In un’epoca in cui la trasformazione digitale è il motore dell’innovazione in ogni settore, la necessità di connessioni dati veloci e affidabili è diventata cruciale. Soprattutto in ambienti dove la precisione e la rapidità delle informazioni sono essenziali, come negli ospedali e nelle industrie, le tecnologie di trasmissione dati devono evolversi per rispondere alle sfide moderne. In questo contesto, il progetto LINCNET emerge come una proposta rivoluzionaria, che sfrutta la luce per superare le limitazioni delle reti wireless tradizionali e promette di cambiare radicalmente il modo in cui gestiamo i dati.
Trasmissione di dati
Nell’ambito della sanità, la digitalizzazione ha portato a una crescente integrazione di dispositivi medici con le reti di comunicazione. Macchine a raggi X, ecografi e altre apparecchiature critiche devono essere facilmente spostabili e connesse senza interruzioni. Tuttavia, le reti Wi-Fi tradizionali, sebbene ampiamente adottate, presentano sfide significative in questi ambienti. Le emissioni elettromagnetiche delle reti Wi-Fi possono interferire con le apparecchiature mediche sensibili, creando potenziali rischi per la sicurezza e l’efficacia delle diagnosi e dei trattamenti.
Allo stesso modo, la produzione industriale moderna richiede una rete di comunicazione altamente flessibile e resiliente. Le linee di produzione devono essere adattate rapidamente ai cambiamenti negli ordini e alle nuove esigenze operative. Le reti wireless convenzionali possono risultare inadeguate a causa delle interferenze impreviste e delle limitazioni nella larghezza di banda, che possono compromettere l’efficienza e la produttività.
Il progetto LINCNET
Per affrontare queste sfide, i ricercatori dell’Istituto Fraunhofer per le telecomunicazioni, Heinrich-Hertz-Institut (HHI) di Berlino, stanno lavorando a una soluzione innovativa nell’ambito del progetto LINCNET (LiFi-enabled 5G for INdustrial and MediCal NETworks). Questo progetto all’avanguardia combina la tecnologia di trasmissione dati attraverso la luce (LiFi) con reti 5G ultraveloci, creando una rete wireless potente e a basso costo, adatta a rispondere alle esigenze sia degli ospedali che delle industrie.
Uno degli sviluppi chiave del progetto LINCNET è un modulo dimostrativo che si collega direttamente a una presa elettrica. Questo modulo estrae i dati dalla rete elettrica e li trasmette attraverso un LED sulla superficie del modulo. La luce emessa dal LED è modulata per trasmettere i dati ai dispositivi finali all’interno della stanza. Questo approccio non solo riduce le emissioni elettromagnetiche, ma elimina anche la necessità di costosi cavi aggiuntivi, semplificando l’infrastruttura e rendendo la rete più versatile.
Come funziona il LiFi
Il LiFi (Light Fidelity) rappresenta una significativa evoluzione rispetto al Wi-Fi tradizionale. Questa tecnologia utilizza la modulazione dei segnali luminosi per trasmettere dati ad alta velocità. I LED emettono segnali luminosi che vengono modulati a una velocità di centinaia di milioni di cambiamenti al secondo. Questi cambiamenti sono impercettibili all’occhio umano ma possono essere captati da fotodiodi e convertiti in dati dai dispositivi di ricezione. La tecnologia LiFi offre velocità di trasmissione fino a 1 Gigabit al secondo e una latenza inferiore ai 2 millisecondi, garantendo prestazioni eccellenti e una robustezza senza pari.
Uno dei principali vantaggi del LiFi è la sicurezza. Poiché la luce non può attraversare i muri, i segnali luminosi rimangono confinati all’interno del cono di luce, rendendo impossibile l’intercettazione dei dati da parte di utenti non autorizzati. Questo riduce drasticamente il rischio di violazioni della sicurezza e di intercettazioni. Inoltre, la tecnologia LiFi non è influenzata da altre reti wireless o da macchine che emettono radiazioni, eliminando le interferenze e migliorando la stabilità della connessione.
Integrazioni con reti elettriche esistenti
Una delle innovazioni più significative del progetto LINCNET è la sua capacità di combinare LiFi con le reti elettriche esistenti. Utilizzando la comunicazione su linea elettrica (PLC), i dati vengono trasmessi tramite la rete elettrica fino al soffitto di ogni stanza. Da lì, i segnali vengono convertiti in impulsi luminosi che forniscono la connessione finale ai dispositivi. Questo approccio elimina la necessità di installare cavi aggiuntivi e migliora l’efficienza energetica, riducendo le interferenze elettromagnetiche e ottimizzando l’uso delle risorse esistenti.
Modulo a soffitto
Il team del Fraunhofer HHI ha sviluppato un modulo da soffitto che include un processore di segnale digitale (DSP). Questo modulo estrae i dati dal flusso di elettricità e li converte in impulsi per la modulazione digitale della sorgente luminosa. Il LED trasmette i dati dal soffitto al dispositivo finale, che può essere un robot in un ambiente industriale o un’unità a ultrasuoni in un centro medico. La luce modulata fornisce una connessione sicura e affidabile, simile a quella di una rete cablata ma senza la necessità di cavi fisici.
Scalabilità di LiFi
Il progetto LINCNET non si limita a implementare una nuova tecnologia, ma mira anche a migliorare continuamente le capacità delle reti LiFi. I ricercatori stanno esplorando l’integrazione di LiFi con connessioni Ethernet per potenziare ulteriormente le prestazioni e la scalabilità delle reti. Questa combinazione, nota come fronthaul, prevede che ogni modulo LiFi a soffitto sia collegato a un’unità centrale tramite Ethernet. Questo approccio consente una gestione più granulare delle trasmissioni LiFi, migliorando il controllo in tempo reale di robot e dispositivi medici e ottimizzando le prestazioni complessive della rete.
Benefici per l’industria e la sanità
Per le aziende, LINCNET rappresenta una soluzione che può incrementare notevolmente la flessibilità e l’efficienza delle operazioni industriali. La possibilità di adattare rapidamente le linee di produzione e di gestire i dati in tempo reale senza interferenze esterne è un vantaggio significativo. Allo stesso modo, negli ospedali, l’adozione di LiFi può migliorare la sicurezza e l’affidabilità delle comunicazioni, riducendo il rischio di interferenze e garantendo che i dati sensibili siano protetti.
