La nuova tecnologia "Li-Fi" per trasmette i dati tramite la luce delle lampadine LED e che potrebbe superare il Wi-Fi.

Il Li-Fi è una tecnologia senza fili innovativa proposta per trasmettere dati e informazioni tramite luci a LED. 

La luce si può descrivere secondo una visione quantistica ma anche una visione elettromagnetica. Nella Fisica moderna la luce (e tutta la radiazione elettromagnetica) è composta da quanti, unità fondamentali di campo elettromagnetico chiamate anche fotoni.  Nella "visione elettromagnetica", la luce altro non è che la porzione dello spettro elettromagnetico visibile dall'occhio umano, approssimativamente compresa tra 790 e 435 THz di frequenza, ovvero tra 400 e 700 nanometri in termini di lunghezza d'onda. 

Tutte le onde elettromagnetiche nel vuoto si propagano alla velocità della luce, cioè a circa c = 300 000 000 m/s, quindi una velocità finita, mentre non nel vuoto tutte le onde elettromagnetiche interagiscono con la materia, e quindi anche la luce, subendo una serie di fenomeni che ne influenzano la propagazione o addirittura causano una tale perdita di potenza dell'onda da impedirne la trasmissione attraverso certi ostacoli. Questi fenomeni sono l'assorbimento, la diffusione (scattering), la riflessione speculare o diffusa, la rifrazione e la diffrazione. 

Con la tecnologia Li-Fi si è proposto di usare direttamente la luce, anziché le onde elettromagnetiche classiche generate da variazioni di correnti sulle antenne, per trasmettere dati, migliorando velocità, prestazioni, accuratezza e sicurezza. 

E' un po' come il telecomando di casa o i dispositivi che funzionano sugli infrarossi, ovvero una luce invisibile.

Il Li-Fi è stato inventato 14 anni dopo il Wi-Fi, e questo termine è stato introdotto per la prima volta dal professor Harald Haas, riferendosi al corrispondente ottico del Wi-Fi, in occasione di un discorso al TED Global nel 2011. 

Il termine "Li-Fi" è l'abbreviazione di Light Fidelity (fedeltà della luce), inteso come la sicurezza che questa tecnologia può vantare. 

La particolarità del Li-Fi sta dunque nel fatto che vengono usate onde, emesse da una lampadina LED anziché le onde radio, con frequenze che fanno parte dello spettro delle onde luminose per spostare dati e informazioni (come la navigazione internet col modem di casa ad esempio). Quindi è una forma di comunicazione tramite luce visibile. 

Le caratteristiche su cui punta la nuova tecnologia per insediarsi in ambienti prevalentemente interni o coperti sono la velocità di trasmissione dati, connessione senza fili, assenza di onde radio, sicurezza estrema, accuratezza infinitesimale. 

Haas ha asserito che "Tutto ciò di cui avremo bisogno in futuro sarà inserire un microchip in ogni dispositivo di illuminazione LED per combinare le due funzionalità di illuminazione e trasmissione dati attraverso una rete senza fili". 

Il mondo va sempre più verso l'"Internet Of Things", l'"internet delle cose", cioè l'integrazione sempre più diffusa e capillare di dispositivi elettronici negli oggetti di uso comune, connessi tra loro nella rete internet. Questi devono saper rispondere agli input in modo istantaneo, real time, e si vuole sempre più velocità di connessione e quindi serve sempre più banda. O efficienza nell'usarla. 

Lo spettro della luce visibile, che è 10.000 volte più grande dell’intero spettro radio, potrebbe essere la soluzione. 

Il Li-Fi può raggiungere una velocità di trasmissione dati superiore ai 10 Gbps (Gigabit per secondo), dimostrandosi molto più veloce del Wi-Fi. 

Secondo due colossi di sistemi informatici come Gartner e Cisco già nel 2020 ci saranno tra i 20 e i 50 miliardi di dispositivi connessi. E' anche evidente come sempre di più stia crescendo l'uso connessioni dati mobili, come conferma anche Ericsson che afferma come queste stiano crescendo del 60% all'anno. E in particolare circa il 90% dei dati mobili sarà utilizzato in ambienti interni o coperti.

Con sempre più dispositivi connessi ci si sta avvicinando a quella che la US FCC ha definito come "crisi dello spettro", ovvero alla massima capacità per la tecnologia Wi-Fi, e quindi il Li-Fi potrebbe essere un'ottima soluzione. 

Lo scenario potrebbe essere quello di miliardi di dispositivi collegati a miliardi di luci a LED, attraverso la luce. Potrebbe essere una nuova era digitale. 

Oltre all'azienda "pureLiFi", creata dallo stesso professor Haas, protagonisti di questo mercato sono aziende come Panasonic, Signify (Philips Lighting) e Siemens. 

Si stima che la trasmissione su onde radio sarà in grado di coprire appena il 5%-10% della domanda entro i prossimi 20 anni .

Interagendo con la luminosità delle singole luci LED su cui si muove il LiFi è in grado di trasmettere dati in grande quantità ed in assoluta sicurezza, basandosi sulla luce visibile. 

Questa tecnologia si basa sulla trasmissione di impulsi luminosi da parte dei singoli LED. Cioè potrebbero esserci dei lampadari nelle stanze che oltre a fornire l'illuminazione dentro l'ambiente si spengono e si accendono ad una velocità così elevata, da risultare impercettibile all'occhio umano, ma non ad un sensore di impulsi luminosi montato su un dispositivo, un foto-rilevatore (un sensore ottico come ad esempio  la fotocamera del cellulare). E quindi c'è una conversione del fascio luminoso in un segnale elettrico leggibile da un decoder, e quindi da un qualsiasi computer o dispositivo collegato a internet su cui è istallato. In questo sistema i dispositivi sono cioè dotati di un cosiddetto dongle, ovvero una sorta di lettore che agisce come un modem wireless.

La tecnologia LiFi permette di direzionare con grandissima precisione e accuratezza l’emissione della luce, con le informazioni che possono essere indirizzate su un punto preciso o nell'area specifica in cui arriva la luce, mentre le zone in ombra restano senza ricevere dati. Cioè se ci troviamo nell'altra stanza, non essendoci visibilità ottica, non possiamo ricevere contrariamente al caso delle onde elettromagnetiche del WiFi che oltrepassano i muri.

Praticamente l'informazione da trasmettere, anziché essere codificata in un segnale audio come nel codice morse, o in uno elettrico come "tensione sopra un certa soglia" o "tensione sotto una certa soglia", o equivalentemente parlando di corrente anziché tensione, che poi sono sequenze di bit 0 e 1 come si è soliti codificare i segnali elettrici nei sistemi digitali, questo può esser fatto tramite una sequenza di impulsi luminosi che il sensore è in grado di rivelare con precisione, decodificando dunque il messaggio. 

Anche se l'illuminazione può essere oscurata i dati possono ancora essere trasferiti, garantendo una forma nuova e "più sicura" di connettività senza fili. 

Un  router Li-Fi permette di collegare i dispositivi ad internet entro un raggio di 20 metri. 

La tecnologia Li-Fi, progettata per essere integrata con "dispositivi intelligenti", è un’interessante alternativa al Wi-Fi, vista la maggiore velocità di trasmissione, 100 volte superiore rispetto al WiFi, banda più larga, nessuna interferenza, impossibilità che un hacker intercetti il segnale a distanza poiché dovrebbe essere nella stanza, costi ridotti, efficienza energetica, e massima sicurezza senza rischi per la salute nell'invio di dati, facendo un paragone col problema delle emissioni elettromagnetiche, che per precauzione non devono mai superare certi limiti, in particolare in termini di potenza emessa complessivamente, poiché è noto l'effetto di riscaldamento che provocano sui tessuti viventi, ad oggi è l'unico effetto accertato. Altri possibili effetti sulla salute umana nel lungo periodo non sono stati provati scientificamente, ovvero neanche con studi epidemiologici si è trovata una correlazione statisticamente rilevante di possibili danni a lungo termine esponendosi per lungo tempo alle onde elettromagnetiche. Il riscaldamento dei tessuti è certo, ed è per questo che si consiglia di non tenere i telefonini ad esempio vicino ai genitali maschili o di usare l'auricolare nelle lunghe chiamate, per cui si ha un riscaldamento dell'orecchio e della testa. 

In conclusione il Li-Fi sembra essere un sistema di trasmissione dati molto interessante, specie per applicazioni a corto raggio e in ambienti interni, visto che il raggio di copertura è ancora piccolo. E' ancora in fase di sperimentazione e di test, e personalmente la trovo veramente una soluzione molto interessante per vari problemi, anche se probabilmente non così comoda da installare a livello di infrastrutture. Vedremo se ne sentiremo parlare sempre più ;)

Vi invito a vedere il seguente video del Politecnico di Milano.

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