LIFI

Introduction

Le terme LIFI est apparu aux début des années 2010 mais son principe de fonctionnement est très ancien : il s’agit de transmettre de l’information par la lumière (et sans fil).
Ce terme LIFI a été créé par analogie aux mots déjà très utilisés HIFI (pour HIght FIdelity) puis WIFI (pour WIreless FIdelity). Il signifie quant à lui LIght FIdelity.

Le fait de transmettre des informations par la lumière (en anglais VLC pour Visible Light Communication) est très ancien et a été réalisé par exemple de manière sommaire avec les chaines de sentinelles antiques ou les phares maritimes (par une différence de fréquence de rotation et de couleur).

Pourtant la LED a une propriété unique qui a permis de révolutionner cette transmission d’information vers les années 2010 : sa réactivité. Il est en effet possible d’allumer et d’éteindre une LED des millions de fois par seconde, ce qui permet du coup de faire passer des informations en grande quantité sans modifier la perception de l’oeil qui ne voit qu’environ une vingtaine d’images à la seconde.

La LED permet donc de concevoir des luminaires qui semblent éclairer uniquement (différence entre un luminaire LIFI et un luminaire standard impossible à percevoir par l’être humain) mais qui transmettent de l’information et donc qui relient la lumière à l’actuelle révolution de l’information et, partant, à Internet.

Le fonctionnement

Le fonctionnement du LIFI se décompose en différentes phase :
– Conversion du signal électrique initial en un signal électrique robuste résistant à la transmission optique.
– Conversion de ce signal électrique en un signal optique (par un boitier électronique qui va varier l’intensité des LED suivant un protocole bien défini).
– Propagation du signal dans la pièce (le signal sera déformé par les réflexions multiples et les lumières parasites).
– Réception par un photorécepteur (caméra d’un smartphone/tablette ou photodiode sur une clef USB connecté à un ordinateur) et conversion en un signal électrique.
– Traitement et décodage du signal électrique pour comprendre l’information transmise.

Le déploiement

Le LIFI fait l’objet de beaucoup d’annonces mais son déploiement n’est pas (encore ?) réalisé à grande échelle.

Son utilisation est en effet limitée à certaines applications comme les musées, les aéroports, les avions, les magasins ou les lieux ayant un impératif sécuritaire (application militaire par exemple).

Le LIFI possède en effet de vrais atouts mais également de certaines limitations qui limitent actuellement son développement.

Les avantages

Le LIFI possède des avantages certains :
– Il utilise des ondes électromagnétiques mais au niveau du visible et donc ne produit pas d’onde électromagnétique de type WIFI, ce qui peut avoir des avantages pour les personnes électrosensibles sur certains types de longueurs d’onde (attention toutefois, les ondes lumineuses sont également des ondes électromagnétiques, voir les détails : il ne s’agit donc pas de supprimer des ondes électromagnétiques mais de travailler sur d’autres fréquences). La saturation de la bande de fréquence ou des problèmes d’interférences (avions par exemple) des ondes WIFI peuvent également être un argument en faveur de l’utilisation du LIFI.
– Le LIFI nécessite le passage de la lumière ce qui fait que l’espace où le signal est disponible est évident pour l’être humain (la lumière donc le LIFI ne traverse par les murs), contrairement au WIFI où la zone de propagation est beaucoup moins nette et dépend par exemple de la distance et de l’épaisseur et des matériaux utilisés pour les cloisons. La technique du LIFI limite donc les possibilités de piratage et est donc plus sûr en ce qui concerne l’accès à Internet.
– Les débits théoriques du LIFI sont très importants (mais les contraintes techniques le limitent pour l’instant).
– Le poids pourrait être théoriquement diminué car le nombre d’appareils est limité, ce qui est à vérifier au cas par cas dans la pratique.
– Le LIFI dépend du luminaire qui éclaire donc est très localisé, ce qui peut permettre des services liés à la géolocalisation.

Les freins

En dehors de ces arguments, le LIFI a un certain nombre de contraintes :
– le passage de l’information est réalisé par la lumière, ce qui implique que le luminaire doit être allumé (pas obligatoirement à 100% mais suffisamment pour faire passer assez d’informations de manière franche).
– Il est nécessaire d’avoir un récepteur complémentaire sur les smartphones, tablettes ou ordinateurs, car aucun appareil du marché n’en n’a en standard à l’heure actuelle.
– Le LIFI permet nativement d’envoyer un signal uniquement monodirectionnel (il ne peut en recevoir contrairement au WIFI). Il est donc nécessaire de mettre un système en place supplémentaire pour avoir de l’information bidirectionnelle (type infrarouge par exemple), ce qui ajoute de la complexité et des coûts et diminue la fiabilité.
– Le fait de transmettre l’information par la lumière permet d’augmenter la sécurité comme vu plus haut mais cela peut également avoir des inconvénients car dès qu’un corps opaque s’intercale entre le  luminaire et le récepteur, cela coupe le signal : ce peut être le cas par exemple d’un meuble, d’une personne ou d’un smartphone dans une poche.
– Les solutions LIFI sont actuellement plus onéreuses que les solutions classiques.
– Les autres lumières présentes dans la pièce (artificielles et naturelles) peuvent créer des interférences qui peuvent brouiller le signal.

Le devenir du LIFI

Le LIFI a des atouts importants mais il doit encore faire face à des défis pour être diffusé à plus grande échelle :
– Amélioration des performances et de la fiabilité.
– Avoir des récepteurs LIFI en standard sur tout smartphone, tablette ou ordinateur.
– Augmenter en volume pour diminuer les prix.

Synthèse

Voici quelques exemples d’applications où l’utilisation du LIFI peut avoir un intérêt :

mise à jour : 7 octobre 2019