Un tout nouveau type de Li-Fi (en gros, un Wi-Fi à base de lumière) capable d’atteindre une vitesse de 40 gigabits par seconde a été inventé, et il est donc 100 fois plus rapide que les meilleures technologies Wi-Fi disponibles aujourd’hui.

La plupart des systèmes Li-Fi s’appuient sur la transmission de données via des ampoules LED, ce qui signifie qu’il y a certaines limites quant à l’application de cette technologie à des systèmes en dehors des laboratoires. Mais les chercheurs ont mis au point un nouveau type de Li-Fi qui utilise la lumière infrarouge au lieu des ampoules LED, et ce système aurait atteint les 40 gigabits par seconde (gbps) lors des premiers tests.

C’est en 2011 que le système Li-Fi a été inventé, en se basant sur l’idée de transmettre des données via le scintillement imperceptible de la lumière LED.

Des tests effectués en laboratoire ont démontré que ce type de Li-Fi peut atteindre des vitesses de 224 gbps. D’autres tests effectués sur le terrain (pas en laboratoire) en 2015, ont montré que cette vitesse était réduite à 1 gbps, ce qui a tout de même suscité un vif intérêt, car tout ce qu’il faut pour l’obtenir est une ampoule LED.

Mais il y a bien entendu des défis concernant le Li-Fi à base de LEDs : le fait qu’il nécessite une lumière pour être fonctionnel, signifie que vous ne pouvez pas l’utiliser dans l’obscurité. Et tout comme le Wi-Fi ordinaire, les systèmes Li-Fi LED existants, utilisent une ampoule pour transmettre des données à tous les appareils connectés, ce qui ralenti le système lorsqu’il y a un trop grand nombre de périphériques.

Afin de résoudre ces problèmes, la doctorante Joanne Oh de la Eindhoven University of Technology aux Pays-Bas, a créé un tout nouveau type de système Li-Fi basé sur la lumière infrarouge inoffensive, plutôt que des LED.

L’idée d’utiliser l’infrarouge pour le Li-Fi n’est pas nouvelle, mais la plupart des autres systèmes expérimentaux utilisent des miroirs mobiles énergivores pour transmettre la lumière infrarouge, ce qui n’a pas été très prometteur pour la commercialisation jusqu’ici. Mais le système de Oh fonctionne différemment : il utilise des antennes passives pour envoyer les données, sans pièces mobiles. Ce modèle permet des connexions sans interférences, et comme il n’y a pas de pièces mobiles, les besoins énergétiques sont bien plus bas.

Selon une annonce faite par l’Eindhoven University cette semaine, les premiers tests du système ont déjà atteints une vitesse de téléchargement de 42,8 gbps, sur une distance de 2,5 mètres. Afin de mettre cela en perspective, il faut savoir que la vitesse de connexion moyenne aux Pays-Bas est d’environ 17,6 mbps (soit 2000 fois plus lente), et que les meilleurs systèmes Wi-Fi disponibles proposent un maximum d’environ 300 mbps (environ 100 fois plus lent). L’équipe attend actuellement que l’annonce soit publiée dans une revue afin d’être évaluée par des pairs. Les publications antérieures concernant ce système peuvent être lues ici, et .

En résumé, ce que nous savons de ce nouveau système est qu’il fonctionne en diffusant des données sans fil via quelques « antennes lumineuses » centrales, qui sont attachées au plafond. Ces antennes dirigent les rayons de lumière infrarouge fournis par une fibre optique qui permet d’émettre les rayons dans de différentes directions en fonction de leurs longueurs d’onde et de leurs angles, ce qui signifie qu’ils n’ont pas besoin d’alimentation ou d’entretien.

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Crédits : Eindhoven University of Technology

Comme vous pouvez le voir sur l’image ci-dessus, chaque périphérique possède son propre rayon de lumière, à une longueur d’onde légèrement différente afin que la connexion ne soit pas ralentie, et ce peu importe le nombre d’appareils connectés simultanément.

La lumière infrarouge utilisée par ces systèmes est d’une longueur d’onde supérieure à 1500 nanomètres, ce qui la place dans une gamme de fréquences d’environ 200 terahertz. Par exemple, le Wi-Fi utilise des ondes radios ayant une fréquence de 2,5 ou 5 gigahertz, qui rencontrent de ce fait bien plus d’interférences. Et comme les longueurs d’onde de la lumière infrarouge utilisées pour transmettre des données ne peuvent pas être détectées par les cellules de notre rétine, elles sont invisibles pour nous.

D’autres projets sont actuellement en cours à l’Université d’Eindhoven, notamment sur la manière dont les antennes doivent fonctionner afin de repérer efficacement les déplacements des appareils connectés au Li-Fi dans un espace donné, afin que la connexion n’en soit pas perturbée lorsque les gens se déplacement avec leur smartphone entre différentes pièces de la maison, par exemple.

Le chef de l’équipe de recherche, Ton Koonen, a déclaré qu’il va encore falloir au moins 5 ans de recherches avant que la nouvelle technologie puisse être commercialisée, en ajoutant que « les premiers appareils qui seront connectés à ce nouveau type de réseau sans fil seront des appareils utilisant beaucoup de données, comme les ordinateurs portables ou les tablettes ».

De nombreux défis attendent donc encore les chercheurs avant que cette technologie puisse être commercialisable. En effet, même si la lumière infrarouge peut passer à travers plus de matériaux que la lumière visible, les deux types de Li-Fi existants ne permettent pas de traverser les murs. Chose qui, dans certains cas peut aussi être un avantage, mais n’est pas très pratique. Un autre élément à prendre en compte est de déterminer si nos appareils sont technologiquement assez avancés pour pouvoir supporter et bénéficier de telles connexions super-rapides.

Quoi qu’il en soit, il existe à présent deux nouveaux systèmes Li-Fi très prometteurs, qui seront encore testés et améliorés avec le temps. Une technologie à suivre de près !

Source : Eindhoven University of Technology

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