Heeft WiFi zijn langste tijd gehad bij de thuisnetwerken? Dat zou best wel eens kunnen. De snelheid zit aan zijn grenzen en te veel gegadigden op dezelfde frequenties remmen de prestaties. LiFi, dat met lichtpulsen uitgezonden door snel knipperende LED-lampen werkt, haalt met gemak 1 tot 10 GigaBit per seconde en in theorie is meer dan 200 GBps mogelijk. Inmiddels is het ook al mogelijk om video te streamen via LiFi.

LiFi staat voor Light Fidelity en verscheen voor het eerst in 2011 (Professor Harald Haas op TED) in technische publicaties. Knipperende LED-lampen zenden bilateraal (tweezijdig dataverkeer) lichtpulsen draadloos tussen zenders en ontvangers. De snelheid is hoog, in de praktijk straks 10 tot 200 GBs per seconde, de techniek groen, de bandbreedte vrijwel onbeperkt en vrij van licenties. In de eerste instantie betrof het draadloze communicaties tussen computers, randapparatuur, smartphones, printers en andere elektrische apparaten. En al snel kwamen na internet het thuisnetwerk en het smart home in het vizier.

Visible light communication

Zoals de term VLC (Visual Light Communication) al aangeeft gaat het bij LiFi om het uitwisselen van data met behulp van zichtbaar licht. Neem een halfgeleider LED-lamp en je kunt de optische uitgang door variaties in de stroom op een zeer hoge snelheid moduleren. Daardoor ontstaat een in zichtbaar licht te versturen (fotonen)signaal. De modulatie zelf is niet zichtbaar voor het menselijk oog. De toegepaste golflengtebanden liggen tussen de 400 THz (780 nm) en 800 THz (375 nm). Het lamplicht zelf blijft gewoon te zien als een continue bron.

Zoals gewoonlijk is een LED aan 1 en LED uit 0. Pas multiplexing en highspeed knipperen toe en het systeem haalt met gemak 100 GBps en sneller. Nog even technisch: LiFi gebruikt subcarrier-index orthogonal frequency division multiplexing (SIM-OFDM) bij D-light (Data Licht). Deze techniek verstuurt data in een bitstroom met hoge bitsnelheid. Splits deze hoofdstroom in een groot aantal parallelle bitstromen met lage bitsnelheid en je kunt een bulk aan datastromen kwijt. LiFi schakelt de LEDs met een zeer hoge snelheid in en uit. Voor de veiligheid vindt encryptie plaats om de data te versleutelen. 

In de praktijk maakt LiFi gebruik van een streaming LED-lamp-zender en een fotodetector-ontvanger. Die fotodetector zet de amplitude van het ontvangen binaire lichtsignaal weer om in elektrische signalen voor de aangesloten apparaten. Dit is zowel geschikt voor het versturen van data via internet en een thuisnetwerk als het aansturen van domotica.

Voordelen van LiFi

Ten opzichte van draadloos WiFi heeft LiFi een aantal belangrijke voordelen. Ten eerste geen radiogolven en beperkte bandbreedte in de overvolle ether meer. LiFi gebruikt aanmerkelijk minder energie dan de bestaande zendmasten en is daarom zeker groen. Je kunt LiFi gebruiken zonder andere elektrische (radio)signalen te storen. Encryptie is eenvoudig mogelijk en de veiligheid tegen hacking, diefstal en cybervandalisme relatief hoog. Afluisteren door de muur heen kan niet! Je moet in dezelfde ruimte een ontvanger hebben.

Interessant is de grote lampdichtheid. Overal staan wel lampen. Vervang de traditionele gloeilamp door eentje met LEDs en de basis van een LiFi-netwerk is al gelegd. Dat LiFi niet door muren gaat is geen probleem, als er in elke ruimte maar als bron LED-verlichting aanwezig is. Hetzelfde geldt voor de tuin met LED-lampen. En als laatste is door de grootte bandbreedte LiFi uitermate geschikt voor het streamen van (UHD) video en hi-res audio.

In het smart home

Het slimme huis raakt overvol met audiovisuele datastromen en domoticasignalen. En als de buurman op dezelfde draadloze WiFi-frequenties zit, lopen de netwerkprestaties behoorlijk terug.

Een van de pioniers bij LiFi in het smarthome en domotica is PureLiFi. Hun netwerktechnologie LiFlame is inmiddels marktrijp en haalt thuis of op kantoor snelheden die WiFi flink achter zich laten. Ook zijn er zogenaamde LiFi Access Points (APs) die het netwerk in ruimte toegankelijk maken. Een andere fabrikant die aan de LiFi-weg timmert is OLEDCOMM. Dit bedrijf richt zich vooral of transferzones, winkelcentra, evenementen, mobiliteit in kantoren, magazijnen, straatverlichting en risicovolle bedrijfs/productie-omstandigheden. En zelfs de Chinese postorder biedt al LiFi-producten aan.

De gewone consument kan de eerste algemeen bruikbare producten op een termijn van drie tot vier jaar verwachten. Daarbij zijn de voornaamste toepassingen:

• Energiebeheer

• Entertainment

• Smartcare en E-Health (ook in ziekenhuizen)

• Onderhoud/schoonmaak

• Veiligheid

• Sfeer (verlichting) en hospitality

Verder brengt LiFi via de APs optische mobiliteit voor smartphone, tablets en andere devices maar ook in voer-, vaar- en vliegtuigen.