jueves, 27 de octubre de 2016

Funcionamiento y ventajas técnicas del LIFI

Hace apenas unas semanas tuvimos la oportunidad de conversar con el profesor Enrique Navarro. En nuestro encuentro Navarro planteó la posibilidad de que en un futuro la implantación técnica de las telecomunicaciones inalámbrica experimentase un giro trasladando, al menos parte de su uso, a las frecuencias ópticas del espectro electromagnético -con la consiguiente reducción de la capacidad de penetración de ese tipo de ondas en los tejidos e, por consiguiente (hipotéticamente), con una reducción de los riesgos para la salud, dada la menor capacidad de penetración en los tejidos de las frecuencias más altas (las ópticas). Recuperamos las dos preguntas de la entrevista en las que surgió esta cuestión:

Los nuevos aparatos vienen dotados de una mayor sensibilidad que les permiten funcionar con un menor nivel de emisión ¿Es técnicamente posible el despliegue de las redes de telecomunicaciones con unos niveles de emisiones de radiofrecuencias compatibles con la salud, al estilo de lo que sucede en la ciudad de Salzburgo (0’1mw/cm2 – 900 Ghz GSM, según recomienda informes como el Bioinitiative? / Hasta el momento, la industria de las telecomunicaciones han optado por restar valor a los riesgos y han apostado por ofrecer la mayor conectividad y servicios. ¿Ve posible que se produzca un cambio de mentalidad en la industria con el que se enfocase el desarrollo tecnológico hacia una minimización de los niveles de radiación electromagnética?
Sí, sí. Si nosotros tenemos en cuenta que la radiación penetra en los tejidos dependiendo de la frecuencia, podemos subir en frecuencia, trasladando los sistemas a frecuencias más altas para que la penetración en los tejidos sea mínima. Esto nos llevaría a las frecuencias ópticas. Algo que posiblemente podría resolver ese problema es utilizar luz. Hay una tecnología que se llama LIFI. Posiblemente se podrían desarrollar enlaces de microondas muy directivos a frecuencias elevadas para trasladar información por el aire y luego a nivel local repetir estas señales con señal de luz. De esa manera podríamos resolver este problema desde un punto de vista tecnológico, además de que la transmisión de datos sería mucho más rápida.

¿El LIFI tiene aplicación para voz, en telefonía?
Si hay para datos, hay para voz, hay para todo, seguro. Es modificar un poco la tecnología. Pero lo que sería el soporte físico de la transmisión sería viable. Lo que resolvería esta situación sería la combinación de tecnologías inalámbricas a frecuencias muy elevadas con antenas muy muy directivas en combinación con sistemas ópticos, con luz LIFI, para transmisión inalámbrica y cableados en edificios o largas distancias con fibra óptica.

A continuación os dejamos algunos materiales sobre el LIFI de uno de los equipos técnicos de investigación europeos que están trabajando sobre este asunto. Nada podemos añadir aquí aún sobre investigación de sus efectos para la salud. Tengo estos materiales guardados más de un año a espera de haber encontrado alguna información concreta sobre la relación del LIFI con la salud. Me decido a publicarlos ahora (sin intención alguna de hacerle publicidad a la industria de un nuevo producto inalámbrico no testado) dado lo dicho en nuestro encuentro por el profesor Navarro, pero a la espera de encontrar esos materiales que nos indiquen si son realmente tantas las ventajas y, de serlo, cuáles pueden ser los riesgos concretos del uso de esta nueva tecnología.

Ponencia del Profesor Harald Haas es miembro del Li-Fi center de la Universidad de Edinburgo, centro que es su cuya web afirma que dirige investigación lider internacional en colaboración con y en nombre de la industria. El sistema Li-Fi utiliza la luz normal que emiten los diodos LED para transmitir señales electrónicas de datos, las cuales harán posible que los usuarios accedan a internet a través de la luz eléctrica de los sistemas cotidianos.

Este nuevo sistema de acceso se publicita ya como un invento revolucionario que tiene el potencial de ofrecer una acceso inalámbrico barato, seguro, eficiente y "más sano". Sin embargo, todavía no hay datos de investigación de los posibles efectos para la salud de este tipo de sistemas. Habrá que esperar.

En esta charla se nos muestra cual es el funcionamiento y cuales pueden ser las ventajas técnicas de este tipo de sistema de conexión a internet. Especialmente interesante es la hipótesis paralela avanzada en el minuto 44:50 que explica cómo el equipo de investigación del ponente piensa que es posible que este tipo de acceso pueda ser realizado también a través de paneles solares.



El profesor Haas define su proyecto de investigación por medio de la siguiente descripción técnica:
La llegada de los primeros teléfonos móviles en la década de 1980 marcó el inicio de las comunicaciones móviles con fines comerciales. Ahora, treinta años más tarde, la conectividad inalámbrica se ha convertido en una parte fundamental de nuestra vida cotidiana y está siendo considerado cada vez más como un bien esencial como la electricidad, el gas y el agua. Este éxito sin precedentes significa que estamos hoy frente a la inminente escasez de radiofrecuencia (RF) del espectro: Se prevé que la cantidad de datos enviados a través de redes inalámbricas se incrementará por un factor de 10 en los próximos cinco años. Por otra parte, los datos de Qualcomm demuestra que la eficiencia del espectro (número de bits transmitidos por el ancho de banda Hertz) está saturando. Por lo tanto, la Comisión Federal de Comunicaciones de Estados Unidos ha advertido de que una "crisis de espectro" se avecina.El trabajo propuesto en este EPSRC Fellowship está dirigido a proporcionar nuevas soluciones radicales a este reto fundamental y de largo alcance. Un pilar fundamental de la propuesta de trabajo es la ampliación del espectro de radiofrecuencia para incluir el infrarrojo, así como el espectro de luz visible. Los recientes avances en el diodo (LED) de tecnología dispositivo emisor de luz que ahora parece que dejar que la visión de utilizar la luz para las comunicaciones inalámbricas de alta velocidad se convierten en una realidad.Comparando el LI-FI con las radiofrecuencias 
El uso de la luz tiene muchas ventajas claves en comparación con RF. El espectro disponible es enorme, el espectro de la luz visible es 
1) 10.000 veces más grande que el espectro de RF
2) libre, ya que no está sujeto a las regulaciones gubernamentales
3) más seguro que el espectro de frecuencia de radio de las señales que pueden ser interceptados fuera de una premisa; 
4) se puede lograr tres órdenes de magnitud mayor densidad de datos por unidad de área.  

Comparado con el espectro infrarrojo
En comparación con el espectro infrarrojo, el espectro de luz visible tiene ventajas adicionales. 
1) no se limita su potencia debido a las preocupaciones de seguridad ocular.  
2) se puede servir a dos propósitos al mismo tiempo: la iluminación y la transmisión de datos a alta velocidad, lo que resulta en una mejor utilización de la energía. Sin embargo 
3) mientras que varios cientos de megabits por segundo (Mbps) se han demostrado para un solo vínculo mediante un LED blanco off-the-shelf, 1 gigabit por segundo (Gbps) y la cobertura de la sala es todavía una cuestión abierta. Además, 
4)hay poca investigación para sistemas OWC red multi-usuario.  
5) los efectos de la atenuación en las velocidades de datos alcanzables no se conocen bien. Además, 6) existen entornos y escenarios en los que es difícil o no es posible el uso de la luz como cuando hay una fuerte obstrucción entre los transmisores y receptores, o cuando los terminales se mueven con velocidades altas. En esas situaciones, todavía será más apropiado utilizar el espectro de RF.  

En resumen, hay grandes mejoras potenciales de rendimiento global cuando los sistemas inalámbricos pueden elegir su medio de transmisión de forma autónoma y en una dinámica, así como la manera de auto-organización.Un segundo pilar esencial de la investigación propuesta es superar la saturación de la eficiencia del espectro de RF de los sistemas celulares actuales, mientras que al mismo tiempo reducir el consumo de energía. Una clave para resolver este problema es afrontar con éxito la interferencia en las redes inalámbricas que se produce cuando hay varios enlaces de comunicación en estrecha proximidad uso (o la reutilización) el mismo ancho de banda o frecuencia. En la reutilización de frecuencias por un lado es beneficioso ya que los recursos de transmisión más a menudo se utilizan por unidad de superficie, mayor es la eficiencia del espectro. Por otro lado, intensivos resultados de reutilización de frecuencias en los problemas de interferencia antes mencionados. Radicalmente nuevos enfoques serán seguidos que incluyen la interferencia ya en el diseño de una nueva interfaz aérea inalámbrica. En el pasado, interfaces aéreas inalámbricas se optimizaron para los enlaces de transmisión individuales y degradaciones de rendimiento debido a interferencias en una implementación del sistema fueron reparados posteriormente, pero las soluciones existentes o son impracticables o sub-óptimo. Vamos a investigar una nueva interfaz aérea que se basa en las recientes manifestaciones exitosas de e investigaciones en todo el mundo en el concepto de modulación espacial que fue propuesto originalmente por el solicitante.

Esta es otra intervención del Profesor Haas, más corta y con diapositivas estadísticas de la información.



 
Este bloguero nos ofrece una valoración propia en castellano de este nuevo sistema  y avanza algunas dificultades.

2 comentarios:

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