Li-Fi: Kết nối không dây bằng sóng ánh sáng

Con người thời công nghệ thông tin ngày nay đã quá quen thuộc với internet và kết nối thông qua sóng Wi-Fi, những thứ không thể thiếu trong cuộc sống thường nhật.

Hiện nay, những thiết bị điện tử dân dụng sử dụng kết nối không dây ngày càng trở nên phổ biến, trong khi phổ sóng vô tuyến 3G, 4G, 5G, Wi-Fi, Bluethooth, là hữu hạn. Do vậy, các định chế quốc tế về quản lý băng thông vô tuyến và các nhà mạng đang phải rất chật vật trong việc phân bổ tần số vô tuyến đáp ứng sự tăng trưởng quá nhanh này.

Li-Fi, kết nối không dây nhanh gấp 100 lần Wi-Fi

Vậy, liệu có một công nghệ mới nào mang tính đột phá nhằm cung cấp cho người dùng một kết nối không dây không bị hạn chế về tần số, băng thông cực rộng, tốc độ nhanh hơn Wi-Fi, và nhất là an toàn hơn Wi-Fi không?

Câu trả lời là có: các nhà nghiên cứu đang thử nghiệm một phương thức kết nối mới đáp ứng được tất cả những yêu cầu nêu trên. Đó là Li-Fi (Light Fidelity), truyền tải thông tin bằng sóng ánh sáng của bóng đèn LED. Cũng giống Wi-Fi, Li-Fi dùng giao thức 802.11, nhưng nó dùng ánh sáng thấy được để truyền tín hiệu chứ không dùng sóng vô tuyến. Nhờ vậy, băng thông của Li-Fi cực rộng vì phổ ánh sáng mà mắt người thấy được lớn gấp 10.000 lần phổ sóng vô tuyến.

Về nguyên lý hoạt động, theo giải thích của trang tin công nghệ Interesting Engineering, việc truyền dữ liệu qua ánh sáng hoạt động tương tự như truyền tín hiệu Morse thời xưa. Do người ta có thể thay đổi dòng điện để đèn LED thay đổi cường độ phát sáng theo các chu kỳ cực nhanh, mắt người không nhận ra được. Bằng cách này, dữ liệu sẽ được “nhúng” trong ánh sáng LED có tần số từ 400 – 800 tetrahertz (THz) để truyền đến các bộ cảm biến ánh sáng của thiết bị nhận và chuyển trở lại thành tín hiệu số.

Kết nối không dây Li-Fi an toàn hơn Wi-Fi vì người dùng quan sát được phạm vi phủ sóng của nó

Tại cuộc Triển lãm Di động Toàn cầu 2019 ( Mobile World Congress) tổ chức hồi tháng 2 ở Barcelona (Tây Ban Nha), ông Alistair Banham, Giám đốc điều hành hãng pureLiFi, đã biểu diễn thực hiện kết nối Li-Fi tốc độ 1 gigabit/giây (nhanh gấp 100 lần tốc độ Wi-Fi tiêu chuẩn) bằng một thiết bị có kích cỡ chiếc USB do hãng này chế tạo.

Hãng pureLiFi, một trong những doanh nghiệp công nghệ đi tiên phong trong lĩnh vực nghiên cứu và phát triển Li-Fi, công bố: “Chúng ta thử tưởng tượng lợi ích to lớn của kết nối băng thông rộng mọi lúc mọi nơi từ trong nhà ra ngoài đường phố, hàng tỉ bóng đèn LED sẽ cung cấp kết nối không dây cho hàng tỉ thiết bị thông minh của người dùng khắp thế giới. Hiện nay, ở các gia đình, những thành viên cùng lúc sử dụng một kết nối Wi-Fi chung để lướt web, xem video trực tuyến, chơi game online. Nhưng, xem video và chơi game lại là những thứ ngốn nhiều băng thông truyền tải, trong khi băng thông có giới hạn nên không thể phục vụ người dùng đạt được những trải nghiệm thoải mái và trọn vẹn nhất”.

PureLiFi cho biết, kết nối Li-Fi sẽ không thay thế hoàn toàn Wi-Fi mà chỉ dùng trong các kết nối có yêu cầu tốc độ cao và ổn định như xem/phát video trực tuyến, chơi game online. Còn Wi-Fi sẽ dùng cho những kết nối không đòi hỏi nhiều băng thông như lướt web và xử lý email. Ưu thế của Li-Fi giống đường cao tốc rộng với nhiều làn xe so với Wi-Fi là đường nhỏ chỉ có một làn xe.

Li-Fi sẽ là giải pháp kết nối không dây hữu hiệu nơi mật độ dân cư cao, tần số sóng Wi-Fi dày dặc và trùng lắp nên gây nhiễu cho nhau, đồng thời lại bị cản trở do các khối nhà cao tầng san sát, cũng như do những tường vách trong nhà. Trong một căn hộ, càng nhiều thiết bị sử dụng kết nối Wi-Fi cùng lúc thì tình hình càng tệ hơn. Đó là lý do người dùng internet các nước phương Tây chỉ nhận được kết nối Wi-Fi có tốc độ 20 megabit/giây so với tốc độ kết nối theo hứa hẹn của nhà mạng là 500 megabit/giây.

Ưu điểm của Li-Fi là nó không bị rò rỉ qua tường vách, không bị nhiễu bởi sóng vô tuyến, không gây nhiễu cho nhau, và người dùng có thể quan sát bằng mắt thường nhận biết phạm vi phủ sóng của nó. Ưu thế rất quan trọng của Li-Fi là tính bảo mật cực cao, vì láng giềng sẽ không “xài ké” được như Wi-Fi, vốn có phạm vi phủ sóng không thể kiểm soát và dễ bị “hack” mật khẩu truy cập. Với Li-Fi, chỉ cần che kín các cửa để ánh sáng không lọt ra ngoài là người dùng có thể yên tâm.

Nơi đâu có ánh sáng LED, nơi đó có Li-Fi

Trong tương lai, Li-Fi sẽ hiện diện trong mọi lĩnh vực đời sống

Dù là một công nghệ non trẻ, Li-Fi có thể cung cấp tốc độ kết nối lên tới 1 gigabit/giây thông qua một thiết bị nhỏ gọn, kích cỡ bằng chiếc điện thoại cầm tay. Tại Trung tâm nghiên cứu và phát triển Li-Fi của Đại học Edinburg (Anh), các nhà khoa học đã nâng tốc độ kết nối Li-Fi lên mức 10 gigabit/giây. Họ cho rằng trong tương lai tốc độ truyền tín hiệu sẽ đạt đến mức cực cao là 224 gigabit/giây. Công nghệ Li-Fi đã được các hãng nghiên cứu triển khai thử nghiệm ở 130 địa điểm tại 23 quốc gia khắp thế giới. Hãng Signify – tên mới của hãng nổi tiếng về thiết bị chiếu sáng Philips Lighting – cho biết họ đã hợp tác với 30 doanh nghiệp ở châu Âu, Bắc Mỹ và châu Á để thử nghiệm hệ thống kết nối Li-Fi của hãng này.

Li-Fi không chỉ mang lợi ích lớn lao trong lĩnh vực tiêu dùng cá nhân, mà cả trong nhiều lĩnh vực khác như sản xuất công nghiệp, y tế, giao thông, và nhiều lĩnh vực phục vụ đời sống. Sử dụng kết nối Li-Fi thân thiện với môi trường vì nó tiêu thụ ít điện năng, chi phí chỉ bằng 1/10 so với Wi-Fi. Nó lại an toàn hơn so với Wi-Fi ở những nơi mà sóng vô tuyến có thể gây nhiễu cho các thiết bị điện tử tinh vi và nhạy cảm như thiết bị trên máy bay, máy móc y tế trong bệnh viện. Các xe cộ sẽ lưu thông trên đường một cách an toàn hơn vì chúng có thể “giao tiếp” với nhau bằng tín hiệu đèn mũi và đèn lái.

Tuy vậy, khó khăn hiện nay là do công nghệ Li-Fi còn mới mẻ và thiết bị nhận sóng còn khá cồng kềnh (to như cái USB), nên các nhà mạng còn e dè trong việc bỏ thêm vốn đầu tư để triển khai cung cấp kết nối này. Nhưng trong tương lai, khi Li-Fi đã hoàn thiện, các hãng sản xuất chỉ cần gắn thêm một con chip Li-Fi nhỏ vào bóng đèn LED và thiết bị di động là người dùng có thể sử dụng kết nối tân kỳ này.

Theo Thanh Niên