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Wi-Fiより100倍以上速いLi-Fiって何?400~800テラヘルツの可視光を利用してバイナリコード? [通信]

Wi-Fiよりも100倍以上速いLi-Fiは、光を用いてデータを送信する。数年前に発明され、現在エストニアで実験が行われている最中だ。

Wi-Fiの100倍速いという「Li-Fi」とは?

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「Wi-Fiの100倍速いという「Li-Fi」とは?」の写真
数年前から話題になっているが、可視光を利用するLi-Fiは、Wi-Fiより100倍以上速い通信で、いま、エストニアのタリンのいくつかのオフィスで実験が行われている。

Li-Fiは、400~800テラヘルツの可視光を利用してバイナリコードを通じてメッセージを送信し、1秒で1.5GBの映画を18本ダウンロードすることができる。エディンバラ大学のハラルド・ハースが2011年にこれを発明した。そして現在、この実験は、大いに期待を抱かせるものとなっている。



「わたしたちに必要なのは、マイクロチップをありとあらゆる照明器具の中に挿入することだけでしょう。そしてこのことにより、2つの機能を組み合わせることができるでしょう。照明とワイヤレス・データ通信です」と、ハースは『Science Alert』に語った。

潜在的には、Li-Fiはより多くの理由によって、転換点となるかもしれない。まず何より、セキュリティの観点で。というのも、データのやり取りが行われる光のスペクトルの外では混線を起こさないからだ。

さらに、エネルギー節約と、使い勝手の観点からもだ。Wi-Fiが許可されない環境(病院や飛行機)において、干渉の問題に対処することができるだろう。

「電波は弱く、コストがかかり、使えるスペクトルが限られています」と、ハースはTEDカンファレンスで語った。「わたしたちの持っている140億(以上)の電灯が、ワイヤレス通信の送受信機にもなれば、どんなことが起こるでしょうか?」


ネットを使わず「LED照明の点滅」で動画を配信するテクノロジー

光の点滅で通信を行う「Li-Fi」技術を使って、ネットに接続せずに動画をノートパソコンにストリーミングするデモが行われた。研究チームは2、3年以内にこの技術の商用化を目指している。

Q: ネットに接続していないノートパソコンで映画をストリーミング再生するには、どうすればよいのだろうか。
A: 映画のデータを、標準的なLEDランプで送信可能な光パルスに変換する。(中略)家庭用のソーラーパネルでその信号を受信し、動画に戻してやればよい。
エディンバラ大学の教授が、本人いわく史上初の「Light-Enabled Wi-Fi」(Li-Fi)の公開デモンストレーションを行い、LEDランプのみを使用して、無線で動画をストリーミングする様子を披露した。
ロンドンにある英国王立科学研究所のファラデー講堂(マイケル・ファラデーが電磁気のデモンストレーションを初めて行った場所だ)で、LEDベースのブロードバンドのデモを行ったのは、エディンバラ大学工学部教授のハラルド・ハースだ。ハース氏によれば、Li-Fiは近いうちにWi-Fiに代わる有力な選択肢になるという。
ハース氏は、標準的なLEDランプで動画を光の点滅に変えて送信し、家庭用のソーラーパネルでその点滅する光を受信するという方法で、ネットにつなげられていないノートパソコンのディスプレイに、流れる雲の映像を映し出した。
ハース氏によれば、この光の信号は「1秒間に最大50MBの速度で送信」することが可能で(この速度は、ほとんどの家庭にあるブロードバンド回線を上回る)、現在インターネットを使えない地域にインターネット接続環境を提供できるようになるという。ハース氏は「2、3年のうちにこのシステムを商品化したいと考えている」と、Li-Fi技術のデモを行った「TED Salon」の聴衆の前で語った。
参考記事:アノニマスが開発。インターネットなしでデータ通信を行える無線「AirChat」
UK版『WIRED』は、ハース教授の取り組みを特集した記事を2012年2月に公開しているが、その記事には次のような説明がある。「(ハース教授の発見は)可視光通信(VLC)と呼ばれる光技術のサブセットがベースとなっている。VLCは人間の知覚を利用するもので、人の目では認識できない速さで発光ダイオードのスイッチを入れたり切ったりできるため、光源が点灯し続けているように見える。このオンとオフのすばやい切り替えが、バイナリ・コードを使用したデータの送信を可能にするのだ。つまり、LEDのスイッチがオンのときは『1』、スイッチがオフのときは『0』になる」
ハース氏は、自身のチームの研究を商用化するために、pureLiFiという名前の会社を共同で設立し、CSO(最高科学責任者)を務めている(日本語版記事)。
pureLiFi社は、2015年1月に150万ポンド(約3億円)の資金を調達したことを発表しており、その評価額は1,400万ポンド(約21億円)だとされている。資金を提供したのは、London & Scottish Investment Partners社、Scottish Investment Bank社、およびOld College Capital社だ。

※以下は、2011年のTEDでハース教授が行ったLi-Fiのデモ。日本語字幕付き動画はこちら。




関連記事:Li-Fiのポテンシャルは?

Li-Fi has just been tested in the real world, and it's 100 times faster than Wi-Fi
Sorry, Wi-Fi. We had some good times together.

Expect to hear a whole lot more about Li-Fi - a wireless technology that transmits high-speed data using visible light communication (VLC) - in the coming months. With scientists achieving speeds of 224 gigabits per second in the lab using Li-Fi earlier this year, the potential for this technology to change everything about the way we use the Internet is huge.

And now, scientists have taken Li-Fi out of the lab for the first time, trialling it in offices and industrial environments in Tallinn, Estonia, reporting that they can achieve data transmission at 1 GB per second - that's 100 times faster than current average Wi-Fi speeds.


"We are doing a few pilot projects within different industries where we can utilise the VLC (visible light communication) technology," Deepak Solanki, CEO of Estonian tech company, Velmenni, told IBTimes UK.

"Currently we have designed a smart lighting solution for an industrial environment where the data communication is done through light. We are also doing a pilot project with a private client where we are setting up a Li-Fi network to access the Internet in their office space.”

Li-Fi was invented by Harald Haas from the University of Edinburgh, Scotland back in 2011, when he demonstrated for the first time that by flickering the light from a single LED, he could transmit far more data than a cellular tower. Think back to that lab-based record of 224 gigabits per second - that's 18 movies of 1.5 GB each being downloaded every single second.

The technology uses Visible Light Communication (VLC), a medium that uses visible light between 400 and 800 terahertz (THz). It works basically like an incredibly advanced form of Morse code - just like switching a torch on and off according to a certain pattern can relay a secret message, flicking an LED on and off at extreme speeds can be used to write and transmit things in binary code.

And while you might be worried about how all that flickering in an office environment would drive you crazy, don’t worry - we’re talking LEDs that can be switched on and off at speeds imperceptible to the naked eye.

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The benefits of Li-Fi over Wi-Fi, other than potentially much faster speeds, is that because light cannot pass through walls, it makes it a whole lot more secure, and as Anthony Cuthbertson points out at IBTimes UK, this also means there's less interference between devices.

While Cuthbertson says Li-Fi will probably not completely replace Wi-Fi in the coming decades, the two technologies could be used together to achieve more efficient and secure networks.

Our homes, offices, and industry buildings have already been fitted with infrastructure to provide Wi-Fi, and ripping all of this out to replace it with Li-Fi technology isn’t particularly feasible, so the idea is to retrofit the devices we have right now to work with Li-Fi technology.

Research teams around the world are working on just that. Li-Fi experts reported for the The Conversation last month that Haas and his team have launched PureLiFi, a company that offers a plug-and-play application for secure wireless Internet access with a capacity of 11.5 MB per second, which is comparable to first generation Wi-Fi. And French tech company Oledcomm is in the process of installing its own Li-Fi technology in local hospitals.

If applications like these and the Velmenni trial in Estonia prove successful, we could achieve the dream outlined by Haas in his 2011 TED talk below - everyone gaining access to the Internet via LED light bulbs in their home.

"All we need to do is fit a small microchip to every potential illumination device and this would then combine two basic functionalities: illumination and wireless data transmission," Haas said. "In the future we will not only have 14 billion light bulbs, we may have 14 billion Li-Fis deployed worldwide for a cleaner, greener, and even brighter future."



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WIRED.jp引用

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