le nouveau standard de connectivité avec la technologie LED

“Ce dont nous aurons besoin à l’avenir, c’est d’insérer une puce électronique dans chaque appareil d’éclairage à LED. On pourra ainsi combiner deux fonctions : l’éclairage et la transmission de données via un réseau sans fil”.

Ce sont les mots avec lesquels Harald Haas, chargé de cours à l’Université d’Édimbourg, à TED Global 2011, il a présenté la technologie au monde pour la première fois Li-Fi (Light Fidelity).

Dans le cadre d’une conférence sur les communications optiques sans fil (OWC), Haas a mis sur la carte de la communication une approche qui pourrait représenter bien plus qu’une simple alternative au Wi-Fi, étendant ses possibilités technologiques, pour satisfaire une demande de connectivité qui tendra connaître une croissance exponentielle au cours des prochaines années.

Pour avoir une idée de ce que pourrait être le Li-Fi à grande échelle, imaginez simplement que toute source d’éclairage LED pourrait, d’ici quelques années, être capable de gérer un signal de données sans fil capable de satisfaire, avec des latences très faibles, la demande de systèmes IoT et d’applications de réalité augmentéedestiné à faire de plus en plus partie intégrante de notre vie quotidienne.

Li-Fi : qu’est-ce que c’est et comment ça marche

Dans sa définition la plus simple, Li-Fi (Light Fidelity) est une technologie sans fil qui utilise la modulation de la lumière LED pour transmettre des informations numériques. La principale force de cette approche technologique suggestive est donnée par le fait que toute source LED actuellement utilisée pour l’éclairage, si elle est supportée par une infrastructure adaptée, peut devenir un répétiteur de données numériques, garantissant une couverture quasi illimitée.

L’association étymologique avec Wireless Fidelity (Wi-Fi) n’apparaît pas fortuite : au lieu de privilégier la radiofréquence, elle prépare le transport des données grâce à la lumière visible (VLC). La technologie Li-Fi n’est pas encore commercialement répandue au niveau grand public, mais traverse une phase expérimentale.

Le Li-Fi utilise la lumière visible comme support de transmission de données, grâce à un système VLC (visual light communications). Le fonctionnement Li-Fi est basé sur l’activation/désactivation de la fréquence lumineuse des sources LED, dont dérive le signal binaire 0/1. Pour y parvenir, un système VLC comporte deux composants de base : une source lumineuse équipée d’une unité de traitement du signal pour la transmission du signal de données, et un dispositif dédié à la réception du signal transmis.

Les données sont transmises grâce à des cycles d’allumage et d’extinction très rapides de la source LED, invisibles à l’œil humain. Ce signal, une fois reçu par un appareil spécifique, est démodulé et converti en un flux continu de données binaires : les contenus numériques que les appareils informatiques sont capables d’utiliser, tels que les fichiers texte, audio, images, vidéos et autres applications multimédias croisées.

Les avantages et les points critiques du Li-Fi aujourd’hui

En attendant d’évaluer ses applications concrètes dans le grand public, la technologie spécifique et les résultats des expérimentations permettent d’affirmer que le Li-Fi devrait introduire une série d’avantages non négligeables, face à certains enjeux critiques, typiques des nouvelles technologies.

• Cybersécurité: la transmission des données a lieu à proximité de la source LED et ne peut être interceptée que si vous êtes physiquement présent dans l’environnement où le système Li-Fi est actif. Le signal lumineux est en effet incapable de franchir les barrières physiques, comme les murs de la pièce elle-même.
• Vitesse: les spécifications technologiques indiquent que le Li-Fi peut atteindre une vitesse de transmission de données environ 100 fois supérieure à celle offerte actuellement par les meilleurs systèmes Wi-Fi, sans contraintes en ce qui concerne les appareils connectés au réseau.
• Géolocalisation: grâce aux caractéristiques intrinsèques du signal lumineux, la technologie Li-Fi permet d’orienter la lumière et par conséquent les informations transmises avec une extrême précision, avec possibilité de communication bidirectionnelle.
• Bande passante: par rapport aux ondes radio, les ondes lumineuses ont un spectre beaucoup plus large (environ 10 000 fois plus élevé) d’où la possibilité d’utiliser des connexions à bande beaucoup plus large. Cette perspective devrait favoriser la prolifération des systèmes IoT, en particulier dans le grand public.
• Densité des données: les spécifications de la technologie Li-Fi parlent d’une transmission de données de l’ordre de 10/15 Gbps, des valeurs bien supérieures à la plupart des technologies sans fil actuellement les plus répandues.
• Disponibilité du matériel et capillarité du réseau: les systèmes Li-Fi utiliseront, au moins en partie et avec quelques adaptations nécessaires, les composants des systèmes d’éclairage LED déjà existants, pour obtenir un réseau capillaire très étendu. Le fait que tout point lumineux puisse devenir un point d’accès au réseau sans fil permettrait également une réduction significative des coûts, par rapport à l’adoption obligatoire d’appareils dédiés.
• Absence d’interférence: par rapport à des signaux radiofréquences de plus en plus encombrés, la technologie Li-Fi ne présente aucun risque d’interférence, ce qui la rend particulièrement attractive dans des domaines tels que le médical, l’aéronautique et les systèmes caractérisés par des instruments particulièrement sensibles.
• Efficacité énergétique: l’utilisation simultanée d’un réseau pour l’éclairage et la transmission de données permet d’optimiser significativement la consommation d’énergie par rapport à l’utilisation de systèmes dédiés.
• Sécurité pour les utilisateurs: même si le débat reste encore ouvert, l’absence d’ondes électromagnétiques implique malgré tout une forme de protection pour la santé des utilisateurs.

Li-Fi : les enjeux critiques à surmonter

En référence aux spécifications et aux caractéristiques intrinsèques de la technologie Li-Fi, il est actuellement possible d’émettre les hypothèses suivantes.

• Portée d’émission: le signal lumineux ne peut pas surmonter les barrières physiques opaques telles que les murs de la pièce. Le réseau Li-Fi doit inclure un signal lumineux dans chaque compartiment concerné.
• Interférence lumineuse: Bien qu’un système Li-Fi soit intrinsèquement exempt de risque d’interférence radiofréquence, un certain nombre de précautions doivent être prises pour éviter les interférences des signaux lumineux.
• Maturité technologique: à l’heure où nous écrivons, le Li-Fi est une technologie faisant l’objet d’expérimentations et de projets pilotes, sans aucune diffusion dans les systèmes grand public. L’intégration dans l’environnement informatique, pensez par exemple aux cartes réseau spéciales sur les appareils informatiques, apparaît actuellement assez lointaine.

Li-Fi : la solution possible à la saturation de la bande sans fil

Les prévisions des analystes s’accordent sur le fait qu’au cours des prochaines années, le nombre d’appareils connectés à Internet connaîtra une croissance exponentielle, notamment grâce à la diffusion de nouvelles normes de communication mobile, telles que la 5G, dont la bande passante favorisera l’augmentation marquée du numérique. trafic de données. En particulier, les communications sans fil devront supporter l’augmentation des communications entre les différents appareils présents dans les systèmes IoT (Internet des objets).

Face à ce scénario, il apparaît très probable que les spécifications des réseaux sans fil actuellement disponibles ne puissent pas satisfaire la demande de connectivité requise par le marché, favorisant l’expérimentation de nouveaux standards de communication sans fil. Dans ce contexte, le Li-Fi se présente comme une alternative très crédible tant d’un point de vue technologique qu’en ce qui concerne la capillarité de sa diffusion possible.

De plus, le Li-Fi n’envisage pas l’utilisation de champs électromagnétiques, comme dans le cas des radiofréquences, ce qui permettrait son utilisation même dans des zones où d’autres normes de communication sans fil étaient auparavant interdites. Il suffit de penser aux utilisations des médicaments, ainsi qu’à la possibilité de réduire l’exposition humaine même dans les applications domestiques.

Applications Li-FI : le temps de l’expérimentation

Comme mentionné, la technologie Li-Fi traverse une phase expérimentale. Les premières applications suggèrent un potentiel extraordinaire dans divers domaines d’utilisation.

1) Li-Fi et Santé/Médecine

L’absence d’interférence avec les dispositifs radiofréquence facilite l’expérimentation du Li-Fi notamment en milieu hospitalier. Parmi les applications possibles, en plus du bloc opératoire, il y a la possibilité de surveiller les signes vitaux et les mouvements des patients avec des appareils enfin sans fil, ainsi que de nouvelles politiques de gestion des dossiers de santé électroniques.

Dans un futur plus ou moins proche, la technologie Light Fidelity devrait garantir une forte intégration des services, utilisables par le patient à travers une interface de contrôle unique, disponible sous forme d’application pour un smartphone qui pourra se connecter au réseau Li-Fi.

2) Li-Fi et postes de travail

Les bureaux sont un espace très efficace pour les solutions Li-Fi, grâce à la facilité d’installation de systèmes d’éclairage capables de garantir une couverture très élevée dans toutes les pièces où le service doit être fourni.

Les spécifications techniques du Li-Fi constitueront une alternative valable en termes de performances, puisqu’elles envisagent des connexions haut débit ultra-rapides, aussi bien en download qu’en upload, favorisant l’utilisation d’applications “lourdes” comme le streaming en temps réel de contenus audio- vidéo.

Le binôme liant le Li-Fi au lieu de travail permettra d’atteindre des niveaux de santé et de performance toujours plus élevés, favorisant la multiplication des systèmes IoT intégrés, capables de gérer les données des applications de travail et de résoudre, en même temps, les fonctionnalités domotiques.

Ce sera par exemple il est possible de régler automatiquement les systèmes LED pour optimiser la consommation en fonction de la présence réelle de personnes dans les espaces à éclairer, ainsi que de diriger correctement le faisceau lumineux sur le plan de travail. De manière plus générale, il est prévisible qu’une véritable servitorisation se répande dans le domaine de l’éclairage, susceptible d’inclure également ce type d’application dans la catégorie des services managés.

3) Li-Fi et commerce de détail

Le commerce de détail est l’un des domaines où l’expérimentation des systèmes Li-Fi semble la plus fervente. En particulier, dans les magasins, il y a eu des applications capables de transmettre des informations au consommateur via des systèmes d’éclairage à LED, de transmettre des informations sur les produits et des avis de remise personnalisés.

Les applications Li-Fi dans le secteur de la vente au détail appliquent des techniques de géomarketing et de marketing de proximité pour suivre les utilisateurs et échanger des données avec leurs applications mobiles, afin d’améliorer l’expérience utilisateur.

La technologie Li-Fi exploite le géo-référencement et la combinaison avec la lumière visible pour permettre de nombreuses fonctionnalités interactives :

• Guider les visiteurs dans le magasin
• Fournir des informations et des suggestions sur des produits individuels
• Activer des stratégies marketing personnalisées, avec des suggestions d’achats et des promotions ad hoc
• Suivre les mouvements des utilisateurs et leurs interactions avec les produits

Les systèmes de vente au détail basés sur la technologie Li-Fi constituent donc un moteur précieux pour la mise en place de stratégies omnicanales avec des logiques data-driven et customer centricfacilitant l’analyse des données en temps réel pour faire des prédictions précises sur le comportement des consommateurs et les tendances des ventes.

4) Li-Fi et culture

Les mêmes techniques utilisées dans le secteur de la vente au détail peuvent être utilisées avec succès pour répondre aux besoins d’autres secteurs d’application, comme dans le cas de la culture.

Dans le contexte de applications muséales, certaines expérimentations ont déjà été entreprises, comme celle initiée au Parc archéologique de Pompéiqui voit l’action combinée des systèmes IoT et des VLC (communications lumineuses visuelles) pour guider les visiteurs le long des itinéraires culturels du siteavec des logiques de gestion nativement orientées vers la durabilité économique et environnementale.

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