Internet via licht: Zo werkt lifi van Signify
Onbeperkte 4G-abonnementen zijn spotgoedkoop, 5G staat om de hoek, wifi is vrijwel overal … Als er anno 2018 ergens geen gebrek meer aan is dan is het wel een internetverbinding. Maar ondanks die overdaad aan netwerken kunnen we toch kijken naar alternatieven. Zoals internet via licht, ofwel lifi.
De vergaderzaal van het hoofdkantoor van Signify lijkt op alle andere vergaderzalen in Nederland. Een tafel met ingebouwde stopcontacten, een laptop op tafel, en een systeemplafond met grote ledlampen die de ruimte verlichten. Aan de muur hangt een groot presentatiescherm dat videobeelden van een aquarium afspeelt. Aan niets is te zien dat hier een nieuwe technologie aanwezig is die wel erg futuristisch aanvoelt. Toch is die er wel. Verborgen in het systeemplafond, of meer specifiek, in de lampen zelf, zit ‘LiFi’ ofwel Li-Fi (verder: lifi) verwerkt; internet dat via licht wordt verzonden. De aquariumbeelden op het beeldscherm in haarscherpe 4K-resolutie zijn afkomstig van deze razendsnelle verbinding.
Lifi is de afkorting van Light Fidelity. De naam doet uiteraard denken aan wifi, nogal eens aangeduid als afkorting van Wireless Fidelity. Maar hoewel wifi (of Wi-Fi) van oorsprong een betekenisloze marketingnaam was en nooit officieel als afkorting van Wireless Fidelity bedoeld is, trekken de ontwikkelaars van lifi de analogie gewoon door en staat de afkorting lifi dus wél officieel voor Light Fidelity. De parallellen met het nu alom aanwezige wifi zijn groot: draadloos internet, bruikbaar voor allerlei elektronische apparaten, alleen te gebruiken in een bepaalde omgeving … Net als wifi is lifi een internetstandaard die wordt erkend door de IEEE. Steeds meer bedrijven zien er toekomst in en verwerken de technologie in bestaande producten.
Eén van die bedrijven is Signify. Het klinkt als een startup, maar niets is minder waar. Tot voor kort had het bedrijf een iets bekendere naam: Philips Lighting. En als de Eindhovenaren ergens goed in zijn dan is het wel verlichting. Daarom experimenteert Signify nu volop met lifi. Of misschien is experimenteren niet het goede woord; het bedrijf is al vrij ver met de ontwikkeling. Onlangs bracht het twee lampen op de markt waarmee je nu al dit ‘lichtinternet’ kunt gebruiken.
Lichtsignalen
Michel Germe, ‘head of lifi systems’ bij Signify, beschrijft door middel van een presentatie hoe lifi werkt. Wat meteen opvalt is dat hij de presentatie doet vanaf een laptop die met lifi verbonden is. Uit de lampverlichting in de ruimte komt een internetsignaal waardoor hij op zijn laptop gewoon kan browsen. Het voelt wat futuristisch, maar dat is het volgens Germe niet.
Lifi maakt gebruik van lichtsignalen om data te versturen. De technologie is gebaseerd op VLC, ‘visible light communication’. Nu is ‘licht’ natuurlijk een vrij breed begrip. Er is infrarood, gamma, röntgen … Lifi kan in theorie gebruik maken van alle soorten licht (waaronder het eerdergenoemde infrarood), maar dat doet Signify niet. De bedoeling is om lifi in bestaande en nieuwe lampen te integreren, die vervolgens in kantoren, ziekenhuizen, en uiteindelijk ook gewone huizen gebruikt worden. Daarom wordt gebruik gemaakt van licht met golflengtes tussen de 375 en 780 nanometer, dus licht dat je met je blote oog kunt zien.
©PXimport
Lifi werkt daarmee op een heel ander spectrum dan wifi. Dat is volgens Germe gelijk het belangrijkste voordeel. “Het radiospectrum, waar wifi nu ook op zit, zit overvol”, zegt hij. Hij pakt er een grafiek bij die een snel stijgende lijn laat zien. Het aantal ‘verbonden’ apparaten in de komende tien jaar, legt hij uit. Tientallen miljoenen zijn dat er, miljarden misschien wel. Zulke grafieken zijn vaak wat dubieus, omdat het over prognoses gaat en ieder onderzoeksbureau er andere metingen op nahoudt, én omdat het begrip ‘verbonden apparaat’ nogal breed is (tel je bijvoorbeeld smartphones ook mee, en zo ja, moeten die actief in gebruik zijn?).
Maar over de conclusie is iedereen het eens: Nederlandse huishoudens worden overspoeld met apparaten die allemaal aan het internet hangen en dat betekent dat het wifi-spectrum verstopt raakt. Het bewijs is voor iedereen in een drukke straat wel te zien. Zoek daar maar eens naar een wifi-netwerk, dan zie je al snel tientallen ssid’s die allemaal digitale ruimte innemen. Dan zit er weliswaar nog wel wat verschil tussen 2,4GHz- en 5GHz-netwerken, maar het probleem is duidelijk: er is teveel wifi. “Daar is lifi een mogelijke oplossing voor”, zegt Germe.
In iedere ledlamp een verbinding
Lifi is in theorie in iedere bestaande (led-)lamp te implementeren. Je hoeft er alleen wat chips aan toe te voegen en, niet onbelangrijk, er een ethernetkabel naartoe te trekken. Goed, in de praktijk is dat misschien makkelijker gezegd dan gedaan, maar het concept is in ieder geval simpel, zegt Germe. Je hoeft geen nieuwe fittingen in je plafond te plaatsen, geen nieuw elektriciteitsnetwerk aan te leggen, je hoeft alleen je bestaande lampen te vervangen.
Germe benadrukt dat het belangrijk is dat daarbij niet bezuinigd moet worden op het licht zelf. Dat heeft altijd prioriteit boven de kwaliteit van het netwerk, of dat nou snelheid of bereikbaarheid is. De technologie staat in dit geval op de achtergrond, zegt Germe. Niet gek voor het bedrijf dat groot werd met de gloeilamp en sfeerverlichting … “Het is belangrijk dat lifi-lampen hetzelfde licht uitstralen als gewone lampen. Dat is de prioriteit. Je moet geen lumen gaan toevoegen aan je lamp omdat je dan misschien betere resultaten ziet.”
©PXimport
Ziekenhuizen en kantoren
Dat is ook precies wat Signify nu heeft gedaan. In oktober presenteerde het bedrijf twee nieuwe versies van zijn bekendste plafondlampen. Het zijn de eerste echt commercieel inzetbare lifi-lampen. Het bedrijf maakte twee verschillende; een grote lampenset van meerdere peertjes naast elkaar (zoals je in vergaderzalen of openbare gebouwen ziet), en losse spotjes. Germe zegt dat die vooral zijn bedoeld voor het bedrijfsleven, en nog niet voor huiskamers.
“We zien vooral veel voordelen voor de industrie, en voor openbare gebouwen”, zegt hij. “Het gaat dan om gebouwen waar gewone wifi om wat voor reden dan ook niet toereikend is.” Ziekenhuizen zijn een veelgenoemd en vanzelfsprekend voorbeeld. Germe: “Daar is wifi vaak geen optie. Het botst daar met röntgenapparaten en wordt daarom niet toegestaan.” Ook qua veiligheid is lifi voor veel gebouwen een goed alternatief. Germe noemt banken als voorbeeld, voor wie wifi een te groot risico kan zijn. Lifi is veel minder makkelijk te onderscheppen, omdat een aanvaller fysiek in het licht moet zitten.
In de praktijk is het echter nog niet zo makkelijk om bestaande ruimtes uit te rusten met lifi. Die ontvangen hun data immers uit een reguliere ethernetkabel, en dat betekent een fysieke kabel die naar de lamp moet lopen. Weinig mensen zullen zin hebben om zo’n kabel aan te leggen in hun huis. Ook dat is een reden voor Signify om de eerste lampen vooral geschikt te maken voor kantoren en andere grote ruimtes. Daar is het verbouwen van een ruimte voor beter internet een kleiner obstakel - mits de voordelen opwegen tegen de kosten.
Hoe snel is Li-Fi?
Die voordelen zijn er zeker. Ten eerste is er de snelheid. Communicatie via lichtsignalen kan in theorie veel sneller zijn dan wifi. In laboratoriumtesten haalden sommige onderzoekers snelheden tot wel 224 gigabit per seconde. “Maar”, voegt Germe daaraan toe, “dat is wel in de optimale setup. Dan schiet je met laserstralen, dat is niet realistisch in gebruik.” De lampen van Signify halen een snelheid van 30 Mbit/s, een heel stuk minder. “Maar meer dan genoeg”, zegt Germe. “De meeste gebruikers hebben genoeg aan een paar Mbit/s voor simpele taken voor op kantoor, zoals surfen of e-mailen.”
Maar het is niet eens zozeer de snelheid van lifi dat het volgens Germe beter maakt dan wifi. Het is de betrouwbaarheid ervan. De constante snelheden die niet wegvallen op het moment dat er een ander apparaat in de buurt komt. “Ook dat is vooral voor kantoorgebruikers belangrijk. Dan valt je Skype-gesprek niet telkens weg.”
©PXimport
Lifi heeft veel voordelen, maar ook de onderzoekers weten dat er nog flink wat aan mankeert. Een kort overzicht van de voor- en nadelen van de technologie.
De voordelen Snelheid: lifi kan veel sneller zijn dan wifi. Je hebt immers niet te maken met een overvol spectrum waar radiosignalen elkaar in de weg zitten. Veiligheid: om lifi af te luisteren moet je het signaal fysiek onderscheppen en dus in de ruimte zijn. Dat maakt het een stuk lastiger voor pottenkijkers. Overal beschikbaar: licht is al overal beschikbaar, en is dus een goed kanaal om internet te verzorgen. De nadelen Bereik: je moet altijd precies op de juiste plek zitten om het signaal te kunnen ontvangen. Dat kan onpraktisch zijn. Aanleg: het aanleggen van een netwerk kan duur en onpraktisch zijn doordat je een ethernetkabel naar de lamp moet trekken. Altijd aan: om verbonden te zijn moet een lamp altijd aan staan. Alleen binnen: lifi werkt alleen binnen. Je kunt het niet gebruiken als er ook zonlicht is. Dongel: voorlopig heb je nog een dongel nodig om lifi op een laptop te gebruiken. Die is groot, en werkt niet met smartphones.
Beveiliging en compatibility
Voor veel bedrijven is de extra mate van veiligheid van lifi ook belangrijk. Een wifinetwerk is van een afstandje te onderscheppen, dat kan van overal waar het bereik is. Maar omdat een aanvaller bij lifi recht onder de lamp moet zitten is onderscheppen veel moeilijker.
Toch is het maar de vraag of lifi ooit echt kan concurreren met wifi. De aspecten van diezelfde ‘veiligheid’ kun je namelijk ook zien als een probleem. Je moet immers direct in het licht van een lamp zitten. Dat is vaak slechts een meter of twee wijd, misschien drie. Om een heel kantoor van lifi te voorzien moet je dus zorgen dat er overal lampen hangen, en dan lopen de kosten al snel op. Het wisselen tussen access points gaat bij lampen wel een stuk sneller dan bij wifi. De overgang is namelijk naadloos zolang je binnen het licht blijft.
Hardwarematig is lifi slechts een kleine toevoeging aan bestaande lampen, zegt Germe. Je hoeft er in principe alleen een ethernetpoort aan toe te voegen – al klinkt dat wel wat makkelijker dat het in de praktijk misschien is. Lastiger wordt het voor de ontvangende apparatuur zelf.
Zo hebben laptops geen ingebouwde chips voor lifi. Logisch, want waarom zouden HP, Lenovo of Dell zo’n nieuwe techniek nu al ondersteunen? In de praktijk heeft een gebruiker daarom een externe dongel nodig, die ook tijdens Germes presentatie aan zijn laptop hangt. Het is een flink kastje, veel groter dan je misschien zou verwachten. Bovendien werkt die met usb, en is hij niet zomaar te koppelen aan een smartphone.
Sommige fabrikanten hebben al wel aangegeven naar lifi te kijken. Zowel Apple als Samsung zijn al in gesprek geweest met grote lifi-ontwikkelaars, maar vooralsnog is niet bekend of de grote fabrikanten het ook daadwerkelijk in hun toestellen gaan implementeren.
©PXimport
Wifi-vervanger?
Sommige voorstanders van lifi stellen dat het lichtinternet energiezuiniger is dan standaard wifi. Toegegeven, een lamp moet constant aan blijven staan als je verbinding wil hebben, maar datzelfde geldt voor een modem of router. Bovendien, redeneren dezelfde voorstanders, combineer je je verbinding met je lampen die je anders ook wel (een tijdje) aan zou hebben staan.
Toch weet Germe niet zeker of lifi écht veel zuiniger is.. “Het verschilt per geval. In sommige gevallen zal het wat zuiniger uitvallen, in andere misschien niet. Het is voor ons een belangrijk aandachtspunt, iets waar we goed naar kijken.” Germe voegt toe dat ledlampen sowieso al veel zuiniger zijn dan gewone gloei- en spaarlampen. “Maar daar zijn inderdaad nog wat stappen te zetten.”
Het is een goede indicatie van de huidige staat van lifi. De technologie heeft veel potentie en veel voordelen ten opzichte van wifi, maar er moet ook nog veel gebeuren voor het op grote schaal kan worden ingezet. Niet alle voordelen kunnen op dit moment worden waargemaakt. Lifi heeft bovendien ook nog veel nadelen (zie ook het kader: ‘Voor- en nadelen van lifi’). Die zijn op te lossen, maar dat kost wel tijd en geld.
Germe denkt dan ook niet dat lifi ooit een echte vervanger voor wifi wordt. “Het gaat elkaar aanvullen. Op sommige plekken zal wifi handiger blijven. Maar als je denkt aan plekken zoals ziekenhuizen dan is misschien juist lifi wel handiger.” Het lijkt erop dat het in ieder geval nog een paar jaar duurt voordat lifi echt bruikbaar is voor het grote publiek. Tegen die tijd heeft de technologie ook weer een nieuwe concurrent: 5G. “Ook daar vult lifi het aan. Je hebt in de toekomst veel meer internet nodig dan je nu nodig hebt. Het ene gedeelte komt dan misschien van wifi, het andere van 5G, en weer een ander deel komt uit de lamp boven je hoofd.”
