Li-Fi, czyli komunikacja światłem

Bosch
Reklama
Reklama

Sytuacje, kiedy samochód jedzie w trybie autonomicznym, podczas gdy wewnątrz niego śpią zarówno pasażerowie, jak i kierowca, już miały miejsce. Podczas jednego z takich zdarzeń samochód zaczął przyspieszać, kiedy próbowała go zatrzymać policja drogowa. Pojazd w końcu stanął, jednak sytuacja była niebezpieczna, szczególnie, że akcja miała miejsce na autostradzie. 

W takich sytuacjach zawsze pojawiają się pytania, na ile naprawdę niezawodne i bezpieczne są pojazdy autonomiczne, a także czy jesteśmy gotowi na przyszłość bez kierowców.

Reklama

Wyobraźmy sobie teraz scenariusz, w którym „lekkomyślny” samochód w takich sytuacjach mógłby być kontrolowany przez inne pojazdy lub elementy infrastruktury drogowej, np. sygnalizację świetlną. Miałyby one zmniejszać prędkość pojazdu, ostatecznie doprowadzając do bezpiecznego zatrzymania, lub emitując ciągły sygnał dźwiękowy – przynajmniej zaalarmować pasażerów, żeby przejęli kontrolę nad pojazdem. 

W tej kwestii duże pole do popisu stoi przed systemami Li-Fi (Light Fidelity – system przesyłu informacji w spektrum widzialnym), które można wykorzystać do inteligentnego sterowania ruchem. Mogą one zapewnić szybką i bezproblemową komunikację między pojazdami, a także między pojazdami a elementami infrastruktury drogowej (sygnalizacją świetlną, znakami drogowymi), prowadząc do wyższego poziomu bezpieczeństwa.

Zanim jednak przejdziemy do Li-Fi, przyjrzyjmy się, dlaczego obecne rozwiązania łączności, takie jak technologia sieci komórkowych (systemy 5G, 4G i Wi-Fi) nie wystarczą do zapewnienia odpowiedniego poziomu bezpieczeństwa pojazdom autonomicznym. Oparte na architekturze IoT (Internet of Things – Internet Rzeczy) systemy nawigacji samochodowej wymagają komunikacji o niskim opóźnieniu, co jest niezbędne do zapewnienia najkrótszego czasu reakcji na komunikaty. W tej kwestii forsowany jest system 5G, ponieważ zapewnia odpowiedź zwrotną w czasie poniżej 1 ms, co jest uznane za wartość graniczną. 

Reklama

Technologia komunikacji używana obecnie w sieciach 5G, 4G czy Wi-Fi bazuje na falach o częstotliwości radiowej. Są one niestety bardzo podatne na zakłócenia wtedy, gdy możliwości komunikacji bezprzewodowej osiągają swoje granice, np. na zatłoczonych skrzyżowaniach. Połączone pojazdy mogą napotkać problemy dotyczące nasycenia sieci, kiedy z tą samą siecią łączy się zbyt wiele pojazdów. Podobnie połączenia bezprzewodowe też mogą nie działać zgodnie z przeznaczeniem, gdy siła sieci jest słaba lub zablokowana, np. w tunelach lub na terenach pagórkowatych. Dlatego łączność bezprzewodowa oparta na częstotliwościach radiowych nie zawsze wydaje się być całkowicie niezawodna w zakresie kontroli ruchu i bezpieczeństwa.

Światło lekarstwem

Li-Fi w przeciwieństwie do technologii sieci komórkowych do przesyłania danych między dwoma urządzeniami wykorzystuje światło. Zapewnia szybką transmisję danych. KYOCERA SLD Laser Inc. zaprezentowała sieć Li-Fi, w której osiągnięto transfer na poziomie 90 Gbps, czyli 100 razy większy niż osiągany przez sieć 5G. Aby wykorzystać technologię Li-Fi, źródło transmisji (źródło światła), np. przednie i tylne światła pojazdów, wyposaża się w chip, który niezauważalnie moduluje światło do transmisji danych.

WARTO WIEDZIEĆ
Łączność na fotonach
Li-Fi, tak jak Wi-Fi jest bezprzewodowa i wykorzystuje podobne protokoły 802.11. Jednak zamiast fal o częstotliwości radiowej wykorzystuje komunikację w ultrafiolecie, podczerwieni i świetle widzialnym. Dzięki częstotliwości wyższej niż radiowa mają one znacznie większą przepustowość.
W czerwcu 2018 r. w fabryce BMW w Monachium Li-Fi przeszło pomyślnie test na działanie w środowisku przemysłowym.

Dane są następnie odbierane przez fotoodbiorniki zainstalowane na innych samochodach lub systemach infrastruktury drogowej. Pomaga to stworzyć połączoną sieć pojazdów i elementów dróg, które stale komunikują się ze sobą bez opóźnień i utraty danych, przesyłając dane w świetle widzialnym.

Wykorzystanie Li-Fi do inteligentnego sterowania ruchem może odbywać się na dwa sposoby: komunikacja pojazd–pojazd (V2V) i komunikacja pojazd–infrastruktura (V2I). Aby system nie był uciążliwy, prowadzi się prace badawcze nad częstotliwościami w zakresie promieniowania UV i IR (przejście z zakresów gigahercowych do górnego zakresu terahercowego).

Głównymi zastosowaniami Li-Fi w komunikacji dla pojazdów są:

  • komunikacja samochodu z samochodem,
  • komunikacja pojazdu z infrastrukturą,
  • komunikacja wewnątrz pojazdu.
Artykuł ukazał się w czasopiśmie
Reklama

Tagi artykułu

Zobacz również

Chcesz otrzymać nasze czasopismo?

Zamów prenumeratę
Reklama