Trong tương lai, Internet có thể được kết nối chỉ bẳng bóng đèn

Đèn LED đã bắt đầu vượt ra khỏi ranh giới của một thiết bị chiếu sáng khi nó có thể kết nối máy tính xách tay hay điện thoại thông minh của bạn với Internet.

Sau hơn 1 thế kỷ xuất hiện, bóng đèn dây tóc đã mất dần vị thế của mình vào tay những chiếc đèn LED với tuổi thọ dài hơn 30 lần và tiêu thụ điện chỉ bằng 1/10. Thậm chí, đèn LED đã bắt đầu vượt ra khỏi ranh giới của một thiết bị chiếu sáng khi nó có thể kết nối máy tính xách tay hay điện thoại thông minh của bạn với Internet, và mở ra một khái niệm mới Li-Fi, giao tiếp không dây dùng ánh sáng thấy được.

Truyền tải dữ liệu không dây bằng ánh sáng thấy được trên thực tế không phải là một ý tưởng mới mẻ. Trước đó, thời Napoleon còn tung hoành Châu Âu, người ta đã nghĩ ra một loại hình thông tin có tên điện báo quang học, hay còn gọi là semaphore, chuyên sử dụng tín hiệu ánh sáng để thực hiện công tác liên lạc. Về sau, Alexander Graham Bell, cha đẻ của điện thoại, đã từng nghĩ ra một thiết bị sử dụng một tấm kính để chuyển tiếp các rung động gây ra bởi giọng nói hay âm thanh nhờ một chùm ánh sáng và ông xem đây là phát minh quan trọng nhất của mình, nó được biết đến với cái tên photophone.

Hình ảnh về chiếc photophone.

Wi-Fi "chạm mặt" Li-Fi

Hiện nay, nhu cầu truyền tải dữ liệu không dây của người dùng ngày một tăng cao đã đặt ra một áp lực rất lớn lên công nghệ Wi-Fi hiên tại vốn sử dụng các phổ tần số vô tuyến và vi sóng. Với sự tăng trưởng theo cấp số nhân của các thiết bị di động thì đến năm 2019, thế giới sẽ có hơn 10 tỉ thiết bị thực hiện hoạt động trao đổi một lượng thông tin khoảng 35x10^18 byte mỗi tháng. Điều này có thể khiến hệ thống hạ tầng kết nối không dây đối mặt với sự tắt nghẽn tầng số và sự giao thoa điện từ. Vấn đề còn trở nên nghiêm trọng hơn đối với các đô thị khi gần như bất kỳ ai sử dụng smartphone cũng sẽ yêu cầu một kết nối không dây cực kỳ ổn định và tốc độ.

Một nguyên lý truyền thông cơ bản là dữ liệu tối đa có thể được truyền tải tỉ lệ với băng thông tần số điện từ sẵn có. Phổ tần số vô tuyến hiện đang được sử dụng và điều biến quá mức nên nó không còn đủ không gian để đáp ứng nhu cầu truyền tải dữ liệu tăng cao. Do đó, Li-Fi tiềm năng sẽ thay thế Wi-Fi và sóng radio bởi phổ ánh sáng thấy được mang trong mình một dung lượng khổng lồ, nhưng vẫn chưa được khai thác đúng cách. Ví dụ, các bóng đèn LED có thể điều biến lượng dữ liệu trong ánh sáng rất nhanh, với tốc độ truyền khoảng 3,5 Gb/s đối với đèn LED xanh và 1,7 Gb/s với đèn LED trắng. Tốc độ này đã được các nhà nghiên cứu làm việc cho một dự án phát triển các phương thức truyền thông dùng ánh sáng thấy được được Hội đồng nghiên cứu khoa học vật lý và kỹ thuật (EPSRC) của Anh tài trợ trình diễn.

Không giống như các bộ phát Wi-Fi, truyền tải quang học sẽ bị giới hạn bên trong các bức tường của một căn phòng bởi ánh sáng dĩ nhiên không thể lọt qua vật cản. Đây vừa là một hạn chế của công nghệ Li-Fi, vừa là một lợi thế so với Wi-Fi vì độ bảo mật cực cao. Với một căn phòng kín như bưng thì bạn không cần phải lo việc laptop hay smartphone của mình bị tấn công. Thêm nữa, sóng ánh sáng nếu phát từ những chiếc đèn khác nhau có thể chỉ được kết nối bởi một người dùng nhất định, tức là mỗi người dùng sẽ được sử dụng riêng một nguồn phát Internet của riêng mình. Ngoài ra, những tín hiệu ánh sáng không gây nhiễu các thiết bị điện tử khác, có nghĩa là trong tương lai những bộ phát Li-Fi có thể xuất hiện trên những chiếc máy bay vận tải thương mại và hành khách có thể thoải mái truy cập Internet mà không phải lo đến ảnh hưởng của chúng đối với an toàn của chuyến bay. Cuối cùng, một ưu điểm nữa của Li-Fi là nó có thể sử dụng hệ thống đèn LED hiện có mà không cần các hạ tầng mới.

Internet vạn vật sẽ "nhẹ gánh" nhờ Li-Fi

Internet vạn vật hay Internet of Things (IoT) là một tầm nhìn đầy tham vọng về một thế giới siêu kết nối nơi các đồ vật có thể tự động kết nối với nhau trong cùng một mạng lưới. Ví dụ, chiếc tủ lạnh của bạn có thể thông báo cho điện thoại biết trong tủ đã hết sữa và thậm chí tự động đặt mua thêm sữa cho bạn. Các cảm biến trong xe hơi có thể trực tiếp cảnh báo bạn thông qua điện thoại rằng lốp xe đã quá mòn hoặc thiếu hơi.

Sơ đồ một hệ thống Li-Fi tại văn phòng.

Giả dụ rằng sẽ có rất nhiều vật thể tích hợp cảm biến, chip điều khiển để kết nối với nhau thì băng thông cần có để tất cả các thiết bị này giao tiếp là rất lớn. Tập đoàn Gartner, một cái tên lớn của nền công nghiệp Hoa Kỳ, dự đoán rằng sẽ có khoảng 25 tỉ thiết bị như vậy được kết nối vào năm 2020 nhưng nếu như phần lớn thông tin được truyền đi giữa các vật thể trong một cự ly gần thì Li-Fi sẽ là một giải pháp hấp dẫn hay có thể nói là duy nhất để hiện thực hóa điều này.

Hiện nay, nhiều công ty hiện đã bắt đầu cung cấp các sản phẩm khai thác loại hình giao tiếp qua ánh sáng thấy được. Chẳng hạn như PureLiFi - một công ty tại Edinburgh, Scotland đang cung cấp giải pháp Li-1st mang lại kết nối Internet dạng điểm-điểm, bảo mật hơn với dung lượng 11,5 Mbps - tương đương với thế hệ Wi-Fi đầu tiên. Một công ty khác là Oledcomm của Pháp cũng đã khai thác đặc tính an toàn và không dùng tần số vô tuyến của Li-Fi để cung cấp kết nối này tại các bệnh viện.

Mặc dù vẫn còn nhiều thách thức về công nghệ phải vượt qua nhưng những bước tiến đầu tiên đạt được đã khiến Li-Fi dần hiện thực hóa. Trong tương lai, những chiếc bóng đèn trong nhà bạn một khi được bật lên không chỉ phát sáng mà nó còn là cầu nối cho hàng loạt thiết bị trong nhà đến với nhau và đến với Internet.

Theo Genk