Truyền thông không dây bằng ánh sáng là công nghệ sử dụng sóng ánh sáng để truyền tải dữ liệu qua không gian tự do. Các ưu điểm mà hệ thống truyền thông bằng ánh sáng có được bao gồm tốc độ truyền bit cao; không bị ảnh hưởng của nhiễu điện từ; không yêu cầu xin cấp phép tần số; triển khai nhanh và linh hoạt; chi phí hiệu quả. Trong những năm gần đây, cùng với các hướng nghiên cứu nhằm sử dụng hiệu qua tài nguyên sóng vô tuyến, truyền thông bằng ánh sáng đang nổi lên như là một công nghệ có thể phát triển cho các ứng dụng không dây băng rộng trong nhà và ngoài trời cho truyền thông tương lai.

Truyền thông bằng ánh sáng nhìn thấy (VLC) là tên gọi hệ thống truyền thông trong đó dữ liệu được gửi thông qua điều chế sóng ánh sáng trong dải bước sóng từ 380 nm đến 750 nm. Ý tưởng của công nghệ truyền thông này là sử dụng các nguồn sáng với đồng thời hai mục đích là chiếu sáng và truyền thông sao cho không ảnh hưởng tới tầm nhìn của con người. Một tên gọi khác của công nghệ VLC là LiFi (Light Fidelity). Thuật ngữ LiFi đã được đưa ra vào năm 2011 trong TED Talk bởi Giáo sư Harald Haas. Công nghệ LiFi có khả năng truyền thông hai hướng tốc độ cao và hỗ trợ đa người dùng. LiFi được chọn để đại diện cho phiên bản quang của công nghệ WiFi. Thay vì sử dụng băng tần RF để điều chế dữ liệu và phát dữ liệu qua ăng-ten, dữ liệu được điều chế trong dải tần số ánh sáng và được gửi qua đi-ốt phát quang (LED).

Xuất phát từ thực tiễn trên, Cơ quan chủ trì Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông cùng phối hợp với Chủ nhiệm đề tài PGS.TS. Đặng Thế Ngọc thực hiện “Nghiên cứu về công nghệ truyền dữ liệu cự ly ngắn bằng ánh sáng (LiFi) và khả năng ứng dụng” với mục tiêu nhằm định hướng ứng dụng công nghệ truyền dữ liệu cự ly ngắn bằng ánh sáng tại Việt Nam.

LiFi (Light Fidelity) - là công nghệ truyền thông bằng ánh sáng nhìn thấy, sử dụng dải bước sóng ánh sáng nhìn thấy được để truyền thông tin. Để so sánh thì LiFi gần giống công nghệ truyền thông không dây Wi-Fi, sử dụng các tín hiệu sóng điện từ (Radio Frequency - RF) để truyền dữ liệu. Dải các bước sóng nhìn thấy nằm trong khoảng từ 380 nm đến 750 nm. Hình 1.1 dưới đây cho ta thấy các bước sóng ánh sáng được gắn với màu sắc mà mắt thường có thể nhìn thấy.

Một tên gọi khác của công nghệ VLC là LiFi (Light Fidelity). Thuật ngữ LiFi đã được đưa ra vào năm 2011 trong TED Talk bởi Giáo sư Harald Haas. Sau khi đưa ra khái niệm LiFi vào năm 1980, GS. Harald Haas đã giải thích chi tiết về sự khác biệt giữa thuật ngữ VLC cũ và thuật ngữ LiFi mới. Vào tháng 10 năm 2011, một số công ty và tập đoàn công nghiệp đã thành lập Liên minh LiFi (LiFi Consortium). Vào năm 2012, Liên minh đã vạch ra một lộ trình cho các loại truyền thông quang khác nhau như truyền thông lớp Gigabit và đám mây LiFi. Vào tháng 8 năm 2013, PureVLC, sau đó đổi tên thành PureLiFi. Vào tháng 4 năm 2014, mô-đun BeamCaster được phát triển bởi công ty của Nga, Stins Coman, cung cấp tốc độ dữ liệu 1,25 Gbps và nó có thể được tăng lên 5 Gbps. Trong cùng năm đó, công ty phát triển phần mềm Sisoft của Mexico đã cải thiện rất nhiều tốc độ dữ liệu LiFi, có thể truyền dữ liệu với tốc độ lên tới 10 Gb/s bằng đèn LED. Vào năm 2015, trung tâm LiFi tại Đại học Edinburgh đã đưa ra một giải pháp cho truyền thông quang đường dài bằng cách làm cho các máy thu nhạy hơn đối với các tín hiệu yếu. Gần đây, PureLiFi đã giới thiệu Gigabit LiFi tại Mobile World Congress vào tháng 2 năm 2019.

Đề tài đã hoàn thành các nội dung nghiên cứu đặt ra bao gồm: (1) nghiên cứu một số vấn đề và xu thế công nghệ truyền dữ liệu cự ly ngắn bằng ánh sáng (LiFi); (2) nghiên cứu đánh giá nhu cầu và tiềm năng ứng dụng công nghệ truyền dữ liệu cự ly ngắn bằng ánh sáng và (3) đề xuất khả năng ứng dụng công nghệ truyền dữ liệu cự ly ngắn bằng ánh sáng.

Đóng góp chính của đề tài là đề xuất 04 kịch bản ứng dụng công nghệ LiFi, đề xuất mô hình kiến trúc và xây dựng mô hình giải tích phân tích hiệu năng hệ thống LiFi trong mỗi kịch bản ứng dụng, cụ thể như sau:

- Ứng dụng LiFi cho hệ thống thông tin trong nhà.

- Ứng dụng LiFi cho hệ thống thông tin và xe cộ.

- Ứng dụng LiFi cho hệ thống định vị trong nhà.

- Ứng dụng LiFi cho hệ thống truyền thông dưới nước.

Qua các phân tích trong đề tài này, nhóm thực hiện đề tài nhận thấy rằng công nghệ LiFi vẫn còn là công nghệ non trẻ và có nhiều ứng dụng thực tế trong tương lai. Công nghệ này sẽ hoạt động cùng với các hệ thống vô tuyến truyền thống để thỏa mãn nhu cầu tốc độ truyền dữ liệu cao gây ra bởi sự ra tăng số lượng lớn các thiết bị di động cũng như các ứng dụng băng rộng.

Việc triển khai công nghệ này tại Việt Nam là hoàn toàn khả thi do chi phí triển khai thấp, không đòi hỏi quy hoạch tần số, an toàn với sức khỏe và khả năng an ninh cao. Phạm vị triển khai ban đầu là các văn phòng làm việc, trường học, bệnh viện và trên các phương tin giao thông công cộng. Các nghiên cứu về chuẩn LiFi cũng nên sớm được tiến hành nhằm tạo điều kiện thuận lợi khi nhập khẩu các thiết bị LiFi vào Việt Nam cũng như làm hành lang pháp lý cho các doanh nghiệp Việt Nam tham gia vào nghiên cứu, sản xuất các sản phẩm thiết bị LiFi.

Có thể tìm đọc báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 18227/2020) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.

Đ.T.V (NASATI)