Li-Fi

Li-Fi Hágase la Luz

Resumen: En el presente artículo se abordara el surgimiento de una nueva técnica de telecomunicación a través de la luz, Li-Fi. ¿Por qué surge?, ¿cuál es la demanda?, ¿cómo y quienes han tenido que ver con su aparición? Se darán a conocer sus ventajas y desventajas, se aborda si está llamada a sustituir o complementar a la Wi-Fi y se concluirá valorando lo positivo de su aplicación en Cuba.

Summary: In this article the emergence of a new telecommunications technology through light Li-Fi is addressed. Arises why? What? how demand and who have had to do with his appearance? They will present their advantages and disadvantages, it addressed if is called to replace or complement the Wi-Fi and completed its application in assessing the positive in Cuba.

Palabras Claves: telecomunicación, ondas electromagnéticas, diodos led.

Muchas han sido las formas que el hombre ha usado para comunicarse en su devenir histórico banderas, antorchas, sonidos, espejos, señales de humo, etc. Hoy la complejidad técnica de las comunicaciones es muy superior, su rápida velocidad de avance hace sentir que nunca se está actualizado en cuanto al tema. La diversidad de formas es amplia y resulta casi imposible conocer todos los dispositivos y todas las aplicaciones que permiten el actual desarrollo de las comunicaciones.

Así como Wi-Fi o Wifi es una abreviación de la marca comercial Wireless Fidelity, que en inglés significa ‘fidelidad sin cables o inalámbrica’. Li-Fi se refiere al término anglosajón Light (luz) y Fi, procede de Fidelity, osea que sería algo así como ‘fidelidad de la luz’.

Partiendo del descubrimiento de la electricidad que da inicio a las telecomunicaciones modernas. En los Laboratorios Bell se inventó el telégrafo y el teléfono, posteriormente gracias a las ondas electromagnéticas surgieron la radio, la televisión, microondas, las comunicaciones vía satélite, entre muchas otras tecnologías de comunicación.

Resulta importantísimo el hecho de poder convertir señales analógicas a digitales. Poder procesarlas en un Computador y trasmitirlas ya sea por: cables coaxiales, pares trenzados, fibras ópticas y por vías inalámbricas como: Wi-Fi, Bluetooth, WiMax, redes Ad-Hoc, comunicación WAP, redes por infrarrojos, enlaces de microondas, 3G, 4G o LTE Advanced. .

La necesidad de banda ancha para la transferencia de archivos cada vez mayores y la popularización de dispositivos electrónicos permanentemente conectados ha obligado a las empresas implicadas a buscar un nuevo planteamiento y es así como en el año 2010 el físico Harald Haas, padre de la Li-Fi, de la Universidad de Edimburgo (Reino Unido) fundó el proyecto D-Light.

Posteriormente en el año 2011 empezó a promover esta tecnología para poder comercializarla. A finales de este año diferentes grupos y compañías de esta industria como: Fraunhofer IPMS (Alemania), IBSENtelecom (Noruega) y Supreme Architecture (USA, Israel) formaron en Li-Fi Consorcio con el fin de dar a conocer y promover esta tecnología; que fue mostrada en el Consumer Electronics Show del año 2012 usando un par de teléfonos inteligentes Casio para intercambiar datos variando la intensidad de la luz de sus pantallas, funcionando con una separación máxima de diez metros.

Basada en una conexión de luz visible ultra paralela, que puede multiplicar los colores de la luz para generar una conexión de alta amplitud a larga distancia permitirá la transmisión de datos a una velocidad de 5 Gb/s (gigabytes por segundo) manejando sólo 5 milivatios de potencia de salida óptica y fotodiodos de alta amplitud en el receptor. Con una sencilla lente que prolongue la distancia, será posible transmitir los datos a una distancia de diez metros a una velocidad de 1.1 Gb/s, que pronto podrá aumentar hasta 15 Gb/s, explica Haas.

Es indispensable un modulador en la parte transmisora que apagará y encenderá el foco de luz muy rápidamente (de forma imperceptible para los humanos), creando así los ceros y unos binarios, y un fotodiodo en la parte de recepción (por ejemplo en el móvil) que recoge los cambios de luz y los pasará otra vez al dominio eléctrico.

Las primeras versiones utilizaban lámparas fluorescentes con las que se alcanzaban velocidades de unos pocos Kbps. Más tarde se empezaron a usar LEDs, bombillas desarrolladas en la Universidad de Strathclyde (Escocia), permiten que los haces de luz se puedan transmitir en paralelo. Transportando un flujo de datos independiente y posibilitando producir millones de cambios por segundo en la intensidad de la luz.

Las bombillas normales duran de 1.000 horas funcionando 3 horas al día. Una LED dura 30.000 horas. Se conocen desde los años 60, son esos pilotos rojos y verdes que hay en todos los aparatos electrónicos. Su funcionamiento se basa en un material semiconductor al cual se aplica una pequeña corriente eléctrica y al pasar por el semiconductor este emite luz, sin producir casi calor y con un color definido. No se han popularizado antes precisamente por el color. Los diodos rojos y verdes eran muy fáciles y baratos de producir, pero los azules no. Todo cambió en 1993 cuando el investigador Shuji Nakamura descubrió un proceso más barato de fabricación con dos compuestos: Nitruro de Galio y Nitruro de Indio, que son los que se utilizan en la actualidad. Para conseguir luz blanca hay que mezclar en partes iguales luz roja, verde y azul.

Haas señaló entonces que en poco tiempo sería posible incrementar la velocidad hasta 500 Mbps (supuestamente el que se consideraba límite físico de esta tecnología). Posteriormente el Fraunhofer Institute de Berlín mostró sus avances y señalaron que podrían llegar a 800 Mbps. Y las investigaciones continúan con propuestas que quieren llegar a los 15 Gbps (1,88 GBps) a medida que vayan optimizando el funcionamiento tanto de la parte emisora como de la receptora.

Funcionan de la siguiente forma:

1. El flujo de información a través de estos emisores de luz se da cuando se apagan o se encienden creando 1s y 0s lógicos, puesto que esta actividad la realizan a una velocidad que no es perceptible al ojo humano, no sería una molestia.
2. Los 1s y 0s lógicos serían recibidos mediante un sensor de intensidad de luz que puede ser manipulado para enviar datos dependiendo del pequeño cambio de amplitud, estos sensores pueden ser adaptados en los aparatos tecnológicos o que por lo general ya vienen integrados como por ejemplo las cámaras de los celulares y las webcam de las computadoras portátiles.

Características que la distinguen como una técnica superior:

• La capacidad de utilizar luz blanca, hace su espectro 10000 veces más amplio que el Wi-Fi normal por lo cuenta con una gran densidad de datos, puesto que la luz puede ser contenida en un espacio cerrado a diferencia de la tecnología con radio frecuencia.
• Su eficiencia por el uso de diodos LED más económico que el generar ondas de radio frecuencia.
• La velocidad es excelente, ya que los datos pueden ser transmitidos en paralelo.
• Hasta ahora no se conoce ningún daño a la salud provocado por la exposición de las personas a la luz, no estando tan seguros en el caso de las ondas electromagnéticas.
• En los quirófanos y algunos hospitales está prohibido el Wi-Fi puesto que interfiere con algunos instrumentos médicos, Li-Fi al no interferir con ningún aparato electrónico se podrían realizar cirugías con la ayuda de robótica.
• Accesible para personas en cualquier parte del mundo en donde exista emisión de luz LED, también puede ser muy útil en aeropuertos, hospitales, aviones, escuelas.
• Puede trabajar bajo el agua como por ejemplo en submarinos, lo cual con la señal Wi-Fi se pierde totalmente.
  Su cobertura de conexión logra expandirse hasta 14 kilómetros y es inquebrantable.
• También beneficiaría a los videojuegos que al conectarse con Li-Fi desarrollarían gráficos y velocidades inigualables.
• La luz, al no atravesar paredes, es mucho más segura que el Wi-Fi.
• La luz eléctrica no molesta ni interfiere en la comunicación, no provoca interferencias con otros sistemas.
• No satura las bandas de frecuencia empleadas para la transmisión de información via Wi-Fi.

Realmente tiene ventajas marcadas con la Wi-Fi, pero realmente ¿Se pretende sustituir una por otra?
Para nada, Arturo Campos (Director General de Sisoft de México), comentó que el sistema no pretende sustituir al Wi-Fi, alcontrario, viene a complementarlo para que la señal pueda triplicar su velocidad y se expanda. Se garantizará Internet en los lugares apartados donde no exista antena Wi-Fi.

Además no todo es óptimo, existen desventajas:

• No funciona bajo la luz solar directa.
• No atraviesa tabiques o paredes.
• No funciona con la luz apagada.
• Solo funciona con aquellos dispositivos (tablets, móviles, etc) que tengan un receptor para tal tecnología, es decir, que cuenten con un receptor capaz de descodificar la señal luminosa.
• Está limitada por las instalaciones actuales de LED y por el uso de LED como transmisor y detector al mismo tiempo.

Varias empresas trabajan en el empeño de llevar a la práctica la Li-Fi:

• PureLifi, la empresa creada por Haas y su equipo, está ofreciendo una aplicación para un acceso inalámbrico seguro.
• La compañía francesa de tecnología Oledcomm también está trabajando con LiFi y está instalando su propio sistema en hospitales.
• Samsung, LG y otros fabricantes de dispositivos electrónicos están interesados en fabricar teléfonos inteligentes con sensores de luz LiFi.
• Científicos de la Universidad de Versalles en Francia, pionera en el desarrollo de esta tecnología, formaron la primera y única compañía en el mundo (OLEDCOMM), capaz de ofrecer soluciones reales a los requerimientos de la industria y personas.
• Hoy, América LiFi, representante exclusivo de Oledcomm, trae a Latinoamérica la tecnología y los productos que permitirán acceder a un futuro de comunicación sin límites.

Sisoft de México visualiza a Li-Fi como un servicio a partir de 2015 en México y en el mundo. Arturo Campos su director, estima que con la llegada de productos con la tecnología Li-Fi, una de las tendencias será Light as a Service (LaaS) como Software as a Service (SaaS), en el cual es un modelo de distribución de software donde una empresa proporciona el mantenimiento, soporte y operación que usará el cliente durante el tiempo que haya contratado el servicio. Sisoft de México comercializará sus audífonos y bocinas SoundLedCom, ambos productos que funcionan con tecnología Li-Fi. La compañía GDPMX ubicada en León, Guanajuato en este mes se convertirá en la primera en América Latina en comercializar a nivel menudeo e industrial lámparas, bocinas, audífonos y cámaras con tecnología li-fi, las cuales tienen la particularidad de transmitir audio y video a través del espectro de luz de lámparas leds.

• El director general de la firma, Jenaro Barba Uribe, comentó que Led Com Comunication es una alternativa rápida y eficiente a comparación de las conexiones del wi-fi o bluetooth, la cual se ofrecerá a las empresas del Clúster Automotriz Guanajuato, a fin de ser utilizado en cuestiones de seguridad como circuitos cerrados de vigilancia o equipos de video y sonido sin requerir de cableado.
• Investigadores chinos del instituto de Física Técnica de Shanghai han conseguido que cuatro ordenadores se conectaran a internet por estas pequeñas bombillas.
• El reto es lograr reducir drásticamente el receptor, de manera que se pueda integrar en smartphones, tablets, portátiles y otro tipo de dispositivos esto pudiera demorar algunos años.
• Visto en un entorno real las ventajas respecto al WiFi están ahí, pero también son varios los obstáculos que todavía les quedan por superar para poder ver la evolución del Li-fi.

Pero como se advierte al principio del artículo, la tecnología avanza tan rápido que los diodos LED podrían tener los días contados. Un grupo de científicos de la Universidad de Tohoku, en Japón, logró un invento que los supera y lo más importantes es que reduce considerablemente el tamaño. Se trata de un nuevo tipo de fuente de luz plana fabricada con nanotubos de carbono, muy eficiente, de bajo costo y con un mínimo consumo de energía, publica la revista Quo de febrero de 2015. Son estructuras muy resistentes y delgadas que conducen la electricidad. Están llamados a ser, junto con el grafeno, el material del futuro, según los expertos. “Nuestro sencillo panel podría obtener una alta eficiencia de luminosidad, de 60 lúmenes por watt, lo que supone un excelente potencial para un dispositivo de iluminación con bajo consumo de energía”, afirma uno de los autores de la investigación, Norihiro Shimoi, publicada en ‘Review of Scientific Instruments’; pero bueno esto puede ser tema para próximos artículos.

Entonces ¿Qué decir?, es un reto muy grande para las telecomunicaciones cubanas que pretenden llevar a cabo la informatización de la sociedad en un entorno tan cambiante, sería inteligente que los especialistas de ETECSA evaluarán este tema para desde nuestra difícil situación como país bloqueado, se invirtieran los recursos de forma muy inteligente y precisa de forma que se dé respuesta a nuestra necesidades de la forma más óptima posible.
Y como soñar no cuesta nada, ¡Qué bueno sería! Llevar Li-Fi a los 600 Joven Club con que cuenta el país o lo que sería lo mismo, llevar la Internet hasta el municipio más recóndito de la Geografía cubana. Claro, la presencia de Joven Club en todo el territorio nacional es una fortaleza pero la obsolescencia tecnológica es la vulnerabilidad que dificultaría el proceso de informatización de la sociedad cubana.

                                                           
Fuentes:

• Ecured Li-Fi [en línea]. [Consultado el 4 de enero 2016]. Disponible en http://www.ecured.cu/Li-Fi
• Jovenclub Matanzas [en línea]. [Consultado el 4 de enero 2016]. Disponible en http://www.mtz.jovenclub.cu/index.php?site=matanzas&cid=24512&print=pdf
• Noticia [en línea]. [Consultado el 4 de enero 2016]. Disponible en http://noticias.uho.edu.cu/?p=44200
• Cubadebate noticias [en línea]. [Consultado el 4 de enero 2016]. Disponible en http://www.cubadebate.cu/noticias/2014/11/23/lifi-la-conexion-a-internet-a-traves-de-la-luz/
• Prensalatina [en línea]. [Consultado el 4 de enero 2016]. Disponible en http://prensalatina.cu/index.php?option=com_content&task=view&idioma=1&id=4385091&Itemid1
• Ministerio de las Comunicaciones [en línea]. [Consultado el 4 de enero 2016]. Disponible en http://www.mincom.gob.cu/?q=node/1076
• Telesur TV [en línea]. [Consultado el 4 de enero 2016]. Disponible en http://www.telesurtv.net/news/Conoce-la-red-Li-Fi-el-internet-que-viaja-pronto-sera-comercializada/25765
• CICT Repositorio [en línea]. [Consultado el 4 de enero 2016]. Disponible en http://cict.umcc.cu/repositorio/documentos_de_interes/Li-Fi.pdf
• Juventud Rebelde [en línea]. [Consultado el 4 de enero 2016]. Disponible en http://www.juventudrebelde.cu/internacionales/2015-11-13/tecnologia-li-fi-en-china-logra-avances-con-una-velocidad-de-50-gigabytes-por-segundo/
• Granma noticias de Ciencias [en línea]. [Consultado el 4 de enero 2016]. Disponible en http://www.granma.cu/ciencia/2015-06-09/li-fi-el-internet-que-viaja-a-traves-de-la-luz-pronto-sera-comercializada
• Monografías [en línea]. [Consultado el 4 de enero 2016]. Disponible en http://www.monografias.com/trabajos-pdf5/tecnologia-li-fi-light-fidelity/tecnologia-li-fi-light-fidelity.shtml
• Invdes [en línea]. [Consultado el 4 de enero 2016]. Disponible en http://invdes.com.mx/tecnologia-mobil/8935-comercializara-empresa-tecnologia-li-fi-mexicana
•  Americalifi [en línea]. [Consultado el 4 de enero 2016]. Disponible en http://www.americalifi.com/wp/que-es-lifi/historia-del-lifi/
• Taringa Noticias [en línea]. [Consultado el 4 de enero 2016]. Disponible en http://www.taringa.net/post/noticias/18608378/La-nueva-luz-artificial-que-apagara-la-fama-de-las-LED.html
• Área Tecnológica, nuevas Tecnología [en línea]. [Consultado el 4 de enero 2016]. Disponible en http://www.areatecnologia.com/nuevas-tecnologias/li-fi.html
• Xatakamovil [en línea]. [Consultado el 4 de enero 2016]. Disponible en http://www.xatakamovil.com/futuro/tecnologia-li-fi-que-es-y-como-puede-revolucionar-las-comunicaciones-moviles