Li-Fi: İnternette ışık çaktı

Elektro manyetik dalgalar için çoklu görevler

Metin: Joachim Ritter

Yeni bir teknoloji atılımı mı yoksa ortalıkta dolaşan bir saçmalık mı? Görünen ışık üzerinden veri aktarımı, Li-Fi ile 40 Gbit/s’ye kadar veri hızına ulaşılacağı söyleniyor. Profesyonel uygulamaların karşısında henüz hızı sabitleme problemleri duruyor. Solar hücrelerin çözüm olabileceği düşünülüyor… Teknoloji konusundaki çalışmalara Apple da dahil olduğu için konunun ciddi olduğu anlaşılıyor.

Li-Fi karanlıkta da çalışıyor mu?
İki elektro manyetik dalga aynı veya benzer frekans ile belli koşullarda birbiri ile karşılaştığında parazit oluşuyor ve bu teknolojide paraziti tam olarak engellemek mümkün. Sistemin doğru çalışabilmesi için gönderici işlevli LED’in sürekli aktif kalması gerekiyor. Dolayısıyla Li-Fi gece de çalışıyor. Işık kaynakları, kullanıcı için artık bir ışık kaynağı olarak algılanamayacak derecede kısılıyor.

Kullanılabilir sinyal yayın tayfı büyüyor
Teknik olarak bakıldığında insan için görülebilen ışık, radyo dalgaları gibi bir elektro manyetik dalgadır. Terahertz alanında frekans, Ghz alanında kullanılan santimetre dalgalarından belirgin şekilde daha yüksektir. Bunun dezavantajları şöyledir: Işık gibi nano metre dalgaları yoğun maddeden geçemez, her engel erişim mesafesini kısıtlar. Aslında bu durum bir avantaj olarak da yorumlanabilir. Çünkü en küçük engeli aşmak isteyen ışık dalgalarına geçiş olmadığında, basit bir alan bölmesi ile ağ izole edilebilir. Veri koruması açısından bu durum işletmeler için avantajlıdır. Kapalı bir alanda şirket için veri trafiğinin başkaları tarafından okunması engellenmiş olur. Ancak, hala daha veri paketlerini optik yönlendirmeler ile yakalamak mümkündür. Bir başka avantaj ise, radyo dalgalarına göre çok daha büyük bir tayfın kullanılabileceğidir. Bu sayede her bir kullanıcı için daha yüksek aktarım hızı ve kesintisiz çalışma elde edilir. Ayrıca, görünen ışığın tayfı için lisans gerekmemektedir ve herkes tarafından özgürce kullanılabilir.

Tavan ışığı uygulaması değiştirilecek
Tekniğin başka avantajları da var. Uygulanabilmesi için mevcut altyapıda çok az değişiklik yapılması gerekecek. Işık kaynağına bir sinyal kodlayıcı entegre edilecek. Cihazın ışık dalgalarını alabilmesi için bir alıcıya ihtiyacı olacak. Elektrik beslemesi mevcut elektrik şebekesi üzerinden yapılacak. Teknoloji, lamba ile kıyaslandığında biraz daha fazla enerjiye ihtiyaç duyacak. Merkezi bir internet bağlantı noktası ile göndericideki diyot arasındaki iletişim de elektrik şebekesine bağlı mevcut bir sistem üzerinden yapılabilir. LED gönderim sistemi, yani ışık kaynağı, sinyalleri doğrudan elektrik şebekesi üzerinden alıyor. Sinyalin kodlayıcıda dönüştürülmesi için çok az bir enerjiye ihtiyaç duyulacak.

Geriye kalan henüz çözülmemiş problemler
Genel olarak teknoloji birkaç problemi de beraberinde getiriyor. Gönderici ile alıcının mutlaka birbirini görmesi gerekiyor. En küçük arıza dahi bağlantıyı kullanılamaz hale getiriyor ve iletişim çöküyor. Teknik duvarlardan geçemediği için her odaya veri aktarımına uygun bir tekniğin uygulanması ve kullanıcı odayı değiştiğinde farklı kanallar arasındaki değişimin senkronize edilmesi gerekiyor. Teknik mobil de değil. Kullanıcı uç cihaz ile lambanın sensörünü görmeyecek bir yere hareket ettiğinde bağlantı kopuyor. Bazı durumlarda sensörü görmeden de çalışabiliyor ancak çalışma performansı verimsiz oluyor. Problemi çözmek için seri üretim her yönü kapsayan hücreler gerekli. Bunun dışında, yüksek aktarım hızında ışık dünya atmosferinin bozulmalarına açık, örneğin ışınlar gaz ve mikro partiküller ile yönlerini değiştirebiliyor. Işığın gideceği mesafe uzadıkça daha fazla ışın emiliyor veya kırılıyor. Bu da istikrarlı bir sinyal iletimini ve hızı daha fazla sınırlıyor. Ayrıca, mekânda aynalar gibi ışığın olası yansımalarının da dikkate alınması gerekir. İki sinyal aktarımı arasındaki boşluk, yansımalar ile oluşan gecikmeden daha fazla ise temiz bir aktarım olamayacaktır. Li-Fi, her uygulama senaryosunda Wi-Fi’ın yerini alamaz. Araçların yardımcı sistemlerinde uygulanması tehlikeli olabilir. Küçük bir engel veya fotosellerin kirlenmesi iletişimi kısmen veya tamamen kopartabilir.

Güneş hücreleri verileri alıyor
2011 yılında Li-Fi üzerinden veri aktarma fikrini tanıtan Li-Fi öncüsü Prof. Harald Haas pureLiFi adlı şirketi ile Barselona’da gerçekleştirilen “Mobile World Congress/MWC) 2016” Mobil Dünya Kongresinde ilk defa bu alanda çalışan alıcı-verici sistemini tanıttı. LiFi-X olarak adlandırılan modül upload ve download olmak üzere senkron 40 Mbit/s veri aktarımı yapabiliyor. Daha uzun iletişim mesafelerinde lazer ışınları devreye girebilir. Bu sayede milyarlarca insan ücretsiz olarak internet erişimine kavuşurdu. Örneğin, yüksek yerlere optik iletim için bir baz istasyonu kurulabilir. Ayrıca, güneş hücreleri hem güneş ışınlarından hem de lazer ışınlarından elektrik üretebilir.

Bahsedilen teknik sistem de çalışıyor
Yeni teknik Li-Fi’ın araç içinde kullanımı da ilginç olabilir. Güneş hücreleri ile donatılmış araçlar trafikte veri alış verişi yapabilir. Kendi başlarına başka objeler ile iletişim kurup etkileşim içinde olabilirler. Haas’ın bu tekniğin sis veya benzer hava durumlarında çalışmayacağına dair bir endişesi yok. Sis ortamında, güneş hücresinin ışığın modülasyonunu algılayacak yeterli miktarda ışık olacağını söylüyor. Ancak, risk çok yüksek ve şüpheli ise ilk denemeyi yaptırır.

Bu teknoloji nasıl gelişecek? Li-Fi öngörülebilir bir zamanda Wi-Fi’ın yerini alır mı? Muhtemelen almayacak. Belki teknik üretim yerleri veya sanayi tesisleri için cazip olabilir. Ancak, tüketici için henüz kullanımı kısıtlı. Pek çok zorluk var. Sabit montajlı sanayi tesisatlarının dışında uygulamada henüz bir hız avantajı sağlanmıyor. Büyük tayf kapasitesi, erişim mesafesinin az olmasından kaynaklanan dezavantajları ortadan kaldırmıyor. Arızaya maruz kalma riski çok yüksek. Yakın gelecek için uzmanlar kitle pazarına yönelik piyasa standardında bir olgunluğa erişilemeyeceği endişesini taşıyor. Yine de, yerleşik sistemlerde kullanım için Li-Fi çok şey vadediyor. Haas’ın konsepti, Li-Fi’yı güneş hücreleri ile birlikte birkaç kilometrelik mesafelerde kullanma fikri gayet anlamlı.

Li-Fi teknolojisi aydınlatma tasarımı için uygun mu?
Eğer konu tasarlanmış, mekâna entegre uygulamalar ise ilk bakışta Li-Fi, bir kısıtlama ve düşünülmesi gereken ilave bir unsur gibi duruyor. Ağ istikrarını sağlama açısından aydınlatma tasarımcıları dolaylı ışık konusunda çok emin olamıyorlar. Bunun dışında ağ yapıları aydınlatma tasarımcılarının öncelikli planlama görevleri değil. Bu tarz çalışmalar koordinasyon gerektiriyor. Bu nedenle ofis uygulamaları başta daha anlamlı duruyor. Sonuç olarak ofislerin, yaratıcılık mekânları olarak büyük bir değişim içinde olduğunu da görüyoruz.

“Akıllı Evler” için Li-Fi”
Verilerin ışık üzerinden aktarımı ile cihazlar çok daha kolayca kendi aralarında haberleşebilecek.


Also published on Medium.