La luz puede ser mucho más que "sólo" luz. Puede ser también aprovechada para transmitir datos, algo que convertiría a las miles de millones de bombillas que usamos a diario en singulares puntos de acceso que no sólo nos iluminan: también nos mantendrían conectados a todo y a todos.
Esa es la gran promesa de LiFi, la tecnología que plantea una interesante alternativa a esas redes WiFi y móviles (3G, 4G) que nos rodean y nos envuelven. LiFi nos promete una opción sostenible, eficiente y muy económica que, eso sí, no está exenta de retos.
Cuando la luz no es sólo luz
En 2011 Harald Haas, profesor de la Universidad de Edimburgo, dio una charla en el evento TEDGlobal. Allí acuñó el término LiFi (Light Fidelity) para denominar a esta nueva forma de comunicación que combinaba iluminación con la transmisión de datos.
Hass nos hablaba en aquel video de la situación actual de las comunicaciones móviles, basadas tanto en las redes WiFi como en las redes 3G y 4G proporcionadas por una infraestructura que entonces constaba de 1.400 millones de antenas de telefonía. Para este investigador, las tecnologías de transmisión a través de esas ondas de radio plantean cuatro grandes problemas:
Capacidad: los rangos de frecuencia usados en el espectro de radio son escasos y caros, y cada vez es más difícil cubrir la demanda: según él, nos estamos quedando sin espectro.
Eficiencia: las estaciones base consumen mucha energía, y gran parte del consumo se dedica a refrigerar sus componentes, lo que hace que la eficiencia de una estación base ronde el 5%
Disponibilidad: no siempre podemos usar las redes móviles en nuestros teléfonos, y como afirmaba Haas en aviones u hospitales se restringía su uso, aunque esa situación ha cambiado sensiblemente desde entonces.
Seguridad: las diversas vulnerabilidades descubiertas en redes WiFi, por ejemplo, han demostrado que se pueden interceptar esas señales y espiar esas comunicaciones.
La alternativa para Haas era evidente: la luz era la solución. Como sucede con las ondas de radio, forma parte del espectro electromagnético, y aunque usamos una ínfima parte de ese espectro en comunicaciones (infrarrojos de baja potencia), la propuesta de Haas con su versión de LiFi (que no es la única, como veremos) es utilizar el espectro de luz visible y convertir los puntos de luz que nos rodean en puntos de luz que además nos mantienen conectados.
El espectro electromagnético es muy amplio, y las ondas de radio son sólo parte de un espectro que podríamos aprovechar aún mejor si hiciéramos más uso de esa parte del espectro que no aplicamos todavía demasiado en el ámbito de las comunicaciones.
La clave de esos puntos de luz es la de estar basados en tecnología LED, una alternativa que lleva tiempo imponiéndose a las bombillas incandescentes y fluorescentes y que es en esencia un dispositivo electrónico. Uno que además es capaz de ser controlado para que modulemos los pulsos de luz a velocidades altísimas. Esos pulsos modulados, seguro que lo habrán adivinado ya, se convertirían en los ceros y unos de la comunicación.
Tu bombilla como punto de acceso LiFi
Para conocer más de cerca esta tecnología, tuvimos la oportunidad de hablar con Julio Manuel García-Martín, profesor en la ETS de Ingenieros en Informática de la Universidad Politécnica de Madrid.
Este académico e investigador nos explicó cómo LiFi es en esencia una tecnología de comunicación óptica inalámbrica de corto alcance que se basará en el uso de la tecnología LED, y en el caso de su proyecto, también en tecnología de infrarrojos. Eso la diferencia de alternativas como la comunicación láser de largo alcance y que por ejemplo Facebook estuvo investigando hace algún tiempo.
Para García-Martín, que ha ayudado/participado en la creación la empresa NGCVL dedicada a este ámbito, la tecnología LiFi es una alternativa con prestaciones equivalentes o superiores a las de las redes WiFi. El prototipo en el que llevan trabajando algún tiempo tanto él como Arturo Campos, un matemático mexicano que lleva años investigando y desarrollando soluciones LiFi, se basa en el uso de una luminaria LED y de emisores y receptores infrarrojos "bien domesticados".
El receptor que nos mostró como prototipo no es más que un dongle que permite actuar como una especie de adaptador de red USB para disfrutar de esta conexión en un PC o portátil. Las velocidades de transmisión que se consiguen actualmente llegan hasta los 24 Mbps, pero García-Martín aseguraba que llegar a los 100 Mbps era posible a corto plazo. De hecho la capacidad de esta tecnología es asombrosa, y en algunas pruebas piloto se han alcanzado 224 Gbps.
Esos dos elementos son tan sólo un primer atisbo de lo que según estos investigadores está por llegar. Una revolución que plantea ventajas evidentes sobre las redes WiFi y las redes móviles convencionales tanto en eficiencia como en ahorro económico. De hecho, aseguraba Julio Manuel García-Martín, el ahorro de LiFi sobre WiFi podría llegar al 95% debido al "elevado consumo" energético de dispositivos como routers y adaptadores WiFi en nuestros móviles, tabletas, PCs o portátiles.
Esa revolución plantea una oportunidad evidente según García-Martín, que nos recordaba cómo las políticas de sustitución de sistemas de iluminación tradicionales por bombillas LED podría ser también la ocasión perfecta para adaptar esa tecnología y combinarla con LiFi.
Los prototipos que nos mostró Julio Manuel García-Martín permiten mostrar la luminaria con los emisores infrarrojos (abajo, izquierda) así como el emisor y el receptor (que funciona como un dongle) enfrentados, ambos con un conector USB.
Las bombillas que usamos en casa, las de los faros de los coches, los semáforos, los sistemas de iluminación de interior en aviones (adiós a las interferencias con los instrumentos de a bordo, apuntaba García-Martín), hospitales, centros de conferencias, restaurantes y hoteles... todas ellas serían puntos de acceso LiFi capaces de recibir y transmitir información, ofreciendo una alternativa a las redes móviles y redes WiFi que usamos hoy en día.
¿Cómo de lejos estamos de las soluciones prácticas LiFi?
Como nos explicaba García-Martín, de momento no hay soluciones prácticas porque quienes están apostando por la tecnología siguen centrando todos sus esfuerzos en la investigación y la resolución de los retos que plantea esta tecnología.
La tecnología LiFi basada en luminarias adaptadas a esta tecnología plantearía una alternativa interesante a la cobertura móvil y WiFi tradicional. Fuente: Pure LiFi
El estándar, por ejemplo, está en pleno desarrollo gracias a la formación del llamado IEEE 802.11 Light Communication Study Group, aunque parte de esa especificación ya está resuelta. Lo está gracias al uso de protocolos 802.11 similares a los utilizados en redes WiFi, pero aplicados a estas comunicaciones ópticas tanto en el espectro de luz visible como en el de (en el caso de este desarrollo de García-Martín y Campos) infrarrojos.
En 2018 y 2019 se darán dos pasos importantes para el futuro de la tecnología LiFi. La publicación del estándar —que según García-Martín está al 80% de ser completado— y la inminente formación de la llamada LiFi Alliance determinarán esos futuros pasos y el papel que instituciones y empresas tendrán en ese futuro.
Aquí García-Martín destacaba el ejemplo de Pure LiFi, la empresa asociada a la Universidad de Edimburgo que ha conseguido financiación por parte del gobierno británico, mientras que el proyecto de García-Martín y Campos se está desarrollando sin apenas apoyo institucional o gubernamental.
El impacto de LiFi podría ser importante para diversas empresas e industrias. Las eléctricas se podrían convertir en algo así como operadoras de internet, y hay evidentemente un mercado potencial enorme para fabricantes de luminarias como OSRAM o Philips, o de equipos de conectividad como Cisco, por ejemplo.
Las implicaciones para ámbitos como el de la Internet de las Cosas (IoT) también podría ser enorme, ya que este tipo de tecnología también permitiría solucionar las necesidades de conectividad de todos esos pequeños sensores y elementos conectados. Su aplicación a proyectos de 'Smart Cities' es también muy interesante, pudiendo integrar esa conectividad en farolas, pero también usarlo en los faros de coches para que se comuniquen entre sí y se comuniquen con otros elementos como las luces de los semáforos, por ejemplo.
García-Martín nos hablaba de proyectos de futuro llamativos como una familia de dispositivos modulares que permitirían añadir distintos tipos de elementos adicionales, una idea que parece inspirada en el tristemente abandonado proyecto de teléfono modular Ara de Google.
Ventajas de LiFi...
Aún es pronto para poder saber si esta tecnología puede cumplir su promesa, pero lo cierto es que las ventajas de esta tecnología son llamativas. García-Martín nos explicaba cómo al usar LiFi evitamos el ruido electromagnético y las grandes empresas de infraestructuras ahorraban de forma increíble en costes de implantación e infraestructuras.
El uso de bombillas LED evitaría según nos contó esos elevados costes del cableado y el mantenimiento de esos cables que se deterioran o dejan de funcionar. Cuando una luminaria LiFi deja de funcionar, basta con cambiar la bombilla y problema solucionado.
De hecho el propio Haas concluía su charla TED indicando que esos cuatro problemas de los que hablaba en redes WiFi y redes móviles desaparecen con la tecnología LiFi.
De repente nos encontramos con una alternativa con un amplio rango de frecuencias por aprovechar, con una eficiencia fantástica, que soluciona problemas de disponibilidad de las redes WiFi o las redes móviles y que además garantiza una mayor seguridad. Este último apartado es lógico: la luz visible no puede traspasar paredes, así que si alguien quisiera atacar esa red tendría que tener acceso físico a la misma señal LiFi.
En ese ámbito de la seguridad y la privacidad hay otra ventaja prometedora de LiFi: el que cada punto LiFi está identificado y permite que tanto el contenido como el acceso se controle de forma independiente. Por ejemplo, en un avión una lámpara situada en un asiento podría estar transmitiéndole a un pasajero una película que él ha pagado, pero que no estaría disponible en el asiento de al lado o del de detrás porque esa luminaria con LiFi estaría activada sólo para él.
La unión de esa identidad única de cada punto de acceso LiFi tiene además una aplicación interesante en el ámbito de la identificación: si combinamos los datos de ubicación con los de la identificación del dispositivo LiFi, acabamos teniendo la posibilidad de validar a ese dispositivo con esa identificación "combinada".
Las conexiones punto a punto que plantea esta tecnología la diferencian de esa cobertura general que ofrece WiFi, aunque el estándar 802.11ax mejora ese ámbito.
Son varias las grandes empresas que muestran interés por LiFi, y Apple por ejemplo ya parece estar preparando iOS para dar soporte a esta tecnología. La tradicional guerra de patentes está en marcha, y empresas como Huawei o Samsung parecen estar también planteando soluciones relacionadas con este ámbito.
Hay también un potencial (y casi "temible") efecto adicional para la industria y el gobierno: el de que como ha ocurrido con el espectro dedicado a las ondas de radio, se acaben licenciando rangos del espectro de luz visible e infrarrojo para su uso en redes LiFi. Eso, que desde luego es un punto interesante para entidades reguladoras y gobiernos, podría no serlo tanto para los usuarios finales o los fabricantes.
... e inconvenientes
Las promesas que plantea esta tecnología se enfrentan no obstante a retos evidentes. Uno de ellos es el que afecta al propio comportamiento de la luz: en cuanto no hay línea de visión directa con el emisor, adiós a la transmisión de datos. El propio Haas usaba esa desventaja como elemento demostrativo de cómo funcionaba la tecnología en su charla TED, pero lo cierto es que eso hace que la dependencia de estar siempre en una zona "iluminada" pueda llegar a ser un problema.
Los investigadores ya hablan de cómo integrarán este tipo de tecnología en nuestros móviles, pero habrá que ver cuál es la solución para un problema obvio: ¿qué pasa cuando guardamos el móvil en el bolsillo? Fuente: Pure Lifi
El ejemplo claro lo tendríamos con las notificaciones móviles, que siguen llegando aun cuando tenemos el móvil en el bolsillo. Eso no ocurriría con un dispositivo sólo conectado por LiFi, que solamente recibiría y emitiría datos una vez está en esa línea de visión directa con un emisor/receptor LiFi.
También hay un problema de cobertura, que estará muy limitada por la distancia a la que nos encontramos del emisor/receptor LiFi y con qué ángulo nos "conectamos" a él. La intensidad de la luz se reduce con la distancia, y eso también complica la experiencia de uso.
En Greyb hablaban también de las posibles interferencias con luz ambiente o de cómo funcionará a oscuras, aunque tanto Haas (atenuando mucho la luz) como García-Martín y Campos (que hacen uso de infrarrojos, como en algún otro proyecto) parecen no ver problemas en este escenario.
A esos retos técnicos y prácticos, que se unen a otros que probablemente salgan a la luz cuando los primeros dispositivos estén a la venta, se les suma la situación del mercado actual, en el que el despliegue de antenas de telefonía y productos de conectividad WiFi es absolutamente masivo.
No sólo eso: tanto la conectividad móvil como la WiFi, con sus luces y sus sombras —nunca mejor dicho— funcionan razonablemente bien, y cada vez mejor. Es cierto que el debate sobre si la exposición al espectro electromagnético sigue sin ofrecer conclusiones claras sobre sus efectos en nuestra salud, pero a día de hoy la Organización Mundial de la Salud concluye que "no se ha conseguido probar que exista una relación causal" entre la exposición a ese espectro y ciertos síntomas.
Lo que es seguro es que LiFi no lo tendrá fácil: la inminente llegada de las redes 5G por las que todas las grandes de la tecnología parecen apostar o el avance de redes WiFi más seguras y rápidas (que es lo que propone el citado estándar 802.11ax) se une a productos que también solucionan o al menos minimizan los problemas de cobertura en grandes espacios.
Es ahí donde tenemos productos como los repetidores WiFi y las cada vez más populares soluciones Mesh WiFi, por ejemplo).
Esas soluciones, con todas sus virtudes y defectos, copan el mercado actual, y LiFi necesita plantear una alternativa realmente destacable para poder entrar en un mercado que como en otros casos plantea un reto esencial: el de nuestra propia resistencia al cambio. Ahora queda por ver si LiFi es capaz de vencer esa resistencia. Estaremos muy atentos.
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