Origine et définition

Le LIFI comme ses homologues hifi ou wifi signifie « light fidelity » et définit un mode de communication par la lumière haut débit et bidirectionnel. La première personne à avoir employé ce mot est le professeur Harald HAAS lors d’une conférence TED sur le sujet en 2011. Le LIFI est à bien distinguer d’un autre moyen de transmission de données par la lumière que l’on appelle « VLC ou Visual Light Communication». Ce terme est trop souvent affublé du nom LIFI à tort, car ce moyen est un mode de communication unidirectionnel bas débit.

Histoire

La première démonstration s’apparentant à du LIFI date de 1880. Il est couramment admis qu’ Alexander GRAHAM BELL est le père de cette invention historique qu’il définissait déjà comme sa plus grande invention, bien plus importante que celle du téléphone.

Son expérience consista à transmettre sur plusieurs centaines de mètres le son de sa voix en utilisant la lumière du soleil. Cette invention du photophone est le premier mode de communication sans fil inventé.

Principe technique de fonctionnement et développement technique

Le principe de fonctionnement du LIFI n’est possible que grâce à l’émergence à large échelle des DEL ou LED (Light Emitting Diode) et repose sur les capacités de la commutation extrêmement rapide des cycles d’allumages et d’extinction de ces sources lumineuses.

En effet nativement comme les lasers, la LED clignote de manière imperceptible pour l’œil humain plusieurs milliards de fois par seconde. Ce clignotement peut donc servir à la manière du morse ou des sémaphores à communiquer.

Le langage logique informatique n’est qu’une succession de code binaire à savoir des 1 et des 0 du type 01010100001010… Il n’y a qu’un pas avant d’imaginer une transposition de ce code binaire 1 et 0 informatique véhiculant de l’information en cycle allumé (ON) ou éteint (OFF) en code lumineux véhiculant lui aussi de l’information.

En agissant sur la fréquence des cycles d’allumage et d’extinction (ON/OFF), nous obtenons d’un signal électrique véhiculant (Courant porteur) de l’information encodée un signal lumineux modulé correspondant à la data que l’on veut transmettre. Cette data peut être réceptionnée par une cellule photo électronique et décryptée par un programme informatique dans le device de réception.

Dans les faits, la lumière n’apparaît pas comme éteint, mais on ralentit sa fréquence de clignotement.

Pour continuer de recevoir la data même lumière éteinte, on varie ou on dimme en anglais la LED à son plus faible pour qu’elle paraisse éteinte à l’œil nu malgré le fait qu’elle fonctionne et clignote encore.

Plus techniquement, on encode la donnée avant de la faire transiter dans le canal optique afin qu’elle se dégrade moins. Elle transite via un signal électrique et est convertie en signal lumineux modulé selon la typologie de modulation « OOK, On Off Keying » ou « VPPM, Variable Pulse Position Modulation ». Dans ce canal optique, elle est réceptionnée par une cellule photo électrique, décodée par un device informatique intégrant un programme de désencodage qui traduit la data descendante reçue en 0 et 1 logique.

Dans l’autre sens, la donnée informatique en 0 et 1 logique est encodée puis transite via une cellule infrarouge émettrice (dont la lumière est inoffensive pour l’homme) du device via le canal optique au récepteur infrarouge sur le luminaire. Puis le signal circule via un signal électrique avant d’être désencoder par le device du récepteur.

A terme, il faut espérer que tout ce process se fasse via les cellules photo électroniques des caméras qui sont intégrées de plus en plus dans nos devices informatiques.

Pour en apprendre plus nous vous invitons à consulter cette video explicative.

Avantages du LIFI

– EFFICIENCE : Le spectre de la lumière visible n’est pas réglementé et est beaucoup plus large (300THz) que le spectre radio (300MHz), donc il y a potentiellement moins de surcharge réseau.

– CLARTE : La lumière n’interfère pas avec les autres types de transmission de données que nous connaissons (WIFI, Radio…)

– SECURITE : Il rend possible la connectivité dans des lieux où les normes de sécurité électromagnétiques sont critiques.

– CONFIDENTIALITE : Le LIFI n’est captable que dans un cône lumineux donné, il offre donc un cloisonnement des données et une sécurité de la data supérieure dans les endroits dans lesquels la data est hautement confidentielle.

– RAPIDITE : Les débits théoriques mesurés de transmission de data sont bien plus élevés en LIFI qu’actuellement via le Wifi (300Mb/s), de l’ordre d’ 40GB/s, les débits bidirectionnels réels actuels sont aux alentours des 50Mb/s.

– SANTE : Les connexions transitant par la lumière, il n’y a plus de risque sanitaire du fait des ondes électromagnétiques, et donc internet est accessible de manière sans-fil pour les personnes électrosensibles.

– CONNECTIVITE : Le débit est garanti dans une zone de connectivité définie pour l’ensemble des usagers.

Notre partenaire Lucibel vous en dit plus sur les avantages du Lifi en vidéo.

Les prochains défis seront certainement l’augmentation des débits, l’intégration des programmes de désencodage, l’intégration de cellule infrarouge pour tous les types de device et l’obtention de certifications de cette nouvelle façon de communiquer, de géolocaliser, d’interagir vers un monde LED éclairé et encore plus connecté.

Les possibilités d’application sont infinies : aéronautique, robotique, voiture, industrie, tertiaire, hospitalier, IOT, … à l’image de ce que disait déjà en 1880 Alexander GRAHAM BELL « Can imagination picture what the future of this invention is to be? »