation,” legt lifi-expert Dr. Alexander Noack van Fraunhofer IPMS uit. “Informatie stroomt alleen als de optische zenders van beide apparaten direct naast elkaar staan.” Snelheden tot 12,5 Gbit/s zijn op dit moment mogelijk en de verwachgting is dat in de toekomst zelfs 100 Gbit/s gehaald zal worden . Fraunhofer IPMS heeft op verschillende beurzen een Lifi hotspot geïntroduceerd. Deze kabelvrije hotspot verstuurt data zo'n 30 meter met een snelheid van 1 Gbit/s, zonder enige storing. Want een lifi-hotspot biedt elk eindapparaat de best mogelijke ontvangst met volle bandbreedte. Dit in tegenstelling tot wifi-netwerken waarvan de bandbreedtes en kanalen elkaar verstoren en vertragen. “Dit is één voordeel van de technologie,” aldus Noack. “Een andere mogelijkheid is om grote hoeveelheden data in slechts één richting te sturen aan een gebruikersgroep.” 
Volgens het Fraunhofer Instituut kan lifi een standaard onderdeel worden op de vervangbare printkaart die in elk elektronisch apparaat zitten. Printkaarten zijn immers altijd verbonden via hoge frequentie kabels en mechanisch kwetsbare stekkers. Dit beperkt de levensduur van de modules als ze vervangen zijn en opnieuw aangesloten moeten worden. Lifi-modules die direct op de printkaart gesoldeerd kunnen worden bieden dus een kabelvrije oplossing.

Industrie 4.0: machines regelen met de snelheid van het licht

De productiebranche is een sector waar lifi erg nuttig zou kunnen zijn. Immers, beveiliging is zeer belangrijk als er kritieke infrastructuren aangesloten moeten worden. Noack legt uit: “De beperkte lifi-straal is hier een juist voordeel omdat die eindigt bij de muur van de fabriek. Tegelijkertijd hebben productierobots, transportbanden en machines meestal een vast plaats in de productieruimte en worden alleen in een gecontroleerde straal binnen specifieke ruimtes verplaatst.” Daardoor is het gemakkelijk te garanderen dat het zichtbare contact permanent gehandhaafd wordt tussen de lamp en de fotodiode. Sterker nog, dataverbindingen via lichtgolven hoeven alleen in stand gehouden te worden als ze echt nodig zijn. Zodra de informatie overgebracht is, wordt het signaal verbroken. De enorme snelheden van dataoverdracht biedt in een industriële omgeving ook minimale doorlooptijden. Dankzij lifi kunnen machines via commando's letterlijk met de snelheid van het licht bestuurd worden. 
Het Instituut van Elektrische en Elektronische Technici (IEEE) heeft al interesse getoond in de technologie. Een gespecialiseerde IEEE werkgroep probeert nu Lifi te standaardiseren. Een Fraunhofer IPMS verwacht dat de hype rond lifi tegen 2022 zal resulteren in echte producten en toepassingen. “In vijf jaar tijd gebruiken industriële sectoren en consumenten netwerken die verbonden zijn via licht,” zegt Noack.