Communiquer nous a toujours été nécessaire. Supports et moyens de communication ont énormément évolués : après la fumée, les supports écrits, les technologies électriques puis numériques, la lumière incarne désormais le renouveau des télécommunications.
La communication par la lumière : plus rapide, plus puissante et plus sécurisée
Rien ne voyage plus vite que la lumière. La rapidité du signal optique est telle que les photons qui la composent ont une vitesse 100 fois supérieure à celles des électrons composant le signal électrique.
Les premières utilisations de la lumière dans le cadre des télécommunications ont facilité les communications longues distances en même temps qu’elles ont permis l’essor de la fibre optique. Cette technologie relie aujourd’hui presque tous les continents du globe et nous parvient déjà jusque dans notre salon.
Notre appétence pour Internet et le développement de l’Internet des objets ces dernières années, ont engendré une forte croissance du volume de données en circulation. Et cela n’en fini plus, à tel point qu’elle menace directement de saturer nos réseaux. C’est ce que Cisco, leader mondial des technologies de l’information et des réseaux, soulignait déjà dans une étude menée en 2016. En effet, selon lui, le trafic IP (désignant le trafic des données transmises via le web) à l’échelle mondiale sera même amené à tripler d’ici 2020.
Le Li-Fi : une technologie à mi-chemin entre les communications réseaux et l’éclairage
En 1880, Alexander Graham Bell présente le premier photophone de l’histoire. Capable de transmettre le son de sa voix grâce à la lumière du soleil, il est le premier instrument de la connexion sans fil.
Cent ans plus tard, à la fin des années 80, apparaissent les diodes électroluminescentes, également appelées LED (de l’anglais « Light-Emitting Diode ») comme source de lumière. Puissantes, ces diodes vont être progressivement envisagées comme canal de communication sans fil en intérieur mais également dans certains cas en extérieur.
L’apparition du Li-Fi (en anglais « Light Fidelity ») – technologie à mi-chemin entre les communications réseaux et l’éclairage – et son développement sont intimement relié à celui des LED. En France, les premières expérimentations du Li-Fi à l’aide de LED ont lieu à partir de 2005 à l’université de Versailles-Saint-Quentin-en-Yvelines. Mais également à l’université Keiō, à Tokyo.
Dans sa première version, appelée VLC (en anglais, « Visible Light Communication » pour communication par la lumière visible), il ne permet que la géolocalisation des personnes à l’intérieur d’un bâtiment, grâce à l’application d’une signature lumineuse différente pour chacun des luminaires.
En juillet 2011, lors d’une conférence TEDGlobal, le professeur en communication mobile à l’université d’Édimbourg, Harold Haas, fondateur de la société écossaise PureLifi, présente pour la première fois un tel dispositif. Il parvient à démontrer qu’il est possible de diffuser une vidéo HD de façon efficace, simplement à l’aide d’une lampe de bureau.
Le dispositif se compose ainsi :
Le type de photodiode utilisé dépend de son utilisation : transmission à haut débit (Internet) ou bas débit (géolocalisation, Internet des objets).
Il fonctionne de la manière suivante :
Par principe, moins la surface de détection sera grande, moins de signaux optiques seront collectés à travers le flux lumineux. Cependant la réponse de la photodiode sera plus rapide (c’est-à-dire qu’elle mettra moins de temps à détecter le flux lumineux). Dans ce cas, les lentilles collectrices ont pour rôle de booster cette collecte, dans la mesure où elles renforcent le flux de lumière, entrainant ainsi une augmentation du débit et de la portée du signal.
Le signal à transmettre peut ensuite être recueilli par les différents terminaux mobiles et fixes (ordinateurs, tablettes, etc.) de la pièce, par l’une des techniques suivantes :
Pour bénéficier d’une connexion Internet à Très Haut Débit (THD)… mieux vaut être raccordé à un réseau de fibre optique !
Innovation majeure réalisée en matière de communication par la lumière visible, le Li-Fi suscite l’intérêt de plusieurs secteurs d’activités (télécommunications, éclairage, équipementiers en téléphonie, etc.). Il accompagne donc les progrès industriels. En phase d’industrialisation depuis 2018, le Li-Fi sera d’ici peu disponible au sein des établissements publiques et privés et les récepteurs seront déjà intégrés à nos tablettes et smartphones.
L’accès à Internet par la lumière : exemple avec la solution « Li-Fi par Lucibel »
A l’occasion de la 12ème édition du Grand Prix des Chefs d’Entreprise qui s’est tenu le 13 juin 2018 aux salons Hoche à Paris, le Groupe Lucibel, qui a fêté ses dix ans cette même année, remporte le premier prix pour sa solution innovante « Li-Fi by Lucibel », issue de son partenariat avec la société écossaise PureLifi, fondée par Harold Haas. L’année dernière le groupe indiquait déjà avoir équipé de cette technologie, les locaux de « plus de 70 grands comptes tels que Nexity, BASF, Alstom et Arkéa Crédit Mutuel ».
Premier luminaire de type Li-Fi « industrialisé au monde », la solution « Li-Fi by Lucibel » offre une connexion bidirectionnelle à haut débit (atteignant alors 42 Mégabit par seconde symétrique) à l’ensemble de ses utilisateurs.
La réception des données véhiculées par la lumière se fait à l’aide d’une clé Li-Fi connectée au port USB de l’ordinateur, qui reçoit l’information du luminaire : en l’occurrence une diode électroluminescente appelée LED.
Le luminaire devient ainsi un point d’accès à Internet. Il crée un espace de confidentialité, dans la mesure où il n’est possible de bénéficier de cette connexion que lorsque l’on se trouve dans le champ d’émission de la lumière. Dans cette zone, la connexion est donc garantie, ce qui en fait l’argument phare avancé par la société auprès des entreprises sensibles à ce type de sujet comme les établissements bancaires, du secteur de la défense ou encore les centres de recherche.
Un câble d’alimentation (électrique) et un câble RJ45 permettent de joindre le luminaire à un serveur DHPC (de l’anglais « Dynamic Host Configuration Protocol », qui signifie : Protocole de Configuration Dynamique d’Hôte, ayant pour rôle de configurer et distribuer une adresse IP de connexion par utilisateur et pour une durée déterminée) équipé d’un commutateur (de l’anglais « switch », qui désigne un dispositif chargé d’acheminer des données issues d’un des différents ports d’entrée vers un port de sortie spécifique). Le câble RJ45, en lui-même, devient ainsi une tête de réseau informatique.
Aujourd’hui, ce type de câble sert en très grande majorité à connecter un ou plusieurs périphériques à Internet via la box-modem mise à disposition par le Fournisseur d’Accès à Internet (FAI).
Il permet de profiter des avantages de la fibre optique, à pleine vitesse et sans le moindre ralentissement, du moment que le serveur DHPC (Protocole de Configuration Dynamique d’Hôte) auquel ce dernier relie la diode électroluminescente, soit lui aussi raccordé à un réseau de fibre optique.
Suite aux retours favorables émis par les premières entreprises, telles que Sogeprom et Nexity, à avoir testé la première génération de produits, la deuxième génération commercialisée par le groupe depuis novembre 2018 présente deux avantages majeurs :
L’utilisation de la diode peut donc offrir un débit théorique nettement plus élevé que celui permis par la technologie Wi-Fi. Elle représente une véritable alternative à cette technologie et se veut plus sécurisée. En effet, puisque la lumière ne traverse pas les murs, il est impossible de pirater la connexion.
Ce dispositif est également plus respectueux de notre environnement car il n’émet pas d’ondes électromagnétiques. Ce pourquoi il est expérimenté depuis l’été dernier par des sociétés telles qu’Alstom et la SNCF. Appelée à se répandre d’ici quelques années dans les trains à grande vitesse comme les avions, elle facilitera nos voyages, mais pas seulement.
Cette technologie s’adaptera parfaitement à d’autres types d’environnements tels que l’hôtellerie, les espaces de co-working et les pépinières d’entreprises, les aéroports, les salles de congrès, les établissements comme les espaces publics (de santé, crèches, écoles, éclairage public, etc.) et privés.
Adeline M.
