Li-Fi tecnologia di trasmissione dati con la luce

Li-Fi tecnologia di trasmissione dati con la luce 1

Un sistema di comunicazione ottico wireless potrebbe ben presto sostituire il Wi-Fi
     Il mondo della comunicazione senza fili sembra essere destinato a fare ricorso ad accorgimenti vecchi di secoli per
poter superare il collo di bottiglia tecnologico che affligge il Wi-Fi e le altre tecnologie di connettività wireless.
     Nonostante si stiano già testando tecnologie alternative, nate per sfruttare al meglio lo spettro della banda radio
oppure per accrescere la velocità di trasmissione dei dati, gli esperti di settore sono consci del fatto che le frequenze
dello spettro elettromagnetico a disposizione non sono infinite e pertanto destinate prima o poi a esaurirsi.
     In questo scenario, tecniche di comunicazione wireless basate su segnali visivi potrebbero prendere il posto di
tecnologie basate sullo scambio informativo via onde o microonde.

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    http://www.fastweb.it/internet/li-fi-la-tecnologia-che-trasmette-dati-con-la-luce/

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La richiesta crescente di banda e velocità
     Al giorno d'oggi si contano miliardi di device senza fili che sfruttano porzioni della banda radio o microonde per
ricevere e inviare dati: ciò fa aumentare a dismisura la richiesta di dati mobili, mettendo sotto pressione le esistenti
tecnologie wireless come Wi-Fi, 4G LTE e la nascente 5G. Si prevede che entro il 2019 nel mondo ci saranno circa 10
miliardi di smartphone o tablet attivi che scambiano 35 quintilioni di byte (un quintilione equivale a 1 seguito da 30
zeri, mentre un gigabyte ha "solo" nove zeri) ogni mese.
     Si tratta di un carico di lavoro che le attuali tecnologie wireless non possono sostenere a causa della congestione nello
spettro delle frequenze radio e alle interferenze elettromagnetiche. Il problema sarà più sentito da chi abita nelle grandi
città, dove molti utenti si troveranno a condividere una banda trasmissiva limitata (sia essa Wi-Fi o cellulare).

Le comunicazioni ottiche
     Per questo motivo alcuni gruppi di ricerca stanno concentrando le loro attenzioni su comunicazioni ottiche wireless
(da non confondere, dunque, con le comunicazioni ottiche via fibra) che, a grandi linee, riprendono i concetti della
comunicazione via segnali di fumo.
     Se gli esperimenti in corso dovessero confermare i primi dati ottenuti, il Li-Fi (temine ottenuto dalla fusione di Light
– luce – e Wi-Fi) potrebbe diventare una seria alternativa al Wi-Fi.
     Lo scambio comunicativo senza fili sfruttando impulsi luminosi non è comunque un'idea totalmente innovativa.

      Ai tempi di Napoleone gran parte dell'Europa era coperta da una rete di telegrafi ottici chiamati semafori (da non
confondersi con le luci semaforiche che si trovano negli incroci stradali di oggi), mentre Graham Bell riteneva che la sua
più grande invenzione fosse il fotofono, una sorta di telefono nel quale le onde sonore erano trasformate in onde
elettromagnetiche dello spettro visibile o infrarosso invece che in impulsi elettrici come la sua più nota controparte.

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Come funziona il Li-Fi
    Il flusso dati in arrivo dalla Rete o da una LAN è codificato e modulato da un software che li traduce in impulsi
luminosi ad alta frequenza. A svolgere le veci dell'antenna Wi-Fi emittente troviamo una lampada a LED capace di
emettere migliaia di impulsi luminosi al secondo e garantire, così, la trasmissione dei dati.
    All'altro capo della comunicazione senza fili troviamo un ricettore di impulsi luminosi (un sensore ottico come ad
esempio una telecamera), capace di rilevare e decodificare i segnali trasmessi dal LED, inviandoli poi ad un software che
si occuperà di processarli e convertirli infine in segnali elettrici che possono essere letti da un qualsiasi computer o
dispositivo mobile.

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La velocità di trasmissione del Li-Fi
     A differenza dello spettro radio o microonde, lo spettro del visibile ha una larga – sebbene ancora non regolamentata –
capacità per le comunicazioni senza fili. Negli esperimenti condotti sinora, gli scienziati hanno raggiunto una velocità di
trasmissione dati di 3,5 gigabit al secondo (poco meno di 0,9 gigabyte) modulando adeguatamente la luce emessa da un LED
di colore blu. Sfruttando LED a luce bianca, la velocità di trasferimento è ridotta a 1,7 gigabit al secondo. Se confermati su
ampia scala, questi risultati farebbero diventare il Li-Fi l'erede più promettente del Wi-Fi.

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La prova in Estonia
     Un sistema Li-Fi è stato testato con successo a Tallin (capitale dell'Estonia), all'interno di un ambiente
produttivo/industriale. A partire dalla prima metà del 2015 Velmenni, startup estone attiva nel settore dell'hi-tech, ha utilizzato
un impianto Li-Fi per connettere a Internet computer, smartphone e altri dispositivi di rete.
     E i risultati, stando a quanto dichiarato dal CEO di Velmenni Deepak Solanki, sono molto incoraggianti: la rete Li-Fi
estone ha raggiunto una velocità di connessione di 224 gigabit al secondo (28 gigabyte al secondo), circa 100 volte più veloce
della migliore tecnologia Wi-Fi oggi disponibile sul mercato.
Tanto per dare una misura della velocità, con una connessione del genere sarebbe possibile trasferire 18 film (o file) da 1,5
gigabyte ognuno in appena un secondo.
     Per raggiungere questo risultato, la startup estone ha utilizzato delle speciali lampadine in grado di "flashare" con una
frequenza variabile tra i 400 e gli 800 terahertz. In questo modo l'occhio umano non percepisce l'interruzione del flusso di

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luce, mentre i ricettori della rete Li-Fi, molto più sensibili, sono in grado di captare le variazioni luminose e decifrare i dati in
entrata.

La rete in una stanza
    A differenza di quanto accade con il segnale delle reti Wi-Fi, una rete ottica senza fili sarebbe completamente
schermata da un qualsiasi ostacolo opaco alla luce (ad esempio dai muri di una stanza o dalle tapparelle di una finestra).
Questo dà la possibilità di sigillare la rete così facilmente da permettere di realizzare in maniera estremamente semplice
LAN sicure e inaccessibili a chiunque non sia in grado di vedere direttamente gli impulsi luminosi utilizzati per la
trasmissione dei dati.

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I vantaggi del Li-Fi
     La telecomunicazione ottica senza fili garantisce altri vantaggi rispetto al Wi-Fi. Prima di tutto, una rete Li-Fi non
richiede nessun nuovo impianto né l'installazione di antenne o ripetitori: si possono sfruttare reti di illuminazione LED
già esistenti (le luci di casa, ad esempio, o l'impianto di illuminazione pubblica in strada) accoppiate con normali
telecamere (ad esempio le webcam dei nostri PC o le telecamere dei nostri cellulari).
     Le varie fonti luminose – solitamente composte da più di un LED – potrebbero comunicare contemporaneamente con
più dispositivi, inviando segnali differenti a ognuno di essi: in questo modo lo spettro delle frequenze potrebbe essere
utilizzato in maniera più efficiente e senza che si creino le interferenze tipiche delle altre onde elettromagnetiche.
     L'adozione su larga scala della tecnologia Li-Fi, inoltre, potrebbe dare un ulteriore impulso all'Internet delle cose.
Gli elettrodomestici intelligenti (smart) presenti nelle nostre case potrebbero sfruttare le telecomunicazioni ottiche
wireless anziché il Wi-Fi per comunicare tra di loro, rendendo il tutto più semplice, più sicuro e senza rischiare la
saturazione della capacità di trasmissione del Wi-Fi.

Il futuro dell'Internet of things passa dalla luce
     Secondo molti analisti di mercato, il Li-Fi rappresenta l'unica opzione percorribile per permettere all'Internet delle
cose e al settore dei Big Data di continuare a crescere. Le attuali tecnologie di comunicazione senza fili, infatti, non
riuscirebbero a supportare a lungo la richiesta di banda necessaria al trasferimento dei dati delle decine di milioni (miliardi,
in previsione) di oggetti smart connessi alla Rete.
     A far pendere l'ago della bilancia verso il Li-Fi piuttosto che verso altre tecnologie concorrenti non è soltanto la
velocità di connessione o l'ampiezza della banda di comunicazione che questa tecnologia garantisce.

Il vero punto di forza del Li-Fi sta nella facilità con cui questa tecnologia potrebbe essere applicata nella vita reale.

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Realizzare una rete di comunicazione basata sulle lampadine LED non richiederebbe, infatti, grossi investimenti di
partenza. Per creare dei trasmettitori Li-Fi basterebbe aggiungere un piccolo microchip alle lampadine LED già in uso in
tutto il mondo. Tenendo conto che, ad oggi, globalmente sono installate circa 14 miliardi di lampadine, si comprendono
immediatamente i grandi vantaggi pratici che una tecnologia basata sul Li-Fi potrebbe portare al mondo dell'IoT.

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In questo modo si potrebbe costruire una rete di telecomunicazioni senza fili capillare e, soprattutto, poco costosa. La
copertura del segnale sarebbe ubiqua o quasi: la rete Li-Fi potrebbe essere presente sotto le pensiline degli autobus, nelle
stazioni ferroviarie, dentro i vagoni della metro, in strada grazie ai lampioni della pubblica illuminazione e, ovviamente,
in casa.

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    Li-Fi 2 è un termine introdotto per la prima volta da Harald Haas in occasione di un discorso al TED Global
    nel 2011 riferendosi al corrispondente ottico del Wi-Fi.
    La particolarità del Li-Fi sta nel fatto che le frequenze occupate per le comunicazioni appartengono allo
    spettro della luce visibile, il che ha una serie di interessanti conseguenze nel confronto con le trasmissioni
    radio.
     Viene a mancare il conflitto con ogni trasmissione radio, in termini di interferenza dovuta all'occupazione
      dello stesso spettro
     L'assenza di interferenza radio rende promettente l'uso in ospedali e aerei, dove le interferenze pongono
      problemi di sicurezza
     Il segnale è limitato alla portata ottica, il che riduce i problemi di sicurezza causati dalle intercettazioni
     È possibile creare grandi trasmettitori con efficienza energetica molto maggiore delle stazioni radio

    Lo stesso Haas in occasione della presentazione al TED ha dato dimostrazione di come modulando le
    frequenze a cui operano i distinti LED di una normale lampadina potesse essere possibile trasmettere
    addirittura un video in alta definizione. Una simile dimostrazione ebbe luogo anche al CES 2012 di Las
    Vegas dove vennero invece utilizzati due telefoni cellulari che comunicavano utilizzando il Li-Fi a distanza
    di dieci metri.
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    https://it.wikipedia.org/wiki/Li-Fi

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