Tekst: Peter Güldenpfennig
Informatie versturen via lichtfrequenties is niet nieuwe technologie. Sterker, het is technologie die terug te leiden is naar de photophone, een uitvinding uit 1880 van Alexander Graham Bell waarmee gesproken tekst enkele honderden meters via een straal zonlicht verplaatst wordt. Ondanks een behoorlijk lange geschiedenis werd communicatie via licht ingehaald door radiocommunicatie die over veel langere afstanden inzetbaar is.
Toch blijft licht een interessant medium om mee te communiceren. Hier zijn vele redenen voor, maar met name het relatieve gemak in gebruik in combinatie met veiligheid maakt het in bepaalde situaties een interessante technologische optie, zeker voor militaire doeleinden waarbij soms ad-hoc opties tot communiceren noodzakelijk zijn.
De photophone werkte in principe hetzelfde als een telefoon, maar gebruikte gemoduleerd licht in plaats van elektriciteit. Interessant is dat militaire interesse in communicatie via licht met de photophone al aanwezig was. Zodoende werd er tot in de jaren ’50 van de vorige eeuw geëxperimenteerd door onder meer het Amerikaanse leger met de inzet van photophones voor militaire communicatie.[1]
Hoewel de technologie niet geheel hetzelfde is als de photophone, is LiFi wel degelijk vergelijkbaar, in dat het licht gebruikt als middel om informatie overheen te sturen. Dit gebeurt door middel van licht in het electromagnetische spectrum dat niet gelicenseerd is. Hierbij wordt informatie verstuurd tussen of twee punten (point to point) of een punt en meerdere punten (point to multi-point). Doordat het gebruikte deel van het lichtspectrum niet gelicenseerd is en er veel ruimte is, is er bandbreedte te over en is er van interferentie nauwelijks sprake.
Beperking van LiFi
Als communiceren met licht middels LiFi-technologie mogelijk is, waarom stapt de krijgsmacht daar dan niet massaal op over? Simpel, dat komt door een combinatie van limieten in haalbare afstanden en compatibiliteit in het huidige communicatielandschap. Zo is licht gemakkelijk te onderbreken en dus te verstoren. Communiceren met licht door muren is bijvoorbeeld niet mogelijk, zelfs met een eenvoudig niet-lichtdoorlatend object zoals een stuk karton of gordijn kan LiFi communicatie al onderbroken worden. Het gebruik van de technologie is dus met name beperkt tot (semi-)afgesloten ruimtes waarbij de nodes in het LiFi-netwerk tactisch neergezet kunnen worden.
Dit is essentieel, aangezien LiFi-nodes elkaar moeten kunnen zien. Daarbij is de afstand tussen nodes beperkt, hetgeen de toepassing van een LiFi-netwerk beperkt. LiFi komt daarom het beste tot zijn recht in eigen- of gecontroleerde omgevingen.
Een flinke beperking met het oog op interoperabiliteit is de relatief beperkte verspreiding van de technologie waardoor connectiviteit en compatibiliteit met meer traditionele communicatieapparatuur niet of nauwelijks mogelijk is. Interoperabiliteit valt of staat bij de wijdverbreide adoptie van standaarden en technologieën. Als er van adoptie geen of nauwelijks sprake is, zoals bij LiFi, dan levert dit direct problemen op met de interoperabiliteit van andere systemen. Zo is een koppeling met meer traditionele C2-systemen meteen een uitdaging. Integratie binnen een bestaande communicatieopstelling is daarom niet of nauwelijks zinvol.
Echter, de technologie kan uitstekend gebruikt worden op plekken waar om veiligheidsredenen radiocommunicatie of WiFi-communicatie beperkt is, zoals munitiedepots of vliegvelden. Maar ook kan het dienen als een tijdelijke ad-hoc oplossing op plekken waar een meer traditionele communicatie-infrastructuur (tijdelijk) niet voor handen is. Bijvoorbeeld gebieden waar een natuurramp heeft plaatsgevonden. Van een veelvoud aan kabels is geen sprake en een ad-hoc LiFi-oplossing met behulp van een generator is in een mum van tijd opgezet.
Ook het offloaden van data kan snel, waardoor Lifi uitermate geschikt is om data vanaf een voertuig direct richting commandopost te sturen. Verder is het een goede oplossing als constante radiostilte gewenst is, bijvoorbeeld wanneer eenheden zich in colonne zich voortbeweegt, maar wel onderling informatie uit wil kunnen wisselen.
De voordelen van LiFi-technologie
Natuurlijk heeft licht ook veel voordelen ten opzicht van andere vormen van communicatie. Zo is het bruikbare lichtspectrum vele malen groter en altijd voor handen. Tevens zijn datatransmissies razendsnel want limieten op bandbreedtes zijn er nauwelijks, er is dus genoeg ruimte om grote hoeveelheden data te versturen.
Veiligheid is bij Defensie een groot goed en dat is waar LiFi vooral tot zijn recht komt. Het beperkte bereik van de technologie zelf maakt onderschepping van buitenaf moeilijk, en het maakt tevens dat de technologie gebruikt kan worden om ruimtes met een hoge graad van beveiliging van een netwerk te voorzien. Bijvoorbeeld in de eerder genoemde munitiedepots, en in commandoposten op de rand van vijandelijk gebied.
Een onderschat positief bijproduct van de technologie is de efficiëntie. In combinatie met LED-technologie heeft LiFi mogelijk de hoogste mate in energie-efficiëntie vergeleken met andere communicatie-infrastructuren. Door LED verlichting naast de toepassing van lichtbron, ook te gebruiken als communicatiemiddel, hoeft er geen apart netwerk te worden aangelegd.
Geen vervanging maar complementair
LiFi is geen vervanger van welke vorm van communicatie dan ook. Het is een optie, een aanvulling op bestaande technologieën. Dat maakt het juist zo interessant voor gebruik in niet-standaard situaties, die vragen om niet-standaard oplossingen. Bijvoorbeeld de eerder genoemde natuurramp of een oorlogssituatie waar razendsnel middelen tot communicatie noodzakelijk zijn. Ook de mogelijkheid tot het inregelen van een netwerk op plekken waar meer traditionele communicatie niet mogelijk of wenselijk is, maakt LiFi een praktisch inzetbare technologie. Als laatste in LiFi ook bruikbaar onder water en kan daarom ook passen in een marinecontext.
[1] D. L. HUTT, K. J. SNELL, and P. A. BÉLANGER, “Alexander Graham Bell’s PHOTOPHONE,” Optics & Photonics News 4(6), 20-25 (1993)