Je leest:

Internet met lichtsignalen

Internet met lichtsignalen

Vroeger hadden we rooksignalen, in de toekomst wellicht lichtsignalen. ‘Visible Light Communication’ is in opkomst voor het draadloos versturen van informatie. Het is veilig, makkelijk toepasbaar en aan de snelheid wordt gewerkt.

Je las het al eerder op Kennislink: het is dringen om radiofrequenties. Er wordt daarom volop gezocht naar oplossingen en één zo’n oplossing is wellicht Visible Light Communication (VLC), oftewel ‘zichtbaar licht communicatie’. Zoals de naam als zegt, wordt informatie hierbij verzonden in de vorm van zichtbaar licht en het is een mogelijk alternatief voor het draadloos versturen van informatie.

Klinkt als toekomstmuziek, maar het Amerikaanse bedrijf LVX Systems is al ver gevorderd met de techniek en deze week hebben ze de eerste grote klant van VLC voorzien. In een zestal openbare gebouwen in de stad St. Cloud (Minnesota , VS) hangen nu speciale LED-lampen, die niet alleen voor licht, maar ook voor draadloos dataverkeer kunnen zorgen.

Medium
De lampen zien er niet anders uit dan normaal. Pas als je goed kijkt, zie je dat er LED-lampjes in zitten.

Knipperende lichtjes

Communicatie met licht is in feite niets nieuws. Snelle netwerken maken nu al gebruik van optische glasvezelkabels, waarin informatie met lichtpulsjes heen en weer wordt gestuurd. Maar nu kan dat dus ook zónder draad.

LED

Omdat het knipperen heel snel moet gaan, kun je niet zomaar een lamp gebruiken. Een LED-lamp is echter uitermate geschikt en daarom is VLC uitgerekend nu in opkomst: LED-lampen zijn tegenwoordig immers niet meer zo duur.

De speciale LED-lampen hangen aan het plafond net als de normale verlichting, maar zijn verbonden met het internet. De informatie die ze vanaf dat netwerk binnenkrijgen, geven ze door aan de computers onder hen door heel snel aan en uit te schakelen.

Dat knipperen gaat zo snel dat wij dat niet kunnen zien. Een modem bij de computer ziet het echter wél en verwerkt de lichtsignalen tot informatie voor jouw computer: ‘licht uit’ staat voor een ‘0’ en ‘licht aan’ staat voor een ‘1’. Zo wordt elk stukje informatie (een letter, een cijfer, een zin) omgezet in een bepaald patroon met enen en nullen en dat is precies waar de computer mee overweg kan.

Het werkt ook de andere kant op. Wanneer je computer data wil verzenden, gaat dat via het modem richting de LED-lampen. Een sensor vangt het signaal daar op en het systeem stuurt het door naar het vaste netwerk.

Large
Dit is een screenshot uit een (Engelstalig) filmpje op ElectricTV. Hierin kun je zien dat het internet op de computer via de LED-verlichting loopt.

Hoewel de communicatie via ‘zichtbaar’ licht verloopt, hoeft het licht niet altijd aan te staan. Tenminste, het staat steeds wel aan, maar zo zachtjes dat je het niet met het blote oog kunt zien. Dat is overigens geen probleem voor het stroomverbruik, want de LED-lampen zijn erg zuinig. Waar een normale lamp 100 watt gebruikt, heeft de LED-lamp slechts 36 watt nodig voor eenzelfde verlichting.

In het zicht

Een nadeel én voordeel van VLC is dat zichtbaar licht niet door objecten heen kan. Het is een nadeel omdat het modem altijd in een ononderbroken zichtlijn met de lampen moet staan. Zodra de lamp het modem niet rechtstreeks kan ‘zien’, is er geen verbinding mogelijk. In de meeste situaties zal dit echter geen probleem zijn, want vanaf het plafond hebben de lampen een goed overzicht.

Een voordeel is echter dat het signaal niet zomaar onderschept kan worden, zoals dat met Wi-Fi wel mogelijk is. Daarnaast is de kans kleiner dat het signaal verstoord wordt én zal het signaal zelf ook geen storingen veroorzaken: VLC kan dus veilig gebruikt worden in bijvoorbeeld ziekenhuizen of in het vliegtuig.

Informeren met licht

Er zijn veel toepassingen te bedenken voor VLC, vooral omdat LED-lampen op steeds meer plekken gebruikt worden. Je kunt bijvoorbeeld de verlichting op een station of vliegveld gebruiken om reizigers te informeren.

Small
Akanewaga et al., 2005

Daarnaast werken stoplichten steeds vaker met LED-verlichting, zodat ook daar VLC toegepast kan worden. De lichten kunnen bijvoorbeeld verkeersinformatie naar tegemoetkomende auto’s sturen (zie afbeelding).

Ten slotte kun je VLC gebruiken voor positiebepaling. De meeste GPS-systemen werken slecht binnenshuis, maar met zichtbaar licht kun je gemakkelijk mobiele apparaten lokaliseren. Dat kan bijvoorbeeld handig zijn in een museum of ziekenhuis, waar bezoekers dan met een navigatiesysteem hun weg kunnen vinden.

Sneller in de toekomst

VLC is nu nog geen concurrent voor een ‘normale’ internetverbinding op kantoor of thuis. Via de LED-lampen kun je met 3 MBit/s internetten en dat is ongeveer net zo snel als met een normale DSL-verbinding. Voor St. Cloud is de draadloze dataverbinding daarom slechts een mooie bonus: de voornaamste reden om te kiezen voor het LVX-systeem is de besparing op energie(kosten).

Er wordt echter hard gewerkt aan het verbeteren van de snelheid. Het Fraunhofer Institute for Telecommunications heeft dit jaar bijvoorbeeld een snelheid van 230 MBit/s gehaald en Siemens haalde zelfs 500 MBit/s. In beide gevallen was dat wel in een laboratorium. Op een kantoor of in de huiskamer is dat nu nog niet haalbaar, maar dat lijkt een kwestie van tijd. Wie weet dat dataverbinding in de toekomst dus nog een goede reden is om voor milieuvriendelijke LED-verlichting te kiezen.

Bronnen

  • O’Brien et al., ‘Visible light communications: Challenges and possibilities’, IEEE 19th International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications, pp.1-5, 15-18 Sept. 2008, doi: 10.1109/PIMRC.2008.4699964
  • Vucic et al., ‘230 Mbit/s via a wireless visible-light link based on OOK modulation of phosphorescent white LEDs’, Conference on Optical Fiber Communication (OFC), collocated National Fiber Optic Engineers Conference, pp.1-3, March 2010, url
  • Akanegawa et al., ‘Basic study on traffic information system using LED traffic lights’, IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, vol.2, no.4, pp.197-203, Dec 2001, doi: 10.1109/6979.969365

Zie ook:

Lees meer over netwerktechnologie op Kennislink:

Oeps: Onbekende tag `feed’ met attributen {"url"=>"http://www.kennislink.nl/kernwoorden/netwerktechnologie/computernetwerk/sensornetwerk/index.atom?m=of", “max”=>"8", “detail”=>"minder"}

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 06 januari 2011

Discussieer mee

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

LEES EN DRAAG BIJ AAN DE DISCUSSIE