Slechte wifi? Doe gewoon het licht aan!

De ledlamp, we gebruiken hem dagelijks om licht te geven in ons leven. Maar hij kan meer dan dat! Door onze ledlampen aan te passen en snel te laten knipperen tot wel een miljoen keer per seconde, kunnen deze heel vlot computertaal spreken. Dit gaat zo snel dat onze ogen het niet kunnen waarnemen. Onze vertrouwde Netflix-series, Spotify-liedjes en WhatsAppberichtjes worden zo via onze ledlampen verzonden. Kortom, internet via licht! Deze technologie noemen we Light Fidelity, of kortweg lifi. Op die manier kunnen we van elke lamp een internetversterker maken. Dit kan een uitstekende aanvulling zijn voor de haperende wifi bij jou thuis, maar ook op drukke plaatsen zoals een treinstation, luchthaven of concerthal waar wifi al snel overbelast raakt.

De snelweg voor jou alleen

Lifi kan immers meer gebruikers tegelijk én sneller bedienen dan wifi. We kunnen de capaciteit van het wifi netwerk vergelijken met de ring rond Brussel. Tijdens de spitsuren ontstaan er snel lange files. Bovendien veroorzaken files ook gemakkelijker ongevallen, met nóg langere wachttijden tot gevolg en dus een lagere wifisnelheid. Lifi slaagt erin veel meer ruimte te creëren en zo elke auto een aparte snelweg te geven. Dit komt omdat het persoonlijke lichtbundels kan maken, die je in tegenstelling tot wifi niet met iedereen hoeft te delen. Bovendien botsen lichtgolven niet met radiogolven, waardoor licht niet wordt gehinderd door de vele wifi-apparaten rondom jou.

Ook gaat licht niet door muren, zodat een buitenstaander jouw verbinding niet mee kan gebruiken. Dit verhoogt de veiligheid van jouw netwerk.

Met wifi kunnen de gebruikers een lange file veroorzaken, waardoor de snelheid afneemt. Met lifi heeft elke gebruiker zijn eigen snelweg, en dus geen last van vertraging.

Maar wat als iemand het licht blokkeert, of je niet recht onder de lamp staat? En wat gebeurt er als je je van de ene naar de andere lamp beweegt? Lifi heeft duidelijk zijn eigen uitdagingen. Deze heb ik aangepakt zodat lifi niet alleen supersnel, maar ook zeer stabiel wordt. Om de oplossingen in de praktijk te testen, ontwikkelde ik een lifi-opstelling aan de faculteit ingenieurswetenschappen van KU Leuven die bestaat uit 36 ledlampen en vier mobiele ontvangers.

Ontwikkelde lifi-opstelling aan KU Leuven. De ledlampen aan het plafond sturen onzichtbaar snel digitale informatie naar de ontvangers op de grond. Deze ontvangers kunnen zich vrij bewegen, wat het mogelijk maakt om diverse scenario’s na te bootsen.

Beeld je je favoriete serie in op je scherm, die telkens wordt onderbroken omdat er iemand voor je scherm komt te staan. Omdat licht vooral via het directe pad beweegt, kunnen er bij lifi ook ongewenste blokkades optreden. Een eerste oplossing bestaat erin om meer ledlampen per oppervlakte in te zetten. Zo wordt de kans groter dat er steeds een ledlamp binnen bereik van de ontvanger is. Daarnaast kan het netwerk feedback geven aan gebruikers om zich naar de juiste lamp toe te draaien, zonder anderen te storen. Het maakt daarbij onderscheid tussen vaste en mobiele gebruikers. Ik toonde aan dat beide technieken het aantal blokkades aanzienlijk kunnen verminderen.

Altijd in de roos

Zou je je serie nog goed kunnen volgen moest je scherm plots kantelen? Het plaatselijke karakter van licht zorgt ervoor dat ook lifi sterk gevoelig is aan oriëntatie. Daarom zocht ik uit wat de optimale richting van de ledlamp en ontvanger is, zodat er als het ware altijd in de roos wordt gegooid. Om dit praktisch te realiseren gebruik ik beweegbare lampen en richtbare ontvangers die elkaar automatisch en snel kunnen vinden, zodat je niets van je serie hoeft te missen. Dit kan ook zonder de lampen te bewegen, door een lamp te gebruiken met leds in verschillende richtingen. In plaats van de richting van de lamp te veranderen, kiezen we dan zorgvuldig een led in de juiste richting.

Door de ledlamp en de ontvanger optimaal naar elkaar te richten, kunnen we de signaalsterkte en dus de stabiliteit van de lifiverbinding aanzienlijk verbeteren.

Als je je beweegt in de ruimte, kan jouw lichtbundel kruisen met die van andere gebruikers. Dit kan jouw signaal en dat van je buur grondig verstoren. Om te voorkomen dat gebruikers hier invloed van ondervinden, heb ik in samenwerking met het lichtbedrijf Signify een innovatief lifi-stoplicht ontwikkeld. Dit lifi-stoplicht kan op een ingenieuze manier beslissen welke lampen wanneer te activeren en deactiveren, en is zodoende onmisbaar voor een stabiele lifiverbinding. Hiermee kunnen we immers een maximaal aantal lampen tegelijk gebruiken en dus de hoogste snelheid behalen, maar daarbij ook conflicten te allen tijde vermijden.

De klok rond

En wat als het licht uitgaat? Ook hiervoor hebben we een oplossing gevonden. Naast zichtbare ledlampen, bestaan er ook onzichtbare ledlampen die infrarood licht uitzenden. Denk maar aan het lampje in de afstandsbediening van je televisie. Deze kunnen een zeer gelijkaardige snelheid bereiken. Zo kunnen we altijd internet garanderen, zowel overdag als ‘s nachts!

Ik ben ervan overtuigd dat dit een technologie is voor de toekomst. We kunnen lifi inzetten op plaatsen waar wifi niet gewenst is of waar wifi snel overbelast geraakt. Lifi kan immers supersnel én uiterst stabiel draadloos internet realiseren via licht. Is dat niet schitterend?

Jona Beysens is genomineerd voor de Vlaamse PhD Cup. Ontdek meer over zijn onderzoek op www.phdcup.be.