Tecnología Li-Fi 2019

El mundo actual está caracterizado por la interconexión de redes. Para las nuevas generaciones es imposible imaginarse una vida sin conexión a Internet y sin la posibilidad de comunicarse a través de su Smartphone o Laptop. Actualmente existen una gran cantidad de dispositivos que utilizan el espectro radioeléctrico para comunicarse. Su número sigue aumentando exponencialmente al igual que los requerimientos en cuanto a velocidad de transmisión de datos y seguridad.

Las comunicaciones están enfrentando una gran crisis debido a la congestión del espectro radioeléctrico y es por eso que ya se buscan soluciones para lograr obtener mayores velocidades utilizando zonas del espectro hasta ahora subutilizadas. En este sentido ya se están comenzando a desplegar las redes móviles 5G en varios países que provee una mejora sustancial en las redes inalámbricas hasta ahora utilizadas. Por otra parte, el Li-Fi se perfila como el futuro en las comunicaciones de corto alcance y proporciona una forma alternativa de comunicación que puede complementar al Wi-Fi para interconectar nuestros dispositivos inalámbricos. Mediante esta novedosa tecnología es posible dar solución a la alta demanda de conectividad que existe actualmente y que las tecnologías inalámbricas de radio frecuencia que disponemos hoy día no son capaces de suplir.

¿Qué es la tecnología Li-Fi?

El término Li-Fi fue acuñado por el profesor Harald Haas en una Conferencia TED en el año 2011, donde daba a conocer la tecnología y demostraba su uso mediante la transmisión de datos a través de la luz. Li-Fi es un acrónimo del inglés Light Fidelity y es una categoría de las Comunicaciones Ópticas Inalámbricas, que comprende el espectro de luz visible, infrarroja y ultravioleta. Sin embargo lo que distingue al Li-Fi es que utiliza la misma luz que empleamos para iluminarnos para transmitir datos a alta velocidad.

Esta tecnología brinda una solución a la congestión del espectro que se padece en las comunicaciones actuales. Se prevé que para el año 2020 cerca de 20 billones de dispositivos IoT, IoT por sus siglas en inglés, estén conectados a Internet. Li-Fi utiliza el espectro de luz visible el cual utiliza frecuencias miles de veces mayores que las frecuencias de radio utilizadas hasta ahora y no interfiere con las mismas. De esta forma se obtienen altas velocidades de transmisión y gran ancho de banda.

¿Cómo funciona la tecnología Li-Fi?

Esta tecnología funciona mediante la modulación de la intensidad de la luz que emite una bombilla LED. Cuando la bombilla está encendida se transmite un “1” digital y cuando está apagada se transmite un “0” digital. Luego la señal es recibida mediante un detector fotosensible, como un fotodiodo o un fototransistor y  demodulada para obtener una señal eléctrica. Debido a la alta respuesta transitoria que poseen las luces LED es posible encender y apagar los mismos a frecuencias tan elevadas que son invisibles para el ojo humano y por tanto la bombilla siempre parecería encendida.

Li-Fi puede utilizarse en cualquier tipo de entornos, tanto Indoors como Outdoors y además es posible disminuir la intensidad de la luz de la lámpara LED hasta un 10% de su valor máximo sin afectar su funcionamiento, de esta forma la bombilla parecería apagada. A pesar de que la luz puede ser obstruida por un objeto ocasionando la interrupción de la comunicación, no es estrictamente necesario tener una línea de visión directa entre el transmisor y el receptor. La tecnología funciona teniendo en cuenta la luz que incide indirectamente sobre el receptor luego de reflejarse en algún objeto, pared, etc.

La tecnología brinda un sistema de comunicación inalámbrico totalmente dedicado a las redes actuales y provee conexiones hasta 100 veces más rápidas que el Wi-Fi. Las tasas de transmisión pueden alcanzar velocidades mayores a 10Gbps según la técnica de modulación utilizada y la tecnología aún sigue bajo investigación. En el año 2015, un grupo de investigadores de la Universidad de Oxford lograron alcanzar una velocidad de transmisión de datos de 224Gbps. En cuanto a seguridad, Li-Fi es mucho más robusta que Wi-Fi y otros sistemas de comunicación de radio frecuencia. Esto se debe a que el radio de cobertura está limitado al área de iluminación. La señal Li-Fi no puede atravesar paredes a diferencia del Wi-Fi por lo que no puede ser interceptada.

Ventajas y desventajas del Li-Fi

Entre las ventajas del Li-Fi se pueden citar:

  • Alta velocidad de transmisión de datos.
  • Alta seguridad. La luz, al no poder atravesar los muros, no se intercepta por personas no autorizadas.
  • Libre de riesgos para la salud. Las ondas luminosas son inofensivas para el cuerpo humano.
  • No interfiere ni es interferida por otros medios de transmisión de radio frecuencia por lo que puede coexistir con otra tecnologías de transmisión de datos.
  • No requiere de antenas ni circuitos receptores complejos lo que abarata los costos.
  • Permite establecer conexiones en el agua, en aviones y en otros entornos donde no es posible con sistemas de transmisión que utilizan las ondas de radio.
  • Proporciona soluciones con alta eficiencia energética.

Entre las limitantes de esta tecnología tenemos que:

  • Es requerida una línea de visión, directa o indirecta, entre el transmisor y el receptor por lo que la comunicación puede interrumpirse fácilmente.
  • El alcance de la comunicación está limitado a 10 metros.
  • Es necesario que el dispositivo sea compatible con Li-Fi.

Li-Fi vs Wi-Fi

Sin duda alguna Wi-Fi es la tecnología de comunicación inalámbrica más popular en la actualidad. A medida que el mundo se dirige hacia el Internet de las cosas, el aumento de dispositivos que utilizan las redes Wi-Fi para acceder a Internet aumenta exponencialmente. Esta alta demanda de conectividad ocasiona lo que es conocido como “Spectrum Crunch” o congestión del espectro en español. Típicamente cuando existe una mayor cantidad de usuarios que necesitan conectarse a una misma red se añaden nuevos routers Wi-Fi para suplir la demanda, no obstante al incorporar demasiados de estos dispositivos interfieren entre ellos y degradan la calidad del servicio. Debido a que Li-Fi utiliza las frecuencias de las ondas de luz, no interfiere con otras redes que utilizan las frecuencias de radio. Además el espectro de luz visible es 1000 veces más amplio que todo el espectro de frecuencias de radio por lo que existe una amplia disponibilidad para dar conectividad a todos esos dispositivos que necesitan competir por el ancho de banda limitado que existe actualmente en las redes Wi-Fi.

Li-Fi no produce interferencia electromagnética (EMI por sus siglas en inglés) a diferencia del Wi-Fi. De esta forma es posible proveer de conectividad, sin que se cree interferencia en la instrumentación utilizada, en aviones, hospitales y entornos de operaciones potencialmente peligrosas como plantas nucleares y de perforación de petróleo o gas.

Como ya se mencionó anteriormente, Li-Fi provee velocidades muy superiores al Wi-Fi. Incluso con la aparición del estándar 802.11ac del Wi-Fi, que permite lograr velocidades de hasta 7Gbps, Li-Fi ha logrado obtener tasas de transmisión en un solo LED de 11Gbps. Esto demuestra el gran potencial que tiene esta tecnología todavía en desarrollo.

No obstante Wi-Fi no será substituido por Li-Fi. A pesar de las grandes ventajas que posee, la limitante de que la luz no puede atravesar muros y es necesario que haya una línea de visión entre el dispositivo y el transmisor limita su utilización. Por tanto esta tecnología está llamada a complementar al Wi-Fi y otros sistemas de trasmisión de datos con el fin de proveer de conectividad al número creciente de dispositivos que necesitan establecer una conexión inalámbrica a Internet.

 Actualidad y futuro de la tecnología Li-Fi

Desde el año 2011, cuando se dio a conocer Li-Fi, se han realizado varias investigaciones con el fin de hacer posible su utilización en la sociedad. Actualmente varias instituciones y fabricantes trabajan en pos de incorporar la transmisión de datos inalámbrica utilizando la luz visible a los sistemas de comunicaciones actuales.

El Profesor Harald Haas, creador del Li-Fi, co-fundó la compañía pureLiFi, la cual lidera el desarrollo de la tecnología y lanzó en el año 2013 el primer sistema Li-Fi comercializable, el Li-1st. A partir de entonces la tecnología ha evolucionado y solucionado varias de sus limitantes.  Se han creado varios productos y soluciones que incorporar la tecnología Li-Fi para establecer la conexión a Internet.

Por otra parte, la filial de iluminación de la firma Phillips, Phillips Lighting, también se ha incorporado al desarrollo de esta tecnología y ya ha equipado sus bombillas LED Coreline con un módem que modula la luz a velocidades imperceptibles para el ojo humano. La información es recibida por un dispositivo Li-Fi el cual devuelve la comunicación mediante un enlace infrarrojo. Las bombillas deben estar conectadas a una red Ethernet estándar.

Recientemente, la compañía pureLiFi desarrolló un dispositivo USB mediante el cual es posible otorgar conectividad Li-Fi a cualquier dispositivo como una computadora, laptop, tablet, etc. Además ha anunciado la creación de los primeros componentes Gigabit LiFi que hace posible incorporar la tecnología en cualquier dispositivo móvil. Respecto a esto, en el MWC Barcelona 2019, la compañía presentó una Laptop HP con conectividad Gbps LiFi, dando el primer paso para comenzar a introducir esta novedosa tecnología en los dispositivos móviles de próxima generación.