FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA DE SISTEMAS
MONOGRAFÍA EXPERIENCIA CURRICULAR DE ELECTRÓNICA Y ARQUITECTURA DE COMPUTADORES
TÍTULO Comunicación Inalámbrica Light Fidelity (Li-Fi) AUTOR ARRESE HUERTA, ANGEL ANGEL
ASESOR FRANCISCO ASDRUBAL FLORES LUNA
AULA Y TURNO B201 – B201 – MAÑANA MAÑANA LIMA – LIMA – PERÚ PERÚ
2016
EPÍGRAFE El camino es el que nos enseña la mejor forma de llegar y nos enriquece mientras las cosas buenas que surge en su vida cada vez que el sol cruza el cielo. Paulo Coelho
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DEDICATORIA El presente trabajo es dedicado a todos los jóvenes con espíritu de ser mejor cada día, ya que a través de ellos forjaremos un mejor país.
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AGRADECIMIENTO En primer lugar agradezco a Dios y todos mis maestros ya que ellos me enseñaron a valorar los estudios y a superarme cada día.
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Índice Páginas preliminares
págs.
EPÍGRAFE………………………..………………………………………………………
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DEDICATORIA……………………………………………………………………………
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AGRADECIMIENTO……………………………………………………………………..
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Índice………………………………………………………………………………………. Introducción………………………………………………………………………………
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Comunicación Inalámbrica Light Fidelity (Li-Fi) CAPÍTULO I 1. Historia y fundamentos de la tecnología Li Fi…………………………………….
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CAPÍTULO II 2. Desarrollo y características de la comunicación inalámbrica Li Fi ………….
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CAPÍTULO III 3. Normas y protocolos de comunicación .……………………..…………………
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CAPÍTULO IV 4. Ventajas y Desventajas……………………………….………………
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CAPÍTULO V .. Conclusiones……………………………………………………………………………
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Fuentes de información..………….……………………………………………………
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Introducción Li-Fi o Light Fidelity, es una nueva tecnología, que posiblemente cambiará el mundo de las telecomunicaciones. LiFi fue inventado por el Profesor Harald Haas quien llama a Li-Fi como "los datos a través de la iluminación", esta idea surgió de la transmisión de datos por fibra óptica, lo que Haas hizo fue utilizar la luz como medio transmisor de datos, pero sin un cable conductor, sino por medio de un LED (Light Diode Emiter) que va variando su intensidad y de esta manera generando 1s y 0s lógicos. Haas afirma que Li-Fi es mucho más seguro que Wi-Fi puesto que «si usted no puede ver la luz, no puede acceder a los datos». Algunos de los expertos en telecomunicaciones, y el mundo entero, se han atrevido a llamar a esta nueva invención como "el Wi-Fi del futuro" debido a su rápida interacción de datos, Li-Fi supera las expectativas que se vive en el día a día con las diferentes conexiones a Internet. Li-Fi ha probado ser mucho más rápido que otros sistemas de transmisión de datos que se conocen hoy en día, aparte de ser una idea ecológica, por lo que no contamina con radio frecuencias, y lo hace más seguro para la aplicación de esta tecnología en lugares que generalmente no es posible la implementación de redes Wi-Fi. En la actualidad Haas está involucrado en uno de los proyectos más grandes de Li-Fi, llamado D-Light, el cual planea expandir la tecnología Li-Fi a nivel mundial.
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CAPÍTULO I HISTORIA Y FUNDAMENTOS DE LA TECNOLOGÍA LI FI
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Historia y fundamentos de la tecnología Li Fi Harald Haas, profesor en la Universidad de Edimburgo, en el Reino Unido, acuñó el término "Li-Fi" en su TED Global Talk donde introdujo la idea de "datos inalámbricos de cada foco". Es el Presidente de Mobile Communications en la Universidad de Edimburgo y cofundador de la empresa PureLiFi. La terminología “comunicación con luz visible”, se remonta a la década de 1880, implica la utilización de cualquier porción de luz del espectro electromagnético para transmitir información. El proyecto D-Light, promovido por Harald Haas, iniciado en el año 2010, fue financiado hasta el año 2012 por la Digital Communications del Instituto de Edimburgo. Harald Haas, dio a conocer, hizo promoción, de esta nueva tecnología durante la Conferencia TED en el año 2011, a la vez que fundó una empresa para su comercialización. PureLiFi, que comenzó a conocerse como PureVLC, se establece como fabricante de equipos originales, la firma para comercializar los productos Li-Fi para integrarlos en los sistemas de iluminación LED existentes. En octubre del año 2011, cuatro organizaciones interesadas en la tecnología Li-Fi fundaron el Consorcio Li-Fi, para promover el desarrollo y la distribución de tecnologías ópticas inalámbricas en las comunicaciones, la navegación, interfaces naturales de usuario y otros campos. Numerosas compañías ofrecen servicios unidireccionales de comunicación de luz visible, que es distinto a Li-Fi - término establecido por el comité de estandarización IEEE 802.15.7r1. La tecnología de comunicación de luz visible se expuso en el año 2012 utilizando el novedoso Li-Fi. 27 En agosto del año 2013, se demostró que con un solo LED se podían transmitir más de 1,6 Gbps. En septiembre del año 2013, se publicó una noticia en los periódicos que anunciaba que la tecnología Li-Fi y los sistemas de comunicación de luz visible en general, no dependen de una línea directa para la transmisión. En octubre del año 2013, se conoce que hay empresas de nacionalidad China que están trabajando en kits de desarrollo de Li-Fi. En abril del año 2014, la empresa rusa Stins Coman anunció el desarrollo de una red local inalámbrica Li-Fi llamado BeamCaster. Sus módulos transfieren datos a una velocidad de 1,25 gigabytes por segundo, aunque tienen previsto alcanzar velocidades de hasta 5 GB/segundo en un futuro próximo. En febrero del año 2015 un nuevo récord fue establecido por la Universidad de Oxford, alcanzando una velocidad de transmisión de datos de 224 Gbps a través de un espectro de luz emitida por las lámparas LED. 2
CAPÍTULO II DESARROLLO Y CARACTERÍSTICAS DE LA COMUNICACIÓN INALÁMBRICA LI FI
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Desarrollo Esta tecnología OWC utiliza la luz de diodos emisores de luz (LEDs) como medio de comunicación para redes, móviles, comunicaciones de alta velocidad, de manera similar a Wi-Fi. En el año 2013 se preveía que el mercado de Li-Fi crecería a una tasa anual compuesta de 82% entre 2013 y 2018, para convertirse en un nicho de mercado de más de 6000 millones de dólares en menos de cuatro años. Las comunicaciones de luz visible, trabajan a modo de parpadeo, conectando y apagando la corriente a los LEDs a tal velocidad, que es imperceptible para el ojo humano. La transmisión de datos a través de luces LED mediante el uso de Li-Fi obligaría a mantener encendidas las bombillas, pudiéndose atenuar su luminosidad hasta no ser visibles para el ojo humano y continuaría estando operativa la comunicación. El no atravesar las ondas de luz las paredes hacen que la distancia en las comunicaciones sea más cortas (pero por sensores se soluciona este pequeño problema) pero a la misma vez evita muchos problemas de piratería, al contrario que la comunicación Wi-Fi. Tampoco es necesaria la comunicación en modo línea de visión directa para transmitir la señal, la luz se refleja en las paredes alcanzando una velocidad de 70 Mbit/s. Una de las ventajas de la tecnología Li-Fi es la de poder utilizarse en zonas sensibles a las áreas electromagnéticas, como puede ser cabinas de aviones, hospitales y centrales nucleares, sin causar interferencias electromagnéticas. Ambas conexiones (Wi-Fi y Li-Fi) utilizan el espectro electromagnético para la transmisión de datos, pero mientras que WiFi utiliza ondas de radio, Li-Fi utiliza la luz visible. Según la Comisión Federal de Comunicaciones (Federal Communications Commission, FCC) de los Estados Unidos, mientras el espectro electromagnético para el Wi-Fi se está saturando, Li-Fi casi no tiene limitaciones de capacidad. Esto es debido a que el espectro de luz visible es 10000 veces más largo que todo el espectro de radiofrecuencias completo. Las sucesivas investigaciones indican que se están alcanzando velocidades de transmisión superior a 10 Gbit/s, mucho más rápida que las primeras mediciones realizadas desde banda ancha durante el año 2013. Una de sus principales características es que va a resultar diez veces más barato que la tecnología Wi-Fi. En el año 2014, la empresa PureLiFi realizó una demostración del primer sistema Li-Fi que tiene disponible para poner en el mercado, el Li1º, en la muestra anual Mobile World Congress que se celebra en Hospitalet de Llobregat (Barcelona).
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Características Li-Fi ofrece varios beneficios a los diferentes usuarios, a continuación, se muestran sus características más importantes.
Capacidad En la actualidad se transmiten datos por radio frecuencia, en el cual existe una restricción del ancho de banda. Li-Fi utiliza luz blanca, siendo su espectro 10000 veces más amplio que el Wi-Fi normal. Li-Fi tiene una gran densidad de datos, puesto que la luz puede ser contenida en un espacio cerrado, a diferencia de la tecnología con radio frecuencia, que puede ser extendida a causa de la interferencia.
Eficiencia En cuanto al costo, Li-Fi es más eficiente que el Wi-Fi puesto que el uso de diodos LED es más económico que el generar ondas de radio frecuencia. Li-Fi puede ser transmitido a nivel de gigabits por segundo, por lo cual la velocidad sería excelente. Los datos mediante Li-Fi pueden ser transmitidos en paralelo, lo cual aumenta la eficiencia.
Saludable Al pasar el tiempo, millones de personas han sido expuestas a la luz visible, muchas horas al día y constantemente, lo cual no ha provocado enfermedades o problemas de salud y no contamina. No es peligrosa para la transmisión por ciertos ambientes ya que no interfiere con ningún componente electrónico.
Seguridad La seguridad es uno de los puntos más fuertes de Li-Fi, ya que al ser luz, no traspasa las paredes ni los objetos sólidos, por lo que existe mayor privacidad y mayor seguridad en la información de cada persona o institución. Es muy seguro también puesto que los datos pueden ser transmitidos entre dispositivos, pero el usuario siempre podrá ver la ubicación de archivos y los más importante es que no necesita una vinculación directa como en el caso del Wi-Fi o el Bluetooth
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Accesibilidad Li-Fi es una tecnología 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. Otro gran privilegio del Li-Fi es que este puede trabajar bajo el agua como por ejemplo en submarinos, lo cual con la señal Wi-Fi se pierde totalmente. A continuación, se muestra una tabla de comparación entre Wi-Fi y Li-Fi en donde se evalúan distintos parámetros importantes según sean bajos, altos o medios. Cuadro de comparación li-fi vs wi-fi. PARÁMETRO
LI-FI
WI-FI
Velocidad
alta
media
Densidad de datos
alta
baja
Seguridad
alta
media
Disponibilidad
alta
baja
Transmisión
alta
media
Impacto ecológico
alta
baja
Interferencia de objetos baja
alta
Costo
baja
alta
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CAPÍTULO III NORMAS Y PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN
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Normas y protocolos de comunicación Como la tecnología Wi-Fi, la Li-Fi es inalámbrica y utiliza protocolos similares IEEE 802.11; con la diferencia de que se comunica mediante luz visible, que tiene un ancho de banda mucho más amplio, en lugar de las ondas de radiofrecuencia. El protocolo de comunicación mediante luz visible es el que establece el IEEE 802. Aunque el estándar IEEE 802.15.7 está obsoleto ya que no considera los últimos avances tecnológicos sobre comunicaciones ópticas inalámbricas, en particular con la introducción de métodos de modulación óptica múltiple por división de frecuencias ortogonales(OFDM) que se han optimizado para velocidades de datos, acceso múltiple y eficiencia energética. La introducción de OFDM significa que se requiere una nueva unidad para la normalización de las comunicaciones inalámbricas ópticas. No obstante, el estándar IEEE 802.15.7 define la capa física (conocido por las siglas PHY del inglés physical layer) y la capa de control de acceso al medio (conocido por las siglas MAC del inglés Media Access Control). El estándar es capaz de ofrecer suficiente velocidad de datos para transmitir servicios de audio, vídeo y multimedia. Teniendo en cuenta la movilidad de transmisión óptica, su compatibilidad con la iluminación artificial presente en infraestructuras, y la interferencia que pueda generarse por la iluminación ambiente. Los permisos de capa MAC utilizando el enlace con las otras capas como con el protocolo TCP/IP. El estándar define tres capas PHY con diferentes tipos:
La capa PHY que se estableció para uso al aire libre y trabaja desde 11,67 kbit/s a 267,6 kbit/s. La capa PHY II permite alcanzar velocidades de datos a partir de 1,25 Mbit/s a 96 Mbit/s. La capa PHY III se utiliza para muchas fuentes de emisiones con un método de modulación particular llamada modulación por desplazamiento de color (CSK). PHY III puede ofrecer velocidades de 12 Mbit/s hasta 96 Mbit/s
Los formatos de modulación reconocidos por PHY I y PHY II son de modulación digital de amplitud (conocidos como OOK, acrónimo en inglés de “on -off keying”, Manipulación Encendido-Apagado) y modulación por posición de pulso variable (conocido como PPM, acrónimo de “Pulse Position Modulation”). La codificación Manchester utilizada para las capas PHY I y PHY II incluye la señal reloj dentro de los datos transmitidos mediante la representación de un valor 0 con un símbolo OOK “01” y un valor 1 con un símbolo OOK “10”.
CAPÍTULO IV VENTAJAS Y DESVENTAJAS
Algunas de las ventajas que podemos citar son: · La Velocidad de transmisión de datos es muy alta puede ir desde los 15 Mb/s hasta los 20 Gb/s · No existe la interferencia con elementos de radio frecuencia ya que su medio de trasmisión es la luz, por lo que se puede usar en lugares donde el Wi-Fi no llega · No requiere de circuitos, ni antenas o receptores complejos, ya que Li-Fi utiliza métodos de modulación parecidos a los infrarrojos · Al mismo tiempo que se ilumina un lugar se puede tener señal de Li-Fi, lo que supondría un ahorro de energía · Puede permitir conexiones bajo el agua o en aviones, y otros lugares donde ahora no se puede tener señal.
Aún existen algunas desventajas dentro de las que podemos destacar · Las ondas de luz visible no traspasan objetos, como si lo hacen las ondas de radio, por lo que sí existe una interferencia se pierde la señal ·
El alcance del haz de luz de los leds no es muy amplia solo alcanza 5 o 10 metros
CAPÍTULO V CONCLUSIONES – FUENTES DE INFORMACIÓN
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CONCLUSIONES
Li-Fi es una tecnología innovadora que podría tener distintas y variadas aplicaciones en diferentes campos, lo cual hace muy buena su rentabilidad, puesto que es económica su implementación comparada con las formas de comunicación que se conocen hoy en día. Li-Fi se convertirá el mundo de las comunicaciones en algo accesible para todas las personas, por su bajo costo y fácil implementación, además de que es mucho más veloz, seguro y eficiente que los otros tipos de acceso a Internet que conocemos en la actualidad.
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FUENTES DE INFORMACIÓN Referencias «Se comercializa LiFi, la tecnología de transmisión de datos más rápida que el WiFi». Uruguay. Consultado el 15 de febrero de 2016. Will Li-Fi be the new Wi-Fi?, NewScientist, by Jamie Condliffe, dated 28 July 2011. "Wireless data from every light bulb" Harald Haas, TED Global , Edinburgh, July 2011 Tsonev, Dobroslav; Videv, Stefan; Haas, Harald (December 18, 2013). «Light fidelity (LiFi): towards all-optical networking». Proc. SPIE (Broadband Access Communication Technologies VIII) 9007
Referencias electrónicas
Recuperado de:
https://es.wikipedia.org/wiki/Li-Fi
Recuperado de:
http://www.monografias.com/trabajos-pdf5/tecnologia-li-fi-light-
fidelity/tecnologia-li-fi-light-fidelity.shtml#caractersa
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