Communication par lumière visible : après le Wi-Fi, le Li-Fi

La communication par lumière visible (VLC, Visible light communication) utilise des impulsions lumineuses pour transmettre des informations à distance. Cette technologie, autrement désignée Li-Fi, pourrait dans certains cas devenir une alternative au Wi-Fi.

Dans son intervention à la conférence TED Global 2011 [1], Harald Haas, professeur de Communication mobile à l’Université d’Edimbourg a démontré comment mettre en place un réseau de télécommunication sans fil grâce à des LEDs. Le principe est simple : des LEDs transmettent de l’information, des photodiodes la reçoivent. Si une LED est allumée, elle transmet un bit 1, si elle est éteinte, un bit 0. Les LEDs peuvent changer d’état très rapidement et donc avoir un débit suffisant pour la transmission d’information. La fréquence des LEDs est si rapide que l’oeil humain ne perçoit pas le clignotement et ne voit qu’une lumière fixe.

Le projet de recherche D-LIGHT, mené par Harald Haas, vise précisément à diffuser cette nouvelle technologie. L’objectif final étant la création d’une spin-out universitaire en 2012 pour commercialiser les LEDs.

Plus concrètement, les recherches actuelles se concentrent sur l’amélioration du débit des VLC. Des équipes de chercheurs des Universités d’Oxford et d’Edimbourg travaillent sur la transmission de données parallèles via des panneaux de LEDs. D’autres travaux s’intéressent à l’utilisation de LEDs de couleurs différentes pour pouvoir utiliser différents canaux de fréquence. Une équipe de l’Institut Heinrich Hertz à Berlin est récemment parvenue à atteindre un débit de 800 Mbit/s en utilisant une LED blanche. Les LEDs développées au sein du projet D-LIGHT devraient quant à elles être capables de transmettre des informations à 100 Mbit/s, soit un débit plus rapide que la plupart des offres haut débit actuelles.

Une fois mise en place, la technologie VLC pourrait résoudre le problème de bande passante disponible sur les ondes radio. En 2009, la Commission fédérale des communications des Etats-Unis (US Federal Communications Commission) a en effet émis un avertissement concernant la réduction des fréquences radio disponibles. En effet, la transmission de volumes toujours plus grands de données via les téléphones mobiles pourrait bientôt dépasser la capacité disponible en bande passante sur l’ensemble du spectre d’ondes radios. La technologie VLC pourrait donc être une alternative, d’autant que les infrastructures sont déjà en place et que le spectre de lumière visible - soit le nombre de fréquences disponibles - est dix mille fois supérieur à celui des ondes radios.

Selon Harald Hass, il y a approximativement 14 milliards d’ampoules utilisées pour l’éclairage public dans le monde. Autant de points où l’on pourrait installer des LEDs VLC. Il estime que le réseau Li-Fi coûterait dix fois moins cher que le Wi-Fi. Parce que la VLC utilise des ondes lumineuses plutôt qu’électromagnétique, la technologie pourrait être utilisée dans les avions ou bien intégrée à des appareils médicaux, voire sous l’eau, là où le Wi-Fi ne fonctionne pas.

Mais tous ne partagent pas l’enthousiasme de Harald Haas. La réception du signal peut poser problème lorsque émetteur et récepteur ne sont pas alignés. Un obstacle, même fin, peut empêcher la transmission du faisceau de lumière. La lumière du soleil peut également être une source de perturbation. Pour Mark Leeson, de l’Université de Warwick au Royaume-Uni, même s’il y a de très bonnes applications derrière la VLC, il doute que cette technologie puisse supplanter totalement le Wi-Fi.

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Le projet D-LIGHT

D-LIGHT (pour Data Light) est un projet de recherche de l’Institute for Digital Communications (Institut pour la communication numérique) de l’Université d’Edimbourg, sur deux ans et financé par l’Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC, Conseil de recherche pour l’ingénierie et les sciences physiques). Après une première année de travaux, l’équipe du D-LIGHT est parvenue à concevoir un prototype de LED capable de diffuser de l’information à 100 Mbit/s. Les LEDs développées devront pouvoir remplacer les éclairages classiques. A terme, de nombreuses applications sont envisagées : remplacement du Wi-Fi dans les maisons, accès à Internet via les éclairages publics, dans les avions, équipement d’appareils dans les hôpitaux, communication pour sous marins...

[1] TED Global 2011 : http://conferences.ted.com/TEDGlobal2011/

Sources :
 Intervention de Harald Haas au TED : http://bit.ly/oTVugn
 New Scientist : http://redirectix.bulletins-electroniques.com/4fHZ2
 Projet D-LIGHT : http://visiblelightcomm.com/

Auteur : Pierre Chrzanowski