WiFi bağlantının varisi LiFi mi?

WiFi bağlantısının hayatımızda yeni bir çığır açtığı bir gerçek. İnternete her an hızlı bir şekilde ulaşmamıza, bunun için kablo mecburiyetinden kurtulmamıza yardımcı oldu, bu arada mobil internet faturamızı da hafifletti ve tıpkı su ve elektrik gibi hayatımızın ayrılmaz bir parçası haline geldi.

Öyle ki herhangi bir kesinti ya da yavaşlamada hemen telefona sarılıp servis sağlayıcının müşteri hizmetleri yetkilisine hiddetle çıkışıyoruz. Diğer taraftan WiFi mükemmel bir bağlantı sayılmaz. Veri iletimi için radyo dalgaları kullandığı için bazı sınırlandırmaları ve tabii ki birçok cihaz aynı anda bağlandığında karşılaşabileceğimiz bant genişliği problemleri de var.

Ayrıca, özellikle sinyaller evimizin duvarlarını aştığında şifreleri kırılarak tanımadığımız veya istemediğimiz kişiler tarafından ele geçirilebiliyor. Dahası, gittikçe daha fazla cihaz WiFi özelliği kazandığından sinyallerin birbirine karışması nedeniyle sorunlar da artıyor. Bugün sırtımızı WiFi teknolojisine dayıyor olabiliriz ancak uzmanlara göre yeni sistemler geliştirmek gerekiyor. Bunlardan biri uzun dönemde gerçek çözüm olabilir.

WiFi ile rekabet edebilecek en yeni sistemlerden biri de “Light Fidelity”kısaltması olan LiFi; yani verileri radyo dalgaları yerine sıradan LED ampullere yerleştirilen yarıiletkenler sayesinde ışıkla ileten bir bağlantı teknolojisi. İlk bakışta tuhaf gelebilir, çünkü kullandığı LED ampulün parlaklığını, dolayısıyla ışık yoğunluğunu çok yüksek hızlarda arttırıp azaltarak ikili sistemde sinyaller yaratıp alıcı cihaz tarafından tercüme edilecek anlamlı veriler haline getiriyor.



Bu gerçek zamanlı veriler bilgisayarlar, tabletler ve akıllı telefonların internete erişimine olanak tanıyor. LiFi halihazırda yalnızca 150Mb/sn hızında iletişim kurabiliyor ancak yapılan testler bu teknolojinin standart bir geniş ağ bağlantısının 250 katı, yani 10 Gb/sn hıza kadar ulaşabileceğini gösteriyor. Bu nedenle araştırmacıların heyecanını ve ilgisini hak ediyor. Bu teknoloji üzerinde yoğun olarak çalışanlardan biri de Edinburgh Üniversitesi’nde mühendislik dalında bir profesör olan Harald Haas. 

LiFi terimini 4 yıl önce ilk kez ortaya atan ve 2011 yılında bu konuda bir TED konuşmasında paylaşan da kendisi. Teknolojiyle ilgili tartışmalar bu konuşmanın ardından hızlandı ve kısa sürede veri transferi için yeni bir alternatif olarak önem kazandı. Aslında Haas teknolojinin geleceğinden o kadar emin ki, PureLiFi adında, LiFi kullanan cihazların geliştirilmesi ve üretimi üzerinde çalışan bir firmanın da kurucu ortağı. Şirketin değeri 14 milyon euro’yu geçiyor.



Hatta kısa süre önce yaptığı yeni yatırımlarla değerini 15 milyon euro’ya yükseltti. Profesör Haas, “LiFi fikri aslında nispeten eski. Alexander Graham Bell, 1880 yılında fotofonu icat ettiğinde iletişim için ışığın kullanılabileceğini ispatlamıştı” diyor. “Ancak gerçek LiFi fikri, LED ışıklar çıktığında doğdu, çünkü veriyi gerçekten hızlı iletebilme özelliğine sahipler. Bunu, 12 yıl önce üniversitede ilk projeme başladığımda, veriyi modülasyon tekniği ile bilgiyi LED üzerinden aktarmayı amaçlarken fark ettim. Bu deney çok başarılı olmuştu”.

Prof Haas, tüketiciye yönelik ürünlerin pazara 5 yıl içinde sunulabileceğine ve herkesin 4G, 5G, WiFi gibi bu teknolojiyi de kullanacağına inanıyor. Haas’a göre halihazırda tek bir cihaz eklenerek Li-Fi özelliği kazandırılabilecek 14 milyar LED ampul bulunduğunu da hatırlatıyor. Bu ampullere tavandan ethernete bağlı bir kablo eklenerek yeni teknoloji ile uyumlu hale getirilebilir. Böylesi güçlü bir altyapı ile LiFi bağlantısının dünya çapında yaygın hale gelmesi hiç uzak görünmüyor. 

Teknolojinin temel avantajlarından biri de zaten mevcut olan başka bir teknolojiye yapılan bir ekleme olması: Bu eklenti ile ampulün işlevi kısıtlanmıyor, ve zaten çok hızlı kırpıştığı için ışığın her zaman açık olduğu algılanıyor. Bu sayede insanlar kullandıkları ampulden kesintisiz olarak faydalanmaya devam ediyorlar.



Diğer taraftan tabii bu teknolojinin işe yaraması için ışığın sürekli açık olması gerekiyor ama insan tarafından çok algılanmayacak, yine de işlevini görebilecek seviyeye kadar kısılabiliyor. Bu özellik ile LiFi çok faydalı bir çözüme dönüşüyor ve dolayısıyla kablosuz teknolojiyi gelecekte ürünlerine kazandırmayı amaçlayan firmaların da ilgisini çekiyor. 

Aynı zamanda bu teknolojinin sınırları da çok geniş. Daha yüksek hızlarda kırpışmayı sağlayacak yarıiletkenler sayesinde iletim hızı da arttırılabilir. Böylece LiFi şu ana kadar ulaşılabilen en yüksek hızlı veri iletişim teknolojisi haline gelebilir. Yine de ikna olmadıysanız söyleyelim; bu sistemi zaten halihazırda kullanıyoruz. 

Örneğin uzaktan kumandanızla televizyonunuzun kanalını değiştirdiğinizde küçük çapta bir LiFi iletişimi kurmuş oluyorsunuz. Prof. Haas, uzaktan kumanda cihazlarındaki kızılötesi LED ampullerin de kapatılıp açılarak düşük hızda veri akışı (saniyede 20 bin byte) gerçekleştirdiğini hatırlatıyor.

Fakat uzaktan kumanda cihazında olduğu gibi tek bir akış yerine LiFi ile binlerce veri akışını paralel olarak yaptığımızda hız ve iletilen veri miktarı da artıyor. “Görülebilir ışık gamı, radyo frekans aralığından 10 bin kat daha geniş” diyor Haas. “Bu demek oluyor ki LiFi, tıpkı içinden sürekli veri akan dev bir boru gibi büyük bir kaynak haline gelebilir”. Altyapısı da oldukça geniş. Bildiğimiz gibi her yerde yapay ışık mevcut. Eşyalarda, arabalarda, sokaklarda, hatta evimizin tavanında. Bu 14 milyar LED’in sayısı, baz istasyonu sayısından kat kat fazla.



Kısa zaman içinde artık radyo kulelerine ihtiyacımız kalmayabilir ve hem para, hem de çevre anlamında daha büyük tasarruf yapabiliriz. Teknoloji geliştikçe bunun faydalarını da daha belirgin görebileceğiz. 

“İkinci nesil (2G) iletişimde radyo kuleleri arasındaki mesafenin en fazla 35km. olması gerekiyordu. Ancak 4G ile bu mesafe 200-500 metreye düştü. 5G ise en fazla 50 metreye izin verecek” diyor Haas. “Ufak da olsa, her 50 metrede bir baz istasyonu gördüğünüzü farz edin. Geniş kapsama için bunun bir mecburiyet olduğunu düşünün. Ama evinizde zaten bir ışıklandırma sistemi varsa ve ampullerinizi LED ile değiştirirseniz bunlara gerek kalmayacak. Ayrıca sokak lambalarında da kullanarak enerji tasarrufu yapmak bile mümkün. Bu ampulleri hem kendi işlevleri ile kullanacak, hem de veri iletişimi sağlayacaksınız”.



İngiltere’de zaten sokak lambalarının çoğu LED ampullerle değiştiriliyor. Bunun sebebi yerel yönetimlerin karbon salınımını azaltmayı amaçlamaları. Hatta ülkemizde de bu uygulama bazı sokaklarda mevcut. Sarı sodyum ampuller yerine keskin beyaz bir ışık sağlıyorlar. Bazıları daha az ışık sağlıyor ve sokakları biraz daha karanlık yapıyor olsa da çok daha düşük tüketime sahipler ve daha az ışık kirliliği yaratıyorlar. Yan ürün olarak bir de cihazınıza internet ulaştıracak ve belki de ücretsiz erişim noktası haline gelecekler. 

Prof Haas, uçaklardaki LED aydınlatmaların bile uçuş sırasında internet erişimi sağlayabileceğini hatırlatıyor. Olasılıklar neredeyse sonsuz. Prof. Haas da böyle düşünüyor:

“Henüz işin başındayız ve ilk mobil telefonları hatırlıyoruz. Günümüzde gördüklerimize hiç benzemiyorlar. LiFi da büyük bir gelişme ve daha seri üretime geçmedi bile. Ama 5 yıl içinde yüksek oranda büyüyecek”. Bu büyümeden faydalanabilmek için PureLiFi firması 3.nesil ürünler üzerinde çalışıyor. “MWC (Mobile World Congress) etkinliği sırasında tamamen LiFi ile kurulmuş bir ağ tanıttık. WiFi ile aynı prensiplere sahip, fakat etrafta dolaşabiliyor ve birçok kullanıcıya aynı anda veri iletebiliyorsunuz.

Buna LiFlame adını verdik. Sistem, standart ışıklandırma araçları ile 3 metrelik alanda 10Mb/sn downlink ve 10Mb/sns uplink sağlayabiliyor; metrekare başına 2Mb/sn veri yoğunluğu elde edilebiliyor. “Güvenlik ve savunma sektörlerinde pilot uygulamalara başladık” diyor Haas; “ayrıca ışıklandırma ve iletişim sektörüne de girdik. En dişe dokunur gelişmelerden biri, California eyaletinin Golden State Warriors basketbol takımı ile anlaşma potansiyeline kavuşmuş olmamız”.



Prof. Haas, 2018 yılında San Francisco’nun en büyük ve en teknolojik spor kompleksi haline gelecek bir yapıda LiFi teknolojisinin kullanıldığını görmek istiyor. LiFi sokak armatürleri de insanlara yukarıdan veri iletecek. “Umuyoruz ki bu teknoloji yeni arenada hayat bulacak… Bu kadar büyük kalabalık için, bireysel seviyede iletişime ihtiyaç var. WiFi bunu gerçekleştirecek bant genişliğini sunamaz, fakat LiFi bunu böylesi bir ortamda sağlayabilir.” 

LED farları üzerinden birbiri ile iletişim kurabilen otomobiller, LiFi üzerinden ev ağına ve internete bağlı beyaz eşyalar gibi, öngörülen LiFi olanaklarının tamamı ilk birkaç yılda tabii ki ulaşılabilir olmayacak. Pazarın 2018 yılında 9 milyar dolara ulaşacağı tahmin ediliyor fakat ilgi gösteren firmalar arttıkça bu rakam da hızla büyüyecek.

Büyük servis sağlayıcılar ve teknoloji firmalarının da bu gemiye bineceklerine kesin gözü ile bakılıyor. Zira Haas, birçok büyük servis sağlayıcı ile görüştüklerini belirtiyor. Tabii bu sırada Haas yeni olanakları da değerlendiriyor: “Ne zaman dışarı çıkıp bir lamba görsem aklıma LiFi geliyor ve hizmet olarak bununla ne yapılabileceğini düşünüyorum. Her yeni bağlantı ile 100 yeni uygulama mümkün, aplikasyon geliştirme açısından da birçok farklılıklar eklenmesini sağlayacak. Buna iPhone ile şahit olduk. Bu ufak cihaz birçok insanı birbirine bağladı. Üzerinde kaç uygulama çalıştığını aklınıza getirin. Şimdi evinizdeki aydınlatma sistemini ve bu ışıkların neler sağlayabileceğini bir düşünün. 



Hastaları takip edebilir, ekonomiyi güçlendirebilir”. Prof. Haas ve Edinburgh Üniversitesi’nin dışında diğer eğitim kurumları da ilgilerini esirgemiyor. St Andrews, Strathclyde, Oxford ve Cambridge üniversitelerinden uzmanlarında dahil olduğu “Ultra-Paralel Görülebilir Işık İletişimi” adında bir program başlatıldı ve bu program Birleşik Krallığı LiFi teknolojisinin öncüsü haline getirmeye niyetli. Prof. Haas, Edinburgh kentini özellikle “LiFi Şehri” olarak tanıtmak istiyor. İskoçya da bu gelişmeden payını büyük ölçüde alacak.

Peki Lifi, 4G ve WiFi bağlantılarının yerini alıp internete hakim teknolojiye dönüşecek mi? Prof. Haas’ın cevabı şaşırtıcı: “Hayır”. Ama kendisine göre LiFi, yıllar içinde insanların internete erişmek için kullanacakları en yaygın teknolojilerden biri olacak. “İnsanların önemli iletişim metodlarından biri olacak. Herkes buna alışacak ve kablosuz iletişim karışımının bir parçası haline gelecek” 

Haas, sürekli değişen teknolojiyi ve bunlara nasıl adapte olduğumuzu hatırlatıyor. Şimdi ise cihazların birbiri ile daha verimli iletişimi sözkonusu: “Şimdi akıllı telefon ve sosyal ağlar sayesinde insanlar arasında farklı iletişim şekilleri oluştu; ama çevremizi daha akıllı bir hale getirmek için makineler arasında da büyük miktarda iletişim gerçekleştiğini göreceğiz…Etrafımızdaki her şeyi internete bağlarsak sanırım ışık üzerinden devasa boyutlarda veri akışı olacak. Bu da diğer alternatiflerle ulaşamayacağımız kadar bağlantı olanağı sunacak çünkü radyo iletişimi ile alabildiğimiz bant genişliği çok dar. Ama LiFi 10 yıl içinde kablosuz bağlantı sistemlerinin bir parçası haline gelecek ve bu da çok heyecan verici”.

LiFi neden WiFi’den daha güvenli?

Yukarıda da bahsettiğimiz gibi, LiFi bağlantısı, veri iletilecek cihazlara sinyal ulaştırmak için LED ışıkların yüksek hızda kırpışarak ürettikleri ikili kodlarla çalışıyor. Alıcı cihaz üzerinde bulunan ufak bir delik ışığı yakalıyor ve ışık yoğunluğunda meydana gelen ufak değişiklikleri elektrik sinyallerine ve ardından yüksek hızlı veri akışına dönüştürüyor.

Sistemin çalışması için alıcı cihazın, verici sinyalleri yayan ampulü “görebilmesi” gerekiyor, çünkü görülebilir ışık katı maddelerin içinden geçme yeteneğine sahip değil. Ama bunun da bir avantajı var; zira LiFi neredeyse “kişisel” denebilecek kadar güvenli bir bağlantı sağlıyor.

“Gerçekten güvenli çünkü WiFi bağlantısının tam tersine, ışık duvarlardan geçemiyor” diyor Haas. “Kontrol ederseniz çevrenizde ortalama 10-15 kadar WiFi ağı bulabilirsiniz; bu da kötü niyetli birinin bu ağları isterse hack’leyebileceği anlamına geliyor. LiFi bağlantısında bu mümkün değil çünkü duvarlar ışığı bloke ediyor.” Kısacası yan komşunuz ya da sokaktan geçenler sizin kablosuz bağlantınıza dadanamayacaklar.

LiFi nerelerde kullanılabilir?

LiFi çok esnek bir kablosuz bağlantı türü ve en tuhaf durumlarda bile işe yarayabilir. Veri iletişimi için ışık kullandığından, petrol rafinerileri gibi risk yönetimi gerektiren konumlarda tamamen güvenli bir çözüm. Hatta LiFi uçaklardaki LED aydınlatma sistemleri bile yüksek hızda uçarken yüksek hızda veri temin edebilir.

Daha da şaşırtıcı bir avantaj olarak LiFi, su altında da çalışıyor. Bunu ilk fark eden ise, şu sıralarda teknolojinin geliştirilmesi için bir araştırma fonu ayıran ABD Donanması oldu. Böylece denizaltı gibi araçlarda su altında bozunuma uğrayan radyo dalgalarından daha başarılı bir iletişim modeli olarak LiFi kullanılabilecek.

Wi-Fi Aware

LiFi ile ilgili çalışmalar devam ederken WiFi yerinde saymıyor elbette. Yeni teknolojilerden biri de Wi-Fi Aware. Bu sistem sayesinde, çevrede herhangi bir GPS, baz istasyonu ya da erişim noktası bulunmasa dahi yakın akıllı telefonların birbirinin yerini tespit etmesi mümkün. Uygulama geliştiriciler Wi-Fi Aware ile birçok özellik kullanabiliyor.

Örneğin aynı oyunu oynayan iki kullanıcı, birbirinin yakınından geçerken iletişim kurabiliyor. Tabii ki bu sistem uygulama merkezli ve kişisel güvenliğinizi istediğiniz şekilde koruyabiliyorsunuz. Wi-Fi Aware teknolojisi şimdilik onay aşamasında. Önümüzdeki yıl çıkacak gelecek nesil cihazlara bu teknolojinin yerleştirileceğini tahmin ediyoruz.