O Dobro da Wi-Fi por 10.000x Menos - Tecno-Segunda #41

A Wi-Fi está em todo lugar hoje em dia, nos fornecendo acesso remoto e sem fio à internet sem o risco de ficarmos tropeçando em cabos toda hora. No entanto, ela consome muita energia, e esvazia a bateria dos dispositivos conectados com uma rapidez incrível. Felizmente, uma equipe de engenheiros da Universidade de Washington está vindo para nos salvar: eles demonstraram uma técnica que permite que um sinal Wi-Fi seja gerado gastando 10.000 vezes menos energia que o normal.

Essa nova "Wi-Fi Passiva" também consome 1.000 vezes menos energia que o Bluetooth. Na verdade, comparada aos métodos tradicionais, esta revolucionária tecnologia praticamente não usa energia nenhuma. Apesar de, atualmente, só transmitir dados a, no máximo, 11 megabits por segundo - bem menos que as Wi-Fis mais rápidas - ela ainda consegue ser 11 vezes mais rápida que o Bluetooth.

Essa prova de conceito se baseia em uma técnica chamada de "backscattering de Wi-Fi", através do qual o sinal transmitido entre um roteador sem fio e qualquer dispositivo receptor pode ser manipulado. Pesquisas anteriores na UW demonstraram que equipamentos de baixa energia podem ser usados para refletir e "distorcer" o sinal, codificando-o enquanto ele é transmitido. Daí, o dispositivo conectado receberia essas novas distorções como dados novos.

A Wi-Fi Passiva é uma evolução dessa técnica. Primeiro, uma conexão com a internet é feita com um único roteador conectado, que envia um sinal de Wi-Fi, como costuma ser feito. Então, uma rede de sensores remotos Passivos refletem e absorvem esse sinal, criando múltiplos canais de dados que podem ser "quicados" para vários aparelhos receptores.

Tradicionalmente, todos esses dispositivos estariam conectados ao roteador, o que causaria um gasto muito grande de energia. Com a Wi-Fi Passiva, quase toda a energia é usada pelo roteador para gerar o sinal inicial; tudo que os sensores fazem é enviar e receber o sinal, coisa que praticamente não requer energia.

"Nossos sensores podem se comunicar com qualquer roteador, tablet ou outro aparelho eletrônico com um chipset para Wi-Fi," disse Bryce Kellogg, doutorando em Engenharia Elétrica na UW e co-autor da pesquisa. "O mais legal é que todos esses dispositivos podem decodificar os pacotes de Wi-Fi que criamos com as reflexões, então não é necessário usar equipamento especializado."

Esse sistema de Wi-Fi de baixa energia significa que dispositivos de todos os tamanhos e formas podem ser conectados à internet por períodos longos de tempo, com um custo energético desprezível. Um futuro cheio de aparelhos interconectados e, essencialmente, sem necessidade de energia é parte do conceito chamado de "Internet das Coisas." Imagine uma série de sensores que detectam mudanças de luz, calor, movimento, barulho ou qualidade do ar, para depois transmitir esses dados para outros aparelhos dentro da casa sem ter sua energia drenada pela Wi-Fi.

Alguns desses sensores já praticamente não precisam de alimentação. Um minúsculo sensor de temperatura que foi inventado ano passado se alimenta das ondas de rádio enviadas da rede Wi-Fi que ele usa para enviar suas informações. A combinação disso com a Wi-Fi Passiva pode levar a uma nova geração de redes de comunicação de baixíssima energia.

Fonte: IFLScience

Isso Dá Um Novo Sentido A "Atingir a Iluminação" - Tecno-Segunda #33

A lâmpada de tungstênio cumpriu bem seu papel ao longo dos quase cem anos desde sua invenção, mas, com a vinda das luzes de LED, que consomem um décimo da energia e duram trinta vezes mais, seus dias estão contados. E os usos potenciais dos LEDs não são só para iluminar: começam a aparecer produtos de iluminação inteligente que oferecem várias novas funções, inclusive conectar seu notebook ou smartphone à internet. Chega para lá, Wi-Fi, a Li-Fi chegou.

Comunicação sem fio através da luz visível, na verdade, não é uma ideia nova. Todo mundo conhece a tática de usar sinais de fumaça para chamar a atenção de alguém que possa te resgatar de uma ilha deserta. Um pouco menos conhecido é o fato que, na época de napoleão, uma boa parte da Europa tinha telégrafos óticos, também conhecidos como semáforos.

Alexander Graham Bell, inventor do telefone, chegou a chamar o fotofone de sua invenção mais importante, um dispositivo que usava um espelho para transmitir a vibração da fala através de um facho de luz.

Da mesma forma que interromper (ou modular) uma coluna de fumaça pode quebrá-la em pedaços que transmitem uma mensagem de SOS em código Morse, a comunicação por luz visível - ou Li-Fi - modula rapidamente a intensidade de uma fonte luz para processar dados como os zeros e uns binários. Mas isso também não quer dizer que os transmissores Li-Fi vão ficar piscando; a modulação é rápida demais para o olho humano ver.

Wi-Fi vs Li-Fi

A demanda dos usuários por dados sem fio é enorme e continua a crescer, e isso gera uma pressão enorme na tecnologia Wi-Fi existente, que usa o espectro de ondas de rádio e microondas. Com o crescimento exponencial dos aparelhos móveis, até 2019, espera-se que dez bilhões de dispositivos vão trocar 35 quintilhões (35 seguido de 18 zeros) de bytes de informação por mês. Isso não será possível com a tecnologia wireless atual, devido ao congestionamento das bandas e à interferência eletromagnética. Esse é um problema especialmente presente em espaços públicos de zonas urbanas, onde muitos usuários tentam compartilhar a capacidade limitada dos transmissores Wi-Fi ou das torres de rede das operadoras de celular.

Um princípio fundamental da comunicação é que a transferência máxima possível de dados aumenta com a largura da banda da frequência eletromagnética disponível. O espectro da frequência de rádio é amplamente usado e regulamentado, e simplesmente não há espaço vago suficiente para atender o aumento da demanda. Então, a Li-Fi tem potencial para substituir a Wi-Fi de frequência de rádio e microondas.

O espectro da luz visível tem uma capacidade gigantesca para a comunicação que ainda não é usada ou regulamentada. A luz de uma lâmpada LED pode ser moduladas muito rapidamente: as taxas de dados podem chegar a 3.5Gb/s com um único LED azul ou 1.7Gb/s com um branco, como demonstrado pelos pesquisadores do nosso programa Ultra-Parallel Visible Light Communications [Comunicações por Luz Visível Ultra-Paralela], financiado pelo Conselho de Pesquisa em Engenharia e Ciências Físicas (EPRSC).

Diferente dos transmissores Wi-Fi, as comunicações óticas ficam muito bem presas entre as paredes de um cômodo. Esse confinamento pode parecer uma limitação, mas oferece a grande vantagem de ser muito segura: se as cortinas estiverem fechadas, ninguém fora da sala pode interceptar a informação. Uma rede de fontes de luz no teto podem mandar sinais diferentes para usuários diferentes. A força do transmissor pode ser localizada, mais eficiente e sem interferir com fontes de Li-Fi adjacentes. De fato, a ausência da interferência nas frequências de rádio é outra vantagem sobre o Wi-Fi. Comunicação por luz visível é segura por definição e pode até acabar com a necessidade de se ativar o Modo de Avião quando se vai viajar.

Outra vantagem ainda da Li-Fi é que ela pode usar a mesma fiação elétrica que as luzes de LED, então não é necessária nenhuma nova infraestrutura.

Aliviando a Internet das Coisas

A internet das coisas é uma visão ambiciosa de um mundo hiper-conectado de objetos se comunicando autonomamente entre si. Por exemplo, sua geladeira pode informar seu smartphone que o leite acabou, ou até pedi-lo para você. Sensores no seu carro vão te alertar diretamente, através do smartphone, que seus pneus estão muito gastos ou murchos.

Dado o número de "coisas" que podem ser equipadas com sensores e controles e depois conectados à rede, a banda necessária para que todos esses aparelhos se comuniquem é gigantesca. O Grupo Gartner, que monitora a indústria, prevê que 25 bilhões de dispositivos assim serão conectados até 2020, mas já que a maior parte dessas informações só precisa ser transmitida a curtas distâncias, a Li-Fi é uma solução atraente, e possivelmente a única capaz de tornar isso realidade.

Várias empresas já estão oferecendo produtos para comunicação de luz visível. O Li-1st, da PureLiFi de Edimburgo, oferece uma solução plug-and-play simples para acesso seguro à internet com uma capacidade de transmissão de 11.5 Mbps, um valor comparável à Wi-Fi de primeira geração. Outra empresa é a francesa Oledcomm, que explora a natureza segura e diferente do rádio da Li-Fi com instalações em hospitais.

Ainda há vários desafios tecnológicos pela frente, mas os primeiros passos já foram dados para tornar a Li-Fi realidade. No futuro, o seu interruptor vai ligar bem mais do que só a luz do quarto.

Fonte: IFLScience