Technologies sans contact
Li-Fi : quand la lumière nous parle
21 août 2017
0
, , , ,

Quand j’ai découvert cette techno, ça m’a vraiment bluffé. J’ai trouvé cette manière de transférer de l’information magique. Et quand j’ai appris que l’idée avait germé il y a deux siècles déjà mais avait été abandonnée, ça m’a encore plus étonné.

Les connexions sans fils sont nombreuses aujourd’hui, je vous en ai déjà présenté certaines dans d’autres publications. Il est important pour chacune de ces technologies qu’elles soient performantes dans leur domaine et que la sécurité soit au rendez-vous.

Le photophone – Graham Bell

C’est donc au 19e siècle que l’ancêtre de cette technologie apparaît. Son inventeur n’en est pas à son premier coup d’essai et n’est autre que Graham Bell, l’inventeur du téléphone. En résumé avec ce principe, on pourrait dire qu’à l’époque il avait aussi inventé le téléphone sans fil sauf que la transmission était optique. Il avait appelé son appareil le photophone, et a fait la démonstration de transmettre sa voix grâce à la lumière du soleil, avec quelques miroirs et un peu d’ingéniosité. Même si ça n’a pas été une grande réussite en terme d’adoption par les masses, il a lui même,  toujours considéré que c’était là sa meilleure création.

Mais revenons à notre Li-Fi, déjà éclaircissons un peu ce nom, c’est tout simplement l’acronyme de Light Fidelity. Pour le nom, ils n’ont pas eu besoin d’aller chercher bien loin, ils ont reproduit ce qui a été fait avec le Wi-Fi (Wireless Fidelity). Et ainsi on devine qu’il s’agit de transmettre des données en utilisant la lumière et non plus les  ondes radio.

Mais au fait pourquoi ça revient sur la table aujourd’hui alors que l’idée existe depuis longtemps ?

Et bien d’après mes recherches, pour deux raisons : d’abord parce que les ondes radios faisaient le job, ensuite parce que les diodes électro-luminescentes (LED) n’existaient pas à l’époque de ce bon vieux Graham Bell. Du coup, comme les fréquences radio commencent à saturer à cause de la multiplication des smartphones et autres objets connectés les utilisant, il fallait bien trouver des solutions alternatives, et le Li-Fi en est une.

Le Li-Fi fait parti de l’ensemble des communications optiques en espaces libres qui connaissent un essor grâce à l’avancée des technologies de diffusion optique.

Comment ça fonctionne ?

Pour faire simple, on se sert de la lumière créée par des LEDs pour transférer des données. Celles-ci on la capacité de s’éteindre et de se rallumer plusieurs millions de fois par seconde. Cette modulation de l’amplitude de la lumière imperceptible à nos yeux va permettre le codage et l’envoi des données. On reprend ainsi le langage binaire, si on détecte que la lumière est allumée, ça fait 1 si elle est éteinte ça fait 0.

Plus précisément, le système se décrit par 3 parties : un bloc d’émission, un bloc de réception et entre les deux, le canal optique. Chacun opérant un rôle spécifique :

– Le bloc d’émission se charge d’encoder les données (pour les protéger de toutes dégradations) et de les convertir en signaux lumineux. Ces signaux sont émis grâce aux LEDs.

– Les signaux lumineux sont transportés par l’environnement et peuvent subir des déformations et des perturbations, c’est ce qu’on appelle le canal optique.

– Enfin, le bloc de réception (photodiode,caméra, etc.) décode et reconvertit les signaux lumineux en signaux électriques.

Pour réguler ce fonctionnement, le protocole de communication a été standardisé afin de faciliter le développement du Li-Fi.

Il y a également deux modes de fonctionnement du Li-Fi selon le matériel utilisé. Le Li-Fi à l’origine est unidirectionnel, il ne s’agissait d’envoyer des données que dans un seul sens, de la LED à l’appareil récepteur.
Puis des sociétés comme Lucibel, ont lancé des solutions de Li-Fi bi-directionnelles, et qui utilisent un système de lumière infrarouge pour renvoyer des données. On a donc un modem connecté à un ordinateur par exemple, qui permet de recevoir et d’envoyer des données. On arrive aujourd’hui à atteindre des débits de 42Mbps de manière symétrique.

https://www.abavala.com/en-li-fi-c-lumiere-transporte-l-information/

Du coup, c’est quoi les avantages du Li-Fi ?

La rapidité : puisque les LEDs permettent une modulation d’amplitude très importante, la vitesse de transmission est plus rapide que le réseau WiFi classique (jusqu’à 10 fois), et les débits ne cessent d’augmenter.

Le coût : La bande de fréquence n’est pas régulée par aucun état ou organisme international, du coup l’utilisation des fréquences est gratuite.

Les capacités : Le spectre de la lumière couvrant une plage d’à peu près 300 Thz, soit infiniment plus que le spectre des fréquences radio qui commencent à saturer à cause du nombre d’appareils les utilisant. De plus, la connexion aux données se fait sans partage de la bande passante pour les utilisateurs. Et le débit théorique qu’il serait possible d’atteindre est de 10 gigabits par seconde, soit 10 fois plus que le Wi-Fi.

La sécurité : la lumière étant circonscrite dans un endroit donné, la portée est limitée. Même si c’est un inconvénient, cela permet une géo-localisation et un cloisonnement des données qui les sécurisent et évitent ainsi toute intrusion étrangère.

La santé et le déploiement : alors que les ondes radio traversent le corps et les débats sur leurs nocivité n’en finissent plus, la lumière issue des LEDs est inoffensive. De plus, elle n’émet pas de perturbations électro-magnétiques qui pourraient gêner des appareils de santé. On pourrait ainsi équiper des lieux où les ondes radio sont rares ou les interférences sont dangereuses comme des parkings, des hôpitaux, des écoles ou des avions.

L’écologie : Les LEDs consommant très peu d’énergie, elles allègent la facture énergétique. Elles ont également une grande durée de vie (environ 50 000 heures). Les réglementations imposent de plus en plus un éclairage par LEDs, cela permet de l’utiliser comme réseau pour le déploiement du Li-Fi, pas besoin de réseau filaire supplémentaire, on utilise le réseau électrique.

Quelques inconvénients quand même !

– La technologie en est a ses balbutiements, les mobiles et objets connectés doivent encore intégrer les capteurs qui permettront de capter les données.

– Plus de lumière = plus de connexions. La lumière doit donc être constamment allumé pour profiter du service, même quand il fait jour. Et comme elle ne traverse pas les murs, il faut rester à proximité du dispositif d’émission sinon la connexion est perdue. Le transfert des données est limité à 10 mètres de l’émetteur.

– La lumière du soleil peut perturber le signal, l’utilisation de filtres optiques est nécessaire pour séparer la lumière artificielle de la lumière naturelle.

– Dans sa version unidirectionnelle, le Li-Fi ne permet qu’une connexion descendante. On ne peut renvoyer de réponse par le même biais.

Quelques cas d’utilisations et d’applications futures

Pour le secteur de l’automobile

https://www.infohightech.com

Imaginez des voitures qui communiquent en haut débit entre elles et avec leur environnement grâce à leurs phares. Et bien c’est ce que pourrait bientôt proposer l’une des start-up qui fournis des solutions basées sur le Li-Fi. Oledcomm propose donc d’équiper les phares des véhicules d’un système de communication haut débit Véhicule/Véhicule et Véhicule/Environnement par modulation en courant des phares à LED avant et arrière du véhicule. Cela permettrait de transmettre des informations et des données entre les véhicules mais aussi à des infrastructures et à leur environnement.

Si les lampadaires qui éclairent la route sont aussi équipés du Li-Fi, on pourrait travailler sur des interactions entre les modes de transports et l’éclairage public et créer des villes communicantes, un intérêt pour le développement des Smart Cities.

PSA Peugeot Citroën travaillent aussi avec Oledcomm afin d’équiper ses véhicules du Li-Fi pour que les passagers puisse avoir accès à Internet grâce à cette technologie et non plus grâce au WiFi. Il leur suffirait d’allumer le plafonnier à LEDs pour connecter les tablettes, mobiles et autres appareils à Internet.

Pour le secteur culturel

C’est à Issy-les-Moulineaux, ville laboratoire pour des expérimentations liées au Li-Fi, que le musée de la carte à jouer a testé un système de guide pour ses visiteurs grâce à l’utilisation du Li-Fi. En pratique, les visiteurs récupèrent une tablette équipée d’un capteur Li-fi est sont guidés dans le musée. Quand ils sont proches d’un tableau éclairé par une lumière LED, une vidéo se lance alors pour donner des informations sur ce tableau.
Le musée ayant des problèmes avec sont réseau Wi-Fi, un faux plafond métallique perturbant le signal, le Li-Fi est la solution qui a permis d’ignorer ce problème structurel.

Pour le secteur des télécommunications

Nous l’avons déjà évoqué, le Li-Fi permettrait de décongestionner le réseau des ondes radios, la complémentarité avec ce réseau se révèle donc nécessaire. C’est encore à Issy-les-Moulineaux, que sera testée l’intégration du futur réseau 5G au réseau Li-Fi de la ville. Les smartphones équipés d’une puce 5G pourraient alors commuter entre le réseau de l’éclairage publique de la ville et le réseau radio.

La géolocalisation indoor

Le Li-Fi transforme les LEDs en véritable balises qui vont pouvoir repérer la position d’un appareil avec une précision de quelques centimètres. Cette technologie devient très intéressante pour géolocaliser et guider les utilisateurs dans des lieux fermés où les signaux GPS ne passent pas.

Le secteur maritime

http://istorylab.com/lifi/ – Oledcomm

Les communications utilisant les fréquences radio sous l’eau sont extrêmement difficile, la lumière pourrait grâce au Li-Fi servir de moyen de communication pour faire transiter des informations entre deux points sous l’eau. Il existe actuellement des recherches qui sont faites pour utiliser le Li-Fi entre deux sous-marins ou entre deux plongeurs.

En conclusion

Aujourd’hui encore, les experts du domaine voient le Li-Fi comme un complément au Wi-Fi, il pourrait soulager l’utilisation des radiofréquences et permettre d’amener une connexion là où l’utilisation des ondes radios est difficile.

Il reste aussi à faire des efforts afin de miniaturiser et d’intégrer complètement les dongles (clé audio Li-Fi) et autres modems qui permettent d’accéder au Li-Fi aux ordinateurs et autres smartphones.

Le Li-Fi en est à ses balbutiements, il faut suivre les acteurs du domaine avec intérêt car la technologie permet le développement d’applications innovantes et révolutionnaires.

Au final, dans le futur, la lumière ne nous éclairera pas seulement, elle nous parlera, suffira de savoir la lire.

About author

Mohamed El Morabti

Je suis un chef de projet digital passionné par le numérique et l'innovation. Développeur à mes heures perdues pour garder la forme.

maxresdefault (2)

Plein les yeux avec le Mapping Video 3D

Quand j’ai découvert cette techno, ça m&rs...

En savoir +
batterie

Et si nous n’avions plus besoin de recharger nos téléphones ?

Quand j’ai découvert cette techno, ça m&rs...

En savoir +
beacon

To beacon or not to beacon ?

Quand j’ai découvert cette techno, ça m&rs...

En savoir +

There are 0 comments

Laisser un commentaire

Votre adresse de messagerie ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *