Truyền tải dữ liệu không dây bằng ánh sáng thấy được trên thực tế không phải là một ý tưởng mới mẻ. Alexander Graham Bell - cha đẻ của điện thoại đã từng nghĩ ra photophone - 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. Giờ đây, giao tiếp không dây dùng ánh sáng thấy được được gọi là Li-Fi và nó cũng hoạt động theo nguyên lý tương tự đó là điều biến nhanh mật độ của một tia sáng để mã hóa dữ liệu dưới dạng nhị phân 0 và 1. Hoạt động điều biến này diễn ra rất nhanh và mắt chúng ta không thể nhìn thấy được.
Li-Fi hơn gì Wi-Fi?
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 tiềm năng tăng trưởng của các thiết bị di động thì dự đoán đến năm 2019, sẽ có hơn 10 tỉ thiết bị thực hiện hoạt động trao đổi một lượng thông tin khoảng 35 x 10^18 byte mỗi tháng.
Công nghệ không dây hiện tại không thể đáp ứng con số khổng lồ này bởi sự tắt nghẽn tầng số và sự giao thoa điện từ. Vấn đề ở đây là phần lớn hoạt động trao đổi xảy ra tại các khu vực công cộng tại thành phố - nơi nhiều người dùng phải chia sẻ dung lượng giới hạn từ các bộ phát Wi-Fi hoặc các trạm phát sóng di động.
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 bởi phổ ánh sáng thấy được có dung lượng rất khổng lồ, nó vẫn chưa được khai thác, chưa được điều biến để dùng truyền tải dữ liệu. Ánh sáng từ các bóng đèn LED có thể được điều biến rất nhanh với tốc độ truyền khoảng 3,5 Gb/s bằng một bóng LED xanh hoặc 1,7 Gb/s với bóng 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 được bảo toàn trước các bức tường của một căn phòng bởi ánh sáng dĩ nhiên không thể lọt qua vật cản như sóng vô tuyến. Có thể nói đây là một hạn chế của công nghệ Li-Fi nhưng nó mang lại một lợi thế then chốt đó là … độ bảo mật cao. Thử nghĩ nếu bạn kéo tất cả các màn cửa thì không ai bên ngoài căn phòng có thể nghe hay nhìn trộm được.
Một loạt các nguồn sáng trên trần nhà có thể gởi các tín hiệu khác nhau đến những người dùng khác nhau. Nguồn sáng được định hướng đến người dùng mang lại năng lực truyền tải tập trung, hiệu quả hơn và không bị nhiễu bởi các nguồn Li-Fi gần kề. Thêm nữa, Li-Fi cũng không gặp tình trạng giao thoa tần số vô tuyến như Wi-Fi. Về bản chất thì truyền tải dữ liệu bằng ánh sáng thấy được rất an toàn và nếu được triển khai trên máy bay, bạn sẽ không bao giờ phải nghe câu nhắc nhở "Quý khách vui lòng tắt điện thoại di động …" 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.
Li-Fi mở cánh cửa cho Internet of Things?
Internet of Things (IoT) hay gọi nôm na là vạn vật kết nối là một tầm nhìn đầy hoài bão về một thế giới siêu kết nối nơi các vật thể có thể tự động giao tiếp với nhau. Một 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.
Giả dụ rằng sẽ có rất nhiều vật thể tích hợp cảm biến, vi điều khiển để kết nối với nhau thì băng thông cần có để tất cả các thiết bị này giao tiếp là rất lớn. Gartner 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.
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 đang cung cấp giải pháp Li-1st mang lại kết nối Internet điểm đến 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.
