LiFi: Innovación a la velocidad de la luz Computerworld Colombia realizó el pasado 17 de julio el Foro de Innovación dedicado, en esta ocasión, a la tecnología de transmisión de la información, usando la luz como canal, en lugar de las tradicionales ondas electromagnéticas.
Agosto 2019
Por: John Harol Rodríguez S.
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n el presente, el recurso más valioso es el dato. Saber utilizarlo y transformarlo es más rentable que cualquier otro modelo de negocio y la carrera por la transmisión de la información es vital, si tenemos en cuenta la dirección que han tomado los sistemas productivos en los albores de la cuarta revolución industrial, donde los datos son protagonistas al generar instrucciones, medir tendencias, determinar alternativas y, a partir de los datos creados por las mismas máquinas, obtener, al final, mayor conocimiento e inteligencia. Así mismo, la latencia, es decir, el tiempo que tarda un dato en llegar de un punto A a un punto B es, para los científicos y los ingenieros, una de sus mayores preocupaciones, pues de una latencia mínima o nula dependen gran cantidad de avances que disfrutaremos a partir de la próxima década, con el auge de la quinta generación de comunicaciones móviles o 5G. 1
Un buen ejemplo de cuán urgente es la reducción de la latencia son los vehículos autónomos. Para que un auto de este tipo marche sin contratiempos se requiere que sus computadores se comuniquen y tomen decisiones en tiempo real y respondan ante su entorno de manera segura. Si este hipotético vehículo encuentra un obstáculo y debe enviar información a un centro de datos para decidir, es posible que una latencia de décimas o incluso centésimas de segundos genere un accidente. Así, entre mayor sea la velocidad exigida para la entrega del dato, menor debe ser la latencia. Por ahora, las comunicaciones se han desarrollado a través del espectro electromagnético y se ha exprimido sobre este sustrato lo mejor que se ha podido para transmitir todo tipo de datos. Así, en poco más de tres décadas, las comunicaciones móviles han pasado de una comunicación por voz a la transmisión de grandes volúmenes de información, basada en voz, video y datos. Esto, incluso, es suficiente para las comunicaciones entre humanos, que podemos resistir algo de latencia, pero, como vemos, las máquinas exigirán que este umbral sea cada vez más pequeño.
Que se haga la luz Una propuesta muy ambiciosa consiste en aprovechar la luz para la transmisión de la información. Este modelo lleva varios años en etapa de investigación y desarrollo y su uso cotidiano se verá a finales de la próxima década o un poco más adelante. La luz, como todos sabemos, es lo más rápido que tenemos en el universo y utilizarla como plataforma para montar los datos disminuiría de forma drástica la latencia. La investigación, desarrollo e implementación a través de frentes muy amplios que van más allá del transporte en vehículos autónomos pues, con el auge del internet de las cosas, IoT, y su evolución al internet del todo, IoE, se requiere que los objetos interactúen más rápido, procedan en consecuencia y, gracias a esto, nosotros, como humanos, terminemos por delegar bajo su responsabilidad tareas más delicadas y precisas en los próximos lustros.
Surge LiFi como alternativa de valor LiFi es el acrónimo de Light Fidelity, en español Fidelidad de la Luz, lo cual significa que una señal es transmitida a través de pulsos soportados por una fuente emisora de luz y un elemento receptor de la misma. 2
Si bien este método lleva más de cien años de investiga-
El ecosistema LiFi crece poco a poco. Empresas como Sig-
ción y la teoría siempre ha sustentado su viabilidad, lo que
nify, antes Philips; pureLiFi, eodcomm, vincomm, Velmenni,
hacía falta era una tecnología que aprovechara al máximo
LimEfficient, Firefly y LIFX, pertenecen a un consorcio que
los pulsos de luz para lograr transmisiones de datos a gran
comparte conocimiento y busca perfeccionar el mercado
velocidad. Hasta el siglo pasado se utilizó luz fluorescente
de esta tecnología. Su sitio, lifi.co
para realizar transmisiones de poco más de 256 Kbps, y solo hasta comienzos de este siglo se implementó el uso de dispositivos transmisores de luz tipo LED (Light Emiting Diodes), lo cual permitió dar un gran salto hacia volúmenes de datos más atractivos, de entre 256 Kbps y 9 Mbps. El doctor Harold Haas, profesor emérito de comunicaciones móviles en la Universidad de Edimburgo, fue quien acuñó el concepto de LiFi como lo conocemos en la actualidad y lo utilizó en un TED Talk en julio de 2011. De su trabajo también surgió el concepto de Visible Light Communications, VLC o Comunicaciones por medio de la luz visible. Haas se ha involucrado en la investigación y desarrollo de esta tecnología durante toda su carrera y en 2007 logró superar la barrera del gigabit, convirtiéndola en una alternativa viable para el desarrollo de las comunicaciones. También ha trabajado en la divulgación de esta tecnología y ha publicado documentos y libros sobre el tema.
La visión de Haas siempre ha sido la de vincular LiFi con la conectividad para las comunidades más necesitadas y espera que esta tecnología conecte a los 4.000 mil millones de habitantes de las regiones más apartadas, usando simplemente la luz. Esta visión la comparten algunos visionarios y emprendedores que están interesados en hacer que este proceso sea, aparte de más rápido y eficiente, más limpio e incluso más equitativo e incluyente, al desarrollar alternativas de producción que no sean masivas, sino locales y que involucren a las comunidades en el desarrollo del modelo. En este contexto, Computerworld, con el apoyo del doctor Jorge Reynolds, la Clínica Shaio y el Grupo Amarey, reunió a Gunter Pauli, Suat Topsu y Frans A. Otten, personalidades que están muy relacionadas con LiFi, para dar conocer cómo esta tecnología puede aprovecharse en Colombia y, quizás, convertirse en una oportunidad de negocios que
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Jorge Reynolds Pombo, Director departamento de Investigación Electrónica y Nanotecnología de l a Fundación Clínica Shaio.
aproveche el talento local, así como su experiencia y su conocimiento, sin dejar de lado las oportunidades que surjan en el mediano plazo.
Una oportunidad para Colombia El visionario belga Gunter Pauli, fundador y director de Zeri (Zero Emissions Research Initiatives o iniciativas de investigación de cero emisiones) y de Novamont, empresa dedicada a la química sostenible, así como pionero de la Economía Azul, un concepto que aborda de manera holística la productividad de los negocios y los integra al uso responsable e inteligente de los recursos, fue el primero en hablar en el Foro. Según Pauli, LiFi es una oportunidad de negocios que se integra a la perfección con su visión. “La transformación del internet del 2D al 3D, es un avance que soporta la creación de nuevos contenidos y actividades. Hoy, todo es 2D: las películas, la realidad aumentada, todo es 2D, y LiFi, con su velocidad, podría introducirnos al 3D. ¿Se imaginan el sector médico haciendo uso de tecnologías 3D para el procesamiento de la información? En 25 años, 3D será el estándar, pero la transformación requiere una transmisión de datos mil veces superior, es decir, hablar de transmisiones de terabyte por segundo”, afirma Pauli. 4
Con la transmisión de datos con LiFi, se obtienen mayores anchos de banda a grandes velocidades, lo cual abre la puerta a avances en la medicina, la ciencia, el desarrollo de nuevos modelos de prueba y de conceptos. Igualmente, el entretenimiento; los segmentos del gaming y el cine, por ejemplo, requieren escenarios virtuales cada vez más intensos en realismo e impacto, que se pueden lograr con tecnologías de transmisión 3D. Los hologramas, por ejemplo, cambian por completo la interacción con personajes y escenarios y LiFi puede generar una transformación importante en estos negocios. Por ejemplo, si pensamos en pasar de imagen simulada en 3D, a través de gafas de realidad virtual, VR, a un mercado de escenarios holográficos, cambia por completo la ecuación del modelo de entretenimiento y de la manera como se puede disfrutar ya sea jugar o ‘vivir’ una película donde los protagonistas no solo serán vistos sino que pueden actuar y confrontar a los futuros espectadores. “Por esto, necesitamos nuevos ‘Che Guevara’, innovadores, disruptivos, que abran nuevos mercados”, afirma Gunter Pauli, quien ve en Colombia un país donde se puede establecer un polo para el desarrollo de las tecnologías relacionadas con LiFi y aplicarlas a entornos médicos, industriales y agrícolas, entre otros. “Gracias a los diálogos con Víctor Castillo y Jorge Reynolds, vemos la posibilidad de convertir a Colombia en el puente para el desarrollo de esta tecnología. La segunda opción sería Brasil. Colombia no es un país donde la investigación fundamental sea muy fuerte y, por esto, vemos una oportunidad para la transferen-
cia del conocimiento y el crecimiento de un negocio tecnológico de largo plazo”, afirma Pauli.
Un negocio emergente Suat Topsu es un científico francés, cocreador de LiFi, profesor de la Universidad París-Saclay y de la Universidad de Versalles Saint Quentin; también es fundador y consejero delegado de la Société Oledcomm France LiFi, dedicada a la investigación en transmisión de datos a través de medios ópticos. En 2005, Topsu empezó a estudiar la capacidad de transmisión de datos de la luz y ha trabajado en proyectos de ciencia y tecnología europeos, entre los que se cuentan el desarrollo de la nueva generación de relojes atómicos y la aplicación de soluciones basadas en nanotecnología para aplicar terapias contra el cáncer. En el campo del desarrollo de aplicaciones ópticas para la transmisión de datos, Topsu analiza el modelo de gestión de la Red actual y sugiere uno nuevo que no dependa de instituciones como ICANN, ni del gobierno de Estados Unidos. Particularmente, más allá de las comunicaciones de quinta generación de comunicaciones móviles.
El objetivo es lograr que los humanos, con la luz, obtengan una red más segura, sin radiofrecuencia, basada en luces LED, para conectar objetos y personas a la red óptica, una red abierta, libre, disponible y localizable en GPS, con un precisión hasta de un centímetro”, explica Topsu. Este tipo de conexiones ha logrado velocidades 200 veces más rápidas (200 GBps), con las cuales se pueden descargar 22 películas actuales en un segundo. “Esta velocidad es por cada lámpara, así que se puede multiplicar la velocidad al agregar más lámparas”, afirma Topsu. Esto se logra, por ejemplo, con velocidades de hasta 10 millones de pulsos de luz por segundo, que pueden enviar los datos a mayor velocidad, lo que facilita que se incremente la capacidad de interacción entre aparatos conectados. “En mi laboratorio en Japón, logramos transmitir información entre vehículos, y en nuestro laboratorio en París, logramos mejorar la velocidad de transmisión, con aseguramos de que nuestro enfoque es correcto, si tenemos en cuenta que otros laboratorios están dirigiendo su investigación hacia estos focos”, afirma Topsu.
En su presentación sobre el funcionamiento de la tecnología LiFi, la primera que da en español y en Colombia, durante el Foro de Innovación Computerworld, Topsu mostró un panorama interesante frente a la aplicación y las ventajas que se pueden lograr al usar LiFi. “Estamos en una etapa intermedia entre el internet 2.0 y el internet 3.0, entre el internet de las cosas, IoT, y el internet del todo, IoE, cuando las cosas se conecten con los humanos y necesitemos tecnologías más veloces a la transmisión por radiofrecuencia”. Gunter Pauli, fundador y director de Zeri
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La próxima década entraña avances que harán irreconocible nuestro entorno. Uno de ellos es la computación cuántica. Frente a la conjunción de LiFi con este modelo computacional, Topsu aclara que “La ley de Moore especifica que la capacidad de cómputo se dobla periódicamente, los computadores al integrar LiFi continuarán acelerando su capacidad de innovación y de transformar el entorno de TI”. Finalmente, los innovadores y los emprendedores deben tener en cuenta esta nueva capacidad para soñar hoy y desplegar mañana los avances tecnológicos que aprovechen LiFi. “Si no integran innovación en su negocio, estarán fuera del mercado, posiblemente en meses. Así que se necesita innovación y pensar en términos de competitividad antes de que otros lo hagan”, concluye el profesor Topsu.
Colombia, en el eje del negocio
Franz Otten, holandés, descendiente de los creadores de la casa Phillips, ha heredado su visión de negocios y la ha dirigido hacia el uso de la luz para la conectividad desde su empresa, Ellipz Lighting Solutions, un negocio que fabrica productos de iluminación basados en tecnologías LED y bajo un concepto innovador,
al crear una luz que se adapta perfectamente a la sensibilidad del ojo humano para la visión interior y nocturna. Con esto reduce el consumo energético y genera una mejor visibilidad, sin dejar de lado un diseño avanzado. Ellipz Lighting también está concebida como una empresa que desarrolle sus productos de forma responsable y segura, minimizando el desperdicio en la producción y el consumo energético. Esto, con el fin de ser responsables tanto en el ámbito social como en el ambiental, mientras es efectiva en costos. Bajo esta visión, la transmisión de datos es más limpia, comenta Otten: “LiFi puede hacer cosas que WiFi no, como la geolocalización, y deja de lado la invasión del espacio con ondas radioeléctricas, incluso el cuerpo humano queda libre de ondas”. La visión de Otten se centra en mejorar la calidad de vida de la humanidad, mientras mejora su entorno de forma casi imperceptible, pero muy impactante. “Lo bueno de LiFi es que usa infraestructura que ya existe; al usar luz que ya tienen instalada los humanos y al agregar LED que es hasta 80% más económica que las bombillas tradicionales”, afirma Otten. Esto reduce los tiempos de transición hacia el uso de esta tecnología y disminuye los costos de adopción. “Así que no es cuestión de invertir en cosas que aún no existen, sino en mejorarlas, al usar infraestructuras electrotécnicas para cambiar la emisión de luz y agregar datos, como un satélite”, agrega.
Suat Topsu, profesor de la Universidad París-Saclay y de la Universidad de Versalles Saint Quentin
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“Esto nos trae al eje de todo este fenómeno, mientras acerca vertiginosamente productos y servicios que puede que aún no existan, pero que ya son familiares para
nosotros. Necesitamos una infraestructura que interactúe en tiempo real, que agregue inteligencia artificial, big data, blockchain. Estamos aumentando las posibilidades de conectividad entre máquinas, drones, coches, entre otros”, asegura Otten. Y esta visión no se centra solo en las ganancias de corto plazo, sino en un modelo tan revolucionario como la misma transmisión por datos Franz Otten, director de Ellipz Lighting Solutions a través de la luz, que se proyecta más allá de este siglo. “En los próximos 50 o 100 años, los Esto que suena tan sencillo, entraña un cambio drásnegocios locales serán más importantes y esto lo tico frente a nuestro presente y nuestro futuro inmevamos a aprovechar al utilizar los fabricantes de diato. “¿Por qué tenemos que fabricar todo en China, cada región para que ellos desarrollen el mercado si podemos realizarlo localmente?”, cuestiona Franz y produzcan sus propias tecnologías”. Otten y agrega: “En los próximos 100 años, tenemos que ser más conscientes de que el costo de los productos no solo es el de fabricación, sino también su embalaje y su transporte. Esto tiene su impacto ecológico y debemos analizarlo para minimizarlo o eliminarlo, con el fin de ser más responsables, tanto con el ambiente como con la misma sociedad”.
Un nuevo ecosistema luminoso La visión del desarrollo de la tecnología LiFi va más allá de la conectividad y la aceleración de la transmisión de datos, al concebirse como una solución que impacta a la sociedad y al medio ambiente. Las nuevas tecnologías se ven más atractivas y prometedoras al superar con creces no solo su objetivo sino al impactar su entorno de manera positiva. Ciro Villate Santander, director de a
Bajo esta visión, solo podemos esperar “que se haga la luz”. 7
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