-Fl ТЕХНОЛОГИЯ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ БЕСПРОВОДНЫМ ПУТЕМ

Щипунова К.Д., магистрант группы ИМО-16 Голышков И.А., магистрант группы ИМО-16 Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Московской области «Технологический университет», Королёв

Рассмотрены вопросы, связанные с организацией 1 Wire сетей iB регистраторов.

Ключевые слова: автономные регистраторы, 1 Wire сеть, iB регистраторы.

Ll-Fl TECHNOLOGY TRANSMISSION OK DATA WIRELESSLY

Shipunova K. D., 1st year master student {Applied information science} Golyshkov I.A., 1st year master student {Applied information science}

State Educational Institution of Higher Education Moscow Region "University of Technology", Korolev

The issues associated with the organization of 1-Wire networks iB registrars.

Keywords: Autonomous recorders, 1 Wire network, iB-registrars.

«Li-fi» - это двунаправленная, высокоскоростная оптическая беспроводная коммуникационная технология передачи информации, принцип действия которой был сформулирован немецким физиком и профессором Эдинбургского университета Харальдом Хаасом (Harald Haas). Начиная со второй половины 2000-х годов он вместе со своими студентами начал проводить эксперименты по передаче данных через электрическую светодиодную лампу (LED), первоначальное научное название данной технологии - visual light communication (сокращенно - VLC). К 2011 году концепция данной технологии была окончательно сформирована, переименована в более звучное Li-fi (сокращение от «light» - «свет» и «fidelity» - «точность») и подкреплена рабочими устройствами. Технология представлена широкой публике конференции TED, цель которой состоит в распространении уникальных идей.

Технология Li-Fi основана на использовании видимого света в диапазоне от 400 до 800 ТГц (780-375 нм), излучаемого LED лампой, как среды оптической передачи данных. Данные передаются путем модуляции интенсивности света, т.е. изменения параметров, что в данном случае обозначает мерцание света. Использование LED ламп обусловлено возможностью мерцания до миллиарда раз в секунду, что значительно превышает возможности энергосберегающих люминесцентных ламп обеспечивающих мерцание от 10 000 до 40

ООО раз в секунду. Таким образом модуляция осуществляется на высокой частоте, гораздо быстрее, чем это может уловить и воспринять человеческий глаз. Это означает, что восприятие освещения помещения будет неизменно. Передача двоичных данных, в свою очередь, будет осуществляться в виде световых импульсов с помощью светодиодов, которые выступают в качестве фотодиодов: когда лампа включена, передаётся цифровая единица, когда отключена - ноль. Из этих включений-выключений складываются огромные массивы бинарных данных, цепочки единиц н нулей, передаваемых с высокой скоростью. Приемник-фотодетектор располагается на компьютере или любом другом устройстве, на который попадает видимый свет, декодирует это мерцание в данные, что проиллюстрировано на рисунке 1.

Принцип работы приемника-фотодетектора

Рисунок 1. Принцип работы приемника-фотодетектора

Аппаратное обеспечение необходимое для работы технологии Li-Fi:

1. Светодиодная LED лампа.

Выпускаемые промышленностью светодиоды, которые используются в повсеместно распространённых лампах освещения, допустимо использовать в технологии Li-Fi при условии оборудовании устройства дополнительным чипом. В настоящее время в мире используется более 14 миллиардов таких ламп, и их число будет только возрастать. Это связано в основном с преимуществами основного назначения, как источника освещения: мгновенное включение, возможность изменения яркости, длительный срок службы и высокая безопасность. Имеющиеся плюсы лампы в совокупности с дешевизной модернизации до устройства приема-передачи данных создают почти готовую инфраструктуру передачи данных.

2. Маршрутизатор.

Устройство распределяющие имеющийся канал связи между LED лампами.

3. Приемник

Устройство декодирования светового сигнала и преобразования в данные. Данный элемент может представлять собой, как интегрированный сенсор в основное оборудование, так и отдельный самостоятельный прибор, который можно будет подключать к необходимым устройствам.

Использование света LED ламп, как способа передачи данных имеют ряд преимуществ по сравнению с традиционной средой передачи данных - радиоволнами:

1. Выгода электропотребления.

Лампа потребляет значительно меньшее количество электроэнергии.

2. Увеличение скорости.

Использование света, как среды передачи данных позволяет значительно увеличить скорость передачи данных, но на более короткое расстояние.

3. Покрытие больших площадей при минимальных затратах.

Светодиодные лампы распространены в качестве уличного освещения. Они используются для освещения дорог, подсветки зданий, деревьев и рекламных конструкции, соответственно - их модернизация и использование в качестве устройства приема-передачи данных позволит покрыть значительную площадь беспроводной сетью при этом без возможности конфликта между устройствами, если проводить параллели с традиционным Wi-Fi.

4. Безопасность передачи данных.

Для кражи информации, злоумышленнику необходимо располагаться рядом с пользователем, что порождает значительные сложности в перехвате данных. Кроме этого свет не проникает сквозь стены, что потенциально защищает от взлома.

5. Возможность использования в медицине и авиации.

Данная технология оптической беспроводной связи может без ограничений использоваться в местах расположения высокоточного медицинского оборудования, а так же на борту самолетов, устройства которых могут нарушить нормальную работу при возникновении посторонних радиоволн.

6. Возможность использования в космических аппаратах

Использование Li-Fi в космической технике позволит сократить количество информационных кабелей, а так же средств их защиты от постороннего излучения, что приведен к снижению веса летательного аппарата тем самым увеличив полезный вес, который может поднять ракетоноситель.

7. Возможность использования на предприятиях нефтегазовой промышленности.

На предприятиях данной сферы особенное внимание уделяется безопасности - Li-Fi значительно сокращает возможность возникновения искры, которая может привести к взрыву или возгоранию при определенных обстоятельствах.

8. Навигация и транспорт

Дороги имеют световое освещение, отражающие элементы, светофоры, которые можно использовать для создания беспроводной сети. Сформированная система значительно улучшит систему коммуникации и навигации, что должно увеличить безопасность движения автотранспорта.

Технология Li-Fi также имеет и ряд недостатков:

1. Прямая видимость между устройствами.

Передаваемый при помощи света, поток данных, прерывается при возникновения препятствия. Этот факт не только является достоинством, но и недостатком. Формирование новой сети обязательно должно учитывать данный фактор.

2. Внедрение

Необходимо длительное время для модернизации действующей сети освещения до системы беспроводной передачи данных, а так же большой промежуток времени для интеграции данной технологии в мобильные устройства.

3. Помехи от солнечного света

При использовании вне помещений возникает вероятности возникновения помех от солнечного света, что порождает необходимость установки дополнительных оптических фильтров.

4. Наличие постоянно включенного света

Для передачи данных необходимо держать свет включенным независимо от времени суток, что порождает проблему постоянного использования в домашних условиях.

В то время, как это не является проблемой при использовании в промышленности, коммерции или на улице.

Безусловно, технологии не стоят на месте, но к настоящему моменту Li-Fi не может полностью заменить традиционные способы передачи информации в полном объёме, однако, он станет отличным дополнением к уже внедренным и широко применяемым технологиям.

Литература:

  • 1. Артюшенко, В. М. Современные исследования в области теоретических ос-нов информатики, системного анализа, управления и обработки информации [Текст] / В.М. Артюшенко, Т. С. Аббасова, И.М. Белюченко, Н.А. Васильев, В.Н. Зиновьев, К).В. Стреналюк, Г.Г. Вокин, К.Л. Самаров, М.Е. Ставровский, С.П. Посеренин, И.М. Разумовский, В.К). Фоминский. Монография / под науч. ред. док. техн. наук, проф. В.М. Артюшенко. - Королев, ГБОУ ВПО ФТА, 2014. - 318 с.
  • 2. Артюшенко, В. М. Информационные технологии и управляющие системы: монография [Текст] / В.М. Артюшенко, Т.С. Аббасова, К).В. Стреналюк, В.И. Прива-лов, В.И. Воловач, Е.П. Шевченко, В.М. Зимин, Е.С. Харламова, А.Э. Аббасов, Б.А. Кучеров /под науч. ред. док. техн. наук, проф. В.М. Артюшенко. - М.: Издательство «Научный консультант», 2015. - 185 с.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >