Li-Fi, uma alternativa ao Wi-Fi: transmissão de dados através da luz


E se todas as lâmpadas LED do Mundo fossem pontos de Internet? O Li-Fi é uma tecnologia embrionária, que permite a transmissão de dados através de ondas de luz, e não de rádio (Wi-Fi), o que torna esse processo mais rápido, seguro e eficiente. 

As redes sem fios actuais têm um problema: quanto mais pessoas as usam, mais lentas elas ficam. Uns investigadores da Universidade de Fundan, em Xangai, China, testaram recentemente a transmissão de informação através de ondas de luz (Li-Fi) e não de ondas de rádio (Wi-Fi) e verificaram que ela é até 10 vezes mais rápida.

Nas grandes áreas urbanas, o intervalo dentro do qual os sinais de Wi-Fi são transmitidos está cada vez mais cheio de ruído – a maior parte deste são os outros sinais de Wi-Fi. Além do mais, a física das ondas eletromagnéticas estabelece um limite superior para a largura de banda do Wi-Fi tradicional. Isto é só se consegue transmitir a quantidade máxima de dados numa dada frequência; quanto menor a frequência da onda, menos dados ela consegue transmitir.

Mas, e se conseguíssemos transmitir dados usando ondas com frequências muito maiores? A luz, tal como o rádio, é uma onda electromagnética, mas a sua frequência é 100 000 vezes superior que a deste. E, por outro lado, não é preciso comprar qualquer licença para usar o espectro luminoso, como o é para o espectro de rádio. Ninguém precisa de pagar para acender uma lâmpada, na verdade. Se a tecnologia Li-Fi se expandir, todas as luzes LED poderão vir a ser fontes de Internet.

Como é que esta coisa do Li-Fi funciona? Em primeiro lugar, os dados são transmitidos para uma lâmpada LED – por exemplo, aquela que ilumina o nosso quarto. Depois esta lâmpada cintila, isto é, brilha com uma espécie de trepidação, a um ritmo aceleradíssimo (mais de mil milhões de vezes por segundo). Este tremeluzir é tão rápido que o olho humano não o consegue pressentir.

Num computador ou dispositivo móvel, é preciso um receptor, isto é, um a pequena câmara que consiga captar a luz visível e descodificar esse tremeluzir em dados. Este cintilar das lâmpadas LED consegue ser rápido suficiente para que a transmissão de dados por Li-Fi seja 10 vezes mais rápido que as redes Wi-Fi actuais (se esse cintilar pudesse ser ainda mais rápido, a transmissão de dados seria igualmente mais rápida).

A ideia parece muito rudimentar, na verdade. Mas o Li-Fi, uma ideia proposta há apenas dois anos, está a ver um rápido progresso tecnológico.

O Li-Fi é mais rápido que o actual Wi-Fi – e promete ainda ser mais barato e mais eficiente energeticamente, uma vez que todos já temos lâmpadas LED em casa, que usamos para iluminar aquilo que precisamos. A luz visível é parte do espectro electromagnético e 10 mil vezes maior que o espectro de rádio, o que lhe dá um potencial quase ilimitado.

Como tudo o que é tecnologia, o Li-Fi tem limitações (estranho seria se não tivesse). Uma das maiores é o facto de funcionar unicamente junto à lâmpada responsável pela transmissão dos dados. Isto é, se estivermos na sala onde essa lâmpada está, temos Li-Fi, mas se formos para a sala ao lado já não temos Li-Fi (a não ser que nessa sala tenhamos outra lâmpada). Tal desvantagem não se verifica no Wi-Fi actual, cujas ondas atravessam as paredes.

Contudo, a nova geração de Wi-Fi, um Wi-Fi ultra-rápido, que está em desenvolvimento apresenta essa mesma limitação. São usadas frequências de rádio mais altas, que não interferem com outros sinais (pelo menos por agora) e que têm uma maior largura de banda; e, tal como a luz, não conseguem atravessar as paredes.

Engenheiros e uma série de startupstêm estado a testar a tecnologia Li-Fi. A equipa da Universidade de Fundan revelou uma experiência que fez com uma rede Li-Fi, em que colocou quatro PCs estavam conectados ao mesmo ponto luminoso. Foram conseguidas com uma só lâmpada velocidades de transmissão até 150 Mbps.

Em 2011, Harald Haas, professor na Universidade de Edimburgo e especialista em comunicações ópticas sem fios, demonstrou como uma lâmpada LED equipada com uma tecnologia de processamento de sinal consegue transmitir um vídeo em alta definição para um computador. Haas registou o termo “light fidelity” (ou Li-Fi) e criou uma empresa privada, a PureVLC, para explorar a tecnologia (nota: VLC = Visible Light Communications = Li-Fi).

Outros investigadores têm estado a trabalhar na transmissão de informação a partir de luzes LED de diferentes cores. Aliás, Instituto Fraunhofer Heinrich Hertz diz que, em condições laboratoriais, são possíveis velocidades até 1 Gibt/s por frequência de luz LED. Na mesma lógica, uma lâmpada com três cores conseguiria transmitir informação até 3 Gbit/s.

A tecnologia está ainda em fase embrionária e longe de chegar ao mercado massificado, onde já estão o Wi-Fi e o Bluetooth, entre outras redes sem fios. Pela frente, são precisos ainda muitos desenvolvimentos, nomeadamente ao nível do design de microchips e do controlo das comunicações ópticas. O Li-Fi poderá ser algo a implementar em áreas onde o Wi-Fi está congestionado (áreas de muita procura), onde os sinais de rádio têm de ser mínimos (por exemplo, hospitais) e onde esses sinais simplesmente não funcionam (debaixo de água).

“Wi-Fi” debaixo de água

Recentemente, uma equipa da Universidade de Búfalo, nos EUA, criou uma rede sem fios debaixo de água, uma espécide de Wi-Fi submarino. Os investigadores instalaram dois sensores de 18 kg no lago Erie, perto de Búfalo, e usaram um computador portátil para transmitir informação.

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As comunicações sem fios debaixo de água são possíveis há já algum tempo, mas o problema está em existirem sistemas distintos, usados por diferentes organizações para comunicarem entre si. No fundo, os sistemas que existem são sistemas proprietários, sem capacidade de intercomunicação e sem uma norma comum.

O objectivo da investigação da Universidade de Búfalo é desenvolver uma norma de comunicações subaquáticas, comum a todas as entidades, que facilite assim o acesso à informação e a partilha desta entre elas. O sistema pode ainda ser utilizado, por exemplo, detectar tsunamis de forma mais eficiente e precisa.

A National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) dos EUA, por exemplo, usa a acústica das ondas para enviar dados dos sensores de tsunamis que se encontram no fundo do oceano para as bóias que estão na superfície. Contudo, devido às diferenças de infra-estrutura, estes dados não podem ser cruzados rapidamente com outras informações recolhidas pela Marinha norte-americana.

Ao contrário da tecnologia Wi-Fi, esta rede sem fios submarina utiliza ondas de som e não ondas de rádio para transmitir informação. Os sinais de rádio são pouco fiáveis debaixo de água, com pouca estabilidade e um raio de comunicação muito curto.