Включил люстру — вышел в Сеть: как работает лампочка, раздающая интернет с помощью света
Наши вещи умнеют: кофемашины научились «разговаривать», песню на колонке можно запустить голосовой командой, а шторы сами задергиваются при включении света. Осталось только скрестить люстру с роутером. Хотя и это уже сделали. Технология «раздачи» интернета от лампочки называется Li-Fi. «Алиса, включи песню группы Hi-Fi про седьмой лепесток», — а когда она доиграет, мы уже будем знать, как с помощью света раздать Wi-Fi.
Висит груша, с интернетом дружит
Лампа, раздающая интернет, выглядит как обычная, но есть в ней дополнительный элемент — крошечная пластиковая коробочка с роутером. Она располагается между цоколем и стеклом, а может торчать снаружи лампочки, если светильник сложной формы.
Интернет с сервера провайдера попадает в роутер лампочки, как и в обычный Wi-Fi-прибор: через кабель. Данные по нему перемещаются в виде электрического тока, напряжение которого меняется в зависимости от передаваемой информации. В обычном роутере электрический ток преобразуется и попадает на антенну, где превращается в радиоволны. Они и разлетаются по всей вашей квартире, даря доступ в интернет.
Вместо антенны в роутере Li-Fi-лампочки установлен светодиод. Попадая на него, электрический ток преобразуется в видимый, ультрафиолетовый и инфракрасный свет. По физической природе это то же самое, что радиоволна, — электромагнитное колебание, но с меньшей длиной волны. Колебания с такими характеристиками воспринимается людьми как поток частиц — фотонов.
Интенсивность света (энергия фотонов) меняется вместе с напряжением, характеризующим сигнал. В результате лампочка мерцает, испуская частицы света, и гаджеты ловят их так же, как радиоволны от обычного роутера. Интенсивность света скачет настолько быстро, что человеческое зрение не успевает это отследить, и освещение кажется нам стабильным.
По мировым стандартам частота мерцания видимого света должна быть больше 200 гигагерц (200 миллиардов мерцаний в секунду). При меньшей частоте «моргание» лампы может негативно влиять на здоровье человека — нарушать внимание, повышать утомляемость. В санитарных нормах и правилах, постановлениях правительства и других нормативно-правовых актах РФ даже введены допустимые коэффициенты пульсации света, которые в большинстве случаев не превышают 20%. Нижнюю границу мерцания для Li-Fi в России пока не ввели.
Ноутбуки и смартфоны подключаются к интернету от лампочки через фотодетектор. Он принимает световой сигнал, с помощью фотоэлемента преобразовывает его в электрический ток и открывает гаджету путь во Всемирную сеть. Детектор света должен быть как можно ближе к лампочке и направлен на нее. Чем дальше прибор от источника света, тем слабее сигнал, если же гаджет «не смотрит» на лампочку, подключение обрывается.
Для обратной связи в гаджете должен быть дисплей с подсветкой или светодиод на корпусе: он будет мерцать, посылая сигнал лампе, а она считает его с помощью своего встроенного фотодетектора, примет за своего и пустит в интернет.
Скорость, покрытие и соседи
Скорость светового интернета в десятки раз выше скорости радиоволнового. Причина в том, что диапазон частот видимого света, на которых работает Li-Fi, намного шире, чем рабочий диапазон радиоволн для технологии Wi-Fi. Во время тестирования скорость передачи данных с помощью светового сигнала достигла десяти гигабит в секунду, а в лабораторных условиях — 224. На такой скорости за секунду можно скачать 18 полнометражных фильмов в качестве Full HD. Для сравнения: средняя скорость обычного Wi-Fi — 300–500 мегабит в секунду.
Есть и минусы. За передачу данных отвечает свет, и пробиться в соседнюю комнату через стены и закрытые двери он не сможет. Также сидеть в интернете не получится, если случайно перекрыть фотодетектор на принимающем сигнал гаджете. Перебои в работе могут быть и в ясный день: солнечные лучи попросту «перекричат» мерцание интернет-лампочки.
Хитрые соседи ни за что не подцепятся к Li-Fi, а злоумышленники не перехватят ваши данные, ведь технология работает только в периметре комнаты, где горит чудо-лампочка. С улицы «украсть интернет» тоже не удастся: стоит лишь закрыть плотные шторы — сигнал только в вашем распоряжении. Если занавески еще и умные, об их своевременном задергивании даже не нужно будет думать.
Где будет «светить» интернет
До момента, когда мы будем выходить в интернет, наведя смартфон на случайный уличный фонарь, пока далеко. Однако испытания интернет-лампочек уже проводят на промышленных предприятиях и в образовательных учреждениях.
Li-Fi перспективен и для самолетов, ведь он не будет создавать радиопомех авиационным приборам. Сейчас интернет на воздушных судах «ловят» бортовым оборудованием от наземных вышек или от спутников. Госучреждениям, банкам и другим организациям, которые шифруют большие массивы данных, световые роутеры помогут сделать работу с информацией более безопасной.
