Wi-Fi se stalo nezbytnou součástí našich životů a je to věc číslo jedna, bez které lidé nemohou žít. Dotýká se prakticky celé lidské společnosti – od domácího prostředí a podnikání až po základní služby, jako např. ICT nebo doprava. Většina z nás zná koncept Wi-Fi, jako nejlepší způsob bezdrátové komunikace. Ale slyšeli jste o Li-Fi?
Představte si, že byste se mohli připojit k vysokorychlostnímu internetu pouhým stisknutím vypínače. Li-Fi je bezdrátová optická síťová technologie, která k přenosu dat využívá LED diody. Li-Fi je v podstatě světelná Wi-Fi, která k přenosu informací využívá světlo, ne rádiové vlny. Tento přístup poskytuje výhody, jako je schopnost pracovat v oblastech ohrožených elektromagnetickým rušením, např. prostory nemocnic a kabiny letadel a schopnost pracovat ve větší šířce pásma při poskytování vyšších přenosových rychlostí, která může být až 100krát rychlejší než Wi-Fi.
Wi-Fi a Li-Fi jsou obě bezdrátové metody přenosu dat, mají své podobnosti a rozdíly, pojďme si je v několika následujících řádcích shrnout.
Wi-Fi, Wireless Fidelity, je název bezdrátové síťové technologie, která využívá rádiové vlny k vytváření bezdrátových síťových připojení, poskytování přístupu k internetu nebo přenosu dat. Je velmi populární, protože umožňuje uživatelům přístup k sítím bez nutnosti fyzického drátu mezi zařízením a vysílačem. Když je do antény přiváděn vysokofrekvenční (RF) proud, vzniká elektromagnetické pole, které se šíří jakýmkoli prostorem. Tím se vytvoří přístupový bod, ke kterému se mohou uživatelé připojit a získat přístup. Tyto přístupové body jsou dostupné do vzdálenosti 20 až 50 metrů. Aby se však uživatel mohl k tomuto bodu připojit, bude muset mít nainstalován adaptér bezdrátové sítě.
Wi-Fi funguje v rámci rádiového spektra, které je součástí elektromagnetického spektra s frekvencí od 3 Hz do 3 000 GHz. Vlny vysílané v tomto frekvenčním rozsahu, nazývané rádiové vlny, jsou široce používány v telekomunikacích a jsou náchylné k rušení vyskytujícím se na různých frekvencích.
Použití Wi-Fi přináší mnoho výhod. Před vytvořením Wi-Fi se uživatelé museli fyzicky připojit k modemu pomocí ethernetového kabelu, což bylo značně nepohodlné při představě vedení kabelu z jedné strany kanceláře na druhou. Wi-Fi tuto potřebu fyzického připojení eliminovalo. Připojení navázaná prostřednictvím Wi-Fi jsou bezdrátová a uživatelé tak mají přístup prakticky odkudkoli v dosahu 20 až 50 metrů od zdroje, protože rádiové vlny dokážou pronikat stěnami. Implementace přístupu k internetu přes Wi-Fi je snadná, vše co potřebujete, je poskytovatel internetových služeb a Wi-Fi router, který dodává přístupový bod. Je to tak jednoduché, že se to stalo postupem času všudypřítomné a tak v dnešní době najdete Wi-Fi hotspoty téměř všude.
Jsou tu také ale určité nevýhody. Wi-Fi připojení bývají nedostatečně zabezpečená. Jeho nedostatek zabezpečení pochází z jeho širokého dosahu signálu, který umožňuje přístup k síti v širším okolí. To umožňuje ostatním přístup k síti, pokud zůstanou v jejím dosahu. I když je připojení chráněno heslem, mohou se pokusit proniknout do sítě a soukromá data jsou pak zranitelná. Aby tomu bylo možné čelit, většina používá sofistikované techniky využívající různé technologie k ochraně dat. Tyto techniky však mají své vlastní slabiny, které lze využít k získání přístupu. Jejich realizace je nákladná.
Další nevýhodou Wi-Fi připojení je, že signály bývají nespolehlivé. Je to proto, že rádiové frekvence jsou stále vystaveny různým vnějším rušením. Tyto interference mohou způsobit různé problémy s připojením, jako je poskytování slabého signálu, špatný příjem nebo dokonce ztráta připojení. Přidejte k tomu fakt, že Wi-Fi připojení je ze své podstaty pomalejší než kabelové připojení. Bezdrátová připojení mají obvykle rychlosti v rozsahu od 1 do 54 Mbit/s, zatímco kabelová připojení mají rychlosti 100 Mbit/s nebo vyšší.
Standard Wi-Fi je neustále vyvíjen a nové verze s vyšší rychlostí a větším dosahem jsou pravidelně uváděny na trh.
Na druhé straně spektra je Li-Fi, Light Fidelity. Je to technologie, která k přenosu dat využívá technologii Visible Light Communication (VLC) namísto rádiových vln. Zde se při přenosu dat používá polovodičové osvětlení (SSL), jako jsou LED žárovky, které poskytují přístup k internetu nebo bezdrátové síti. To se provádí modulací světla vydávaného světelným zdrojem (vysílačem) a je přijímáno fotodiodou (přijímačem). Signály přijaté z vysílače jsou pak převedeny do použitelných datových forem, které jsou snadno spotřebovány koncovým uživatelem. Na rozdíl od rádiových vln využívá Li-Fi viditelné světlo. To umožňuje této technologii přístup k většímu rozsahu dostupných frekvencí, protože spektrum viditelného světla je 10 000krát větší než celé rádiové spektrum. Spektrum viditelného světla pokrývá frekvence od 430 000 do 770 000 GHz a barvy od ultrafialového po infračervené světlo.
Li-Fi nabízí mnoho různých výhod. Jednou z jeho největších je účinnost. Vzhledem k tomu, že Li-Fi využívá technologii VLC (Komunikace ve viditelném světle), která využívá vysoce účinné LED žárovky, uživatelé se mohou těšit z nižších nákladů, pokud jde o spotřebu energie. Kromě toho vyžadují pouze funkční LED světla, která jsou již k dispozici ve většině domácností a dalších zařízení, což umožňuje další úspory z hlediska nákladů na instalaci.
Další výhodou je, že využití světla umožňuje připojení Li-Fi téměř okamžitě, protože světlo se šíří extrémně vysokou rychlostí. Výsledkem je rychlejší přenos dat a rychlejší připojení k internetu – asi 100krát rychlejší než rychlosti dosažitelné pomocí Wi-Fi. Velmi zjednodušeně řečeno, kolik může být na světě žárovek, tolik může být Li-Fi připojení.
Konečně podstatou viditelného světla je, že nemůže proniknout neprůhlednými stěnami. To znamená, že je světlo v místnosti omezeno v prostoru, ve kterém svítí, čímž je omezeno spojení s prostorem, ve kterém svítí. A to v konečném důsledku brání neoprávněnému přístupu k tomuto připojení a přidává tak další vrstvu zabezpečení sítě. Současně je výhodou pro využití v prostředích, kde je použití Wi-Fi problematické, jako například ve zdravotnických zařízeních nebo letadlech.
Tato technologie má ale také své nevýhody. Tou největší je nedostatečná infrastruktura, jež v měřítku nutném pro implementaci této technologie prakticky neexistuje.
Další nevýhodou je, že světelný zdroj musí být neustále zapnutý, aby byl zajištěn přístup k síti. Tento problém lze vyřešit ztlumením světla dostatečně na úroveň, které lidské oko může vnímat jako vypnuté, byť ve skutečnosti je světlo stále zapnuté.
Li-Fi připojení díky přenosu dat skrze světlo je náchylný k vnějšímu rušení. Fotodiody jsou schopny zachytit světlo z konkurenčních zdrojů světla, jako je sluneční světlo a jiné formy osvětlení, což by mohlo potenciálně vytvářet šum v přijímači a způsobit narušení sítě. Ve většině těchto systémů je tedy na fotodiodových zařízeních instalován optický filtr za účelem filtrování šumu, aby přijímač mohl zachytit pouze signály přicházející z vysílače.
Poslední důležitou nevýhodou je, že uživatelé jsou při používání Li-Fi znehybněni kvůli omezenému dosahu signálu vydávaného žárovkami. Tomu se samozřejmě brání instalací více systémů Li-Fi do velkých prostorů, které vytvoří tolik spojů, kolik je žárovek.
Li-Fi vzniklo jako výzkumný projekt v roce 2011 na Univerzitě v Edinburghu a od té doby se stalo předmětem zájmu mnoha výzkumných institucí a firem. Existuje několik společností, které vyvíjejí a testují Li-Fi technologie.
Ačkoliv Li-Fi nabízí mnoho výhod, stále existují omezení, která brání jeho širokému rozšíření. Navzdory těmto omezením má ale Li-Fi potenciál najít využití v různých oblastech, napři. v prostředích s vysokými bezpečnostními požadavky, jako jsou vládní budovy nebo banky, kde je důležité minimalizovat riziko odposlechu. Dále se Li-Fi může uplatnit v prostorech s vysokou koncentrací zařízení, jako jsou konferenční sály nebo letadla, kde je přetížení Wi-Fi sítě častým problémem.
Co se týče budoucnosti a vývoje Li-Fi, odborníci se shodují, že technologie má potenciál se rozvinout a stát se konkurenceschopnou alternativou k Wi-Fi. Ne jako náhrada, ale spíše jako doplňková technologie, která může nabídnout vysokorychlostní přenos dat v určitých prostředích. Je možné, že v budoucnu se Li-Fi a Wi-Fi budou vzájemně doplňovat a poskytovat uživatelům širší spektrum možností pro bezdrátovou konektivitu.
Například v roce 2021 oznámila společnost Signify, dříve známá jako divize Philips Lighting, úspěšné pilotní projekty s využitím Li-Fi v komerčních budovách, nemocnicích a továrnách. Tyto projekty ukázaly, že Li-Fi může být efektivním řešením pro vysokorychlostní a bezpečnou komunikaci v prostředích s vysokými požadavky na datovou bezpečnost.
Dalším faktorem, který by mohl ovlivnit budoucnost Li-Fi, je standardizace. Standardizace je důležitá pro zajištění kompatibility mezi různými zařízeními a poskytnutí společného rámce pro implementaci technologie. V současné době existují standardizační iniciativy, které se zabývají Li-Fi, jako například IEEE 802.15.7m, který se snaží stanovit společné protokoly a normy pro Li-Fi zařízení.
S pokračujícím výzkumem, vývojem a standardizací je možné, že Li-Fi se v budoucnosti stane součástí bezdrátové komunikace, poskytující uživatelům další možnost pro vysokorychlostní přenos dat.