2/13/2015 Li­Fi: Access the Internet Through LED Bulbs

http://thenextweb.com/insider/2014/08/21/purelifi­li­fi­vlc­led/ 1/10

S

PAUL SAWERS21 August '14, 12:33pm

ir Alexander Graham Bell may be better known as the guy who invented the first‘practical’ telephone, but the Scottish scientist laid claim to an arsenal of additional

innovations.

Among these were the photophone [http://en.wikipedia.org/wiki/Photophone] , a wirelesstelephone of sorts that enabled sounds (including speech) to be transmitted via light. It’s saidthat Bell actually valued the photophone more than the telephone from his lifetimeachievements, even though it never quite took off and is now consigned to the footnotes ofhistory.

However, more than 130 years after the photophone first came to light, Professor Harald Haas[http://www.see.ed.ac.uk/drupal/hxh/about/] is pioneering his own light­centric wireless

INSIDER [HTTP://THENEXTWEB.COM/INSIDER/]

Let there be Li-Fi: Meet the man who’s bringingconnectivity to the world through LED

days until TNW Conference Europe. Join 3,500 people on April 23­24.

[http://thenextweb.com/conference/europe/]

2/13/2015 Li­Fi: Access the Internet Through LED Bulbs

http://thenextweb.com/insider/2014/08/21/purelifi­li­fi­vlc­led/ 2/10

communications technology. And ironically, he’s doing so from the Alexander Graham Bellbuilding [http://www.ed.ac.uk/schools­departments/estates­buildings/buildings­information/a­z­buildings­list?id=618&cw_xml=Building_profile.cfm] at the University ofEdinburgh in Scotland.

The birth of Li-FiIf you’re an avid follower of TED, you may well have encountered Haas before. Way back in2011, Haas took to the stage to demonstrate his vision for the future of wirelesscommunications, using little more than LED bulbs. The talk also gave birth to the term ‘Li­Fi’,which is now the commonly used nomenclature [http://en.wikipedia.org/wiki/Li­Fi] for bi­directional, networked wireless communications using visible light, as opposed to traditionalradio frequencies.

If you have a spare 13 minutes, Haas’s speech is worth a watch:

Light modulation certainly isn’t a new concept, but Haas is looking to move things forward andenable connectivity through simple LED bulbs. With Li­Fi, you can connect to the internetsimply by being within range of an LED beam, or you could conceivably transmit data usingyour car headlights. The ramifications of this are huge, especially with the internet of things[http://en.wikipedia.org/wiki/Internet_of_Things] in full swing and the much mootedspectrum crunch [http://www.techopedia.com/definition/29483/spectrum­crunch] expectedto bite increasingly hard in the coming years.

Haas’s company’s mission statement is:

“PureLiFi seeks to resolve the global struggle for diminishing wireless capacity by developing and

2/13/2015 Li­Fi: Access the Internet Through LED Bulbs

http://thenextweb.com/insider/2014/08/21/purelifi­li­fi­vlc­led/ 3/10

delivering technology for secure, reliable, high speed communication networks that seamlesslyintegrate data and lighting utility infrastructures and significantly reduce energy consumption.”

The Next Web caught up with Haas in his Edinburgh office to get the lowdown on where thingsare at, and where things could be heading with Li­Fi in the not­too­distant future.

Illumination to communication

[http://thenextweb.com/insider/2014/08/21/purelifi­li­fi­vlc­led/img_2369­2/] Harald Haasin His Lab

Founded back in 2012, Haas’s PureLiFi [http://purelifi.com/] (previously PureVLC) is a spin­off from the University of Edinburgh, though much of their visible light communication (VLC)research dates back to 2008 when its delightfully titled D­Light project[http://visiblelightcomm.com/d­light­project­hits­target/] kicked off.

Though the chunk of its efforts thus far have been confined to the research and prototypingrealm, there are real, physical products out in the wild – it sold its first Li­Fi device to a UShealthcare provider last year. And earlier this year, PureLiFi launched its first product proper –the Li­1st [http://purelifi.com/li­fire/li­1st/] , which it touts as the first publicly­available bi­directional visible light communication device.

2/13/2015 Li­Fi: Access the Internet Through LED Bulbs

http://thenextweb.com/insider/2014/08/21/purelifi­li­fi­vlc­led/ 4/10

pureLiFi Li­1stfrom pureLiFi

01:41

Now, the Li­1st isn’t something you can buy off­the­shelf at Amazon. But it’s “on the market”with some of its lead partners, including companies from the security­focused fraternity. Andthis is one of the key selling points of Li­Fi over Wi­Fi – it’s harder for third­party prying eyesto infiltrate.

Li­Fi signals are confined to narrowly­focused ‘beams’ that don’t travel through walls.Moreover, LED lights are natural beam­formers, which makes it easier to create separateuplink and downlink channels, which essentially means more secure internet browsing, giventhat both channels have to be ‘intercepted’ if someone did manage to coerce their way into thesame room as you.

“This [Li­Fi] is a technology that can aid cybersecurity in a very new way,” says Haas.

The Li­1st allows you to network via a desktop photosensitive unit that works in tandem withan off­the­shelf, unmodified light fixture. The desktop unit has infrared LEDs to communicatein the uplink channel. We were given a demo by Haas in his light emporium at the University ofEdinburgh, and the YouTube video we watched streamed flawlessly.

2/13/2015 Li­Fi: Access the Internet Through LED Bulbs

http://thenextweb.com/insider/2014/08/21/purelifi­li­fi­vlc­led/ 5/10

[http://thenextweb.com/insider/2014/08/21/purelifi­li­fi­vlc­led/img_2360/]

The Li­1st delivers a capacity of 5Mbps in the uplink and downlink channels, covering a rangeof “up to” three meters. And yes, you benefit from a nicely lit working space too. It’s worthnoting here that it has been shown that speeds of up to 10Gbps[http://www.bbc.co.uk/news/technology­24711935] has been proven with Li­Fi too.

While Li­Fi could become a more common fixture in security­conscious locations in the future(e.g. banks or government buildings), there are innumerable potential use­cases.

[http://thenextweb.com/insider/2014/08/21/purelifi­li­fi­vlc­led/beams­2/] Content can betailored to specific locations through ‘fencing’, so that you know exactly what people and placesare receiving what kind of data – even within a single room. Someone could even wanderthrough various beams and receive information relevant to where they currently stand.

2/13/2015 Li­Fi: Access the Internet Through LED Bulbs

http://thenextweb.com/insider/2014/08/21/purelifi­li­fi­vlc­led/ 6/10

So this is a potential scenario: Lots of spotlights in a room, with people wandering along withtheir tablet, passing through various beams, and the connection remaining constantthroughout. And it’s this exact thing that PureLiFi is working on next – the Li­Flame will createthe equivalent of a wireless network by turning LED bulbs into wireless access points,effectively letting you move between light sources without losing your connection.

The Li­Flame will also feature a mobile unit that you can attach to your portable device, thusmaking it compatible with LED connectivity.

Up in the skyCuriously, Haas tells us that PureLiFi has been testing with a “major aircraft manufacturer,”which hints at what could be to come for the future of air transport.

You know that reading light above your head on a plane? That could easily be used to streamdata to individuals at their seats, directly to their iPads or laptops. But deliveringentertainment to your seat is only one reason why this could prove useful for airlines andaircraft manufacturers.

“The airlines are more interested because they save weight,” explains Haas. “These seats areusually hard­wired with cables. And that also limits their flexibility. The airlines want to be ableto change the seat­spacing depending on what link they serve.”

[http://thenextweb.com/insider/2014/08/21/purelifi­li­fi­vlc­led/airplane­lights/]

2/13/2015 Li­Fi: Access the Internet Through LED Bulbs

http://thenextweb.com/insider/2014/08/21/purelifi­li­fi­vlc­led/ 7/10

So rather than having a rigid seating structure, different planes on different routes at differenttimes could be reconfigured accordingly. Modularization is the name of the game here, with nopesky cabling to interfere with the shifting of seats. And given that cables often use a lot ofcopper, which is heavy, beaming data using the existing LED light fixtures is one way ofremedying this.

So..is this actually ever going to replace Wi-Fi?Okay okay, so is Li­Fi really a Wi­Fi killer? Well, probably not in the foreseeable future – thereare still many inherent benefits to using Wi­Fi. But Haas was quick to dispel any lingeringmyths that Li­Fi relies on ‘line­of­sight’ to connect: “Obviously, if you block light entirely, thenit won’t work. But it’s really hard to interrupt a light beam. The light can bend very heavily.”

But the very fact that solid, opaque objects can interfere with network connections will be anissue in many contexts. It seems clear that if Li­Fi is to really take off via the mechanismsenvisaged by Haas, it will likely be in a complementary capacity – initially, at least.

With that spectrum crunch looming, reselling old analogue TV spectrum[http://www.slashgear.com/1­3bn­uk­lte­auction­opens­december­11­12256520/] is provingto be one solution to increasing capacity. But that may not be sufficient with the so­calledinternet of things bringing ubiquitous connectivity to everything. Want to connect your kettleto the internet? Many already have LED lights on them, so this could be an easy way of hookingit up to the Web, and you could control it from your iPhone, be it to monitor powerconsumption or whatever.

“It’s not surprising that Google bought Nest[http://thenextweb.com/google/2014/02/12/google­completed­3­2­billion­acquisition­nest/],” says Haas. “Because if you can control your thermostat and link it to behavioral patterns ofmovement in a room, then it gets smart. It doesn’t need to heat up a room if nobody’s in it, so itcan automatically turn off.”

[http://thenextweb.com/insider/2014/08/21/purelifi­li­fi­vlc­led/earring/] Intelligent car­to­car communicationscould be enabled via the vehicles’ LED headlights, with aview towards preventing accidents. Heck, you could eventether an LED earring to your body, and hook it up tosensors for tracking temperature, sugar levels and othervital health data.

“Imagine you have an internet of things, where peopleforecast that in 2020 there will be a thousand wireless devices per person on the planet,” says

2/13/2015 Li­Fi: Access the Internet Through LED Bulbs

http://thenextweb.com/insider/2014/08/21/purelifi­li­fi­vlc­led/ 8/10

Haas. “You’re using a limited spectrum, all using the same frequencies. That’s a mass ofinterference created. And people haven’t realized that. Light can circumvent that.”

Elsewhere, Li­Fi could help with underwater networking, with divers and submersibles able togain connectivity via LED.

“Li­Fi is creating a new industry,” says Haas. “It’s something we believe is big, and the reasonfor that is we see a variety of different applications.”

But why LEDs specifically? Why not other lights? Well, it all comes down to speed. Traditionalincandescent light bulbs are too slow. The best at the moment is LED, though this may changein the future. All PureLiFi is doing is tapping a form of light transmission that is already readilyavailable and widely accessible, which makes their barriers to entry far more surmountable.But there are still barriers.

“We use really thick, fat pipes for data communications which are free – ‘light’, it’s free,”explains Haas. “Whereas the RF (radio frequency) communications industry have licensed, andoften put in billions (of dollars) to cellular licenses. We have to overcome, commercially, thatreservation.”

This ‘reservation’, of course, stems from an industry that may not be too quick to embracesomething ‘new’ when it’s already heavily invested in the old world order.

“The reservation will be overcome, in our view, by the need of people for more wirelessconnectivity and higher data rates,” continues Haas. “It’s creating new business opportunities,and at the moment this ecosystem of new business and business models is being developed andwe are helping and aiding this. That’s why we have the beta programmes with our partners inorder to develop new business models, new ways of engaging with the markets.”

But how exactly does it all work, and how does everything all connect? Can you just use existinglight fittings in your home? While it is possible to retrofit your existing set­up using powerlinecommunications [http://en.wikipedia.org/wiki/Power­line_communication] , the general ideamoving forward is that companies and manufacturers will start building their equipment withLi­Fi firmly in mind.

Redwood Systems, acquired by CommScope last year[http://www.commscope.com/NewsCenter/PressReleases/CommScope­Acquires­Redwood­Systems/] , is working on networked LED systems that not only transfers data over ethernetcables, but power too. In the future, some light fixtures will only have one connector, whichworks via technology known as power over ethernet[http://en.wikipedia.org/wiki/Power_over_Ethernet] . For example, while an ethernet cablemay provide 60 watt of power, a typical LED light fixture only requires around 5 watt, so with

2/13/2015 Li­Fi: Access the Internet Through LED Bulbs

http://thenextweb.com/insider/2014/08/21/purelifi­li­fi­vlc­led/ 9/10

one cable you could power 12 lights.

So in new electrical installations, you could lay a CAT 5[http://en.wikipedia.org/wiki/Category_5_cable] cable to a light fixture, rather than a powercable. The data exists immediately at the light fixture.

In September last year, EDF and OLEDCOMM partnered with Thorn Lighting[http://www.oledcomm.com/News.html] to present prototypes of street­lights equipped withLi­Fi, during the Chalon en Champagne trade fair. Li­Fi is a burgeoning industry for sure, butdevelopments are starting to ramp up somewhat.

Let their be lightIt’s estimated that the Li­Fi market will be worth more than $6 billion by 2018, according toanalysis by MarketsandMarkets. Haas is well aware of the need for many more players in thespace for it to be viable, and he’s hoping Scotland will be central to this drive.

[http://thenextweb.com/insider/2014/08/21/purelifi­li­fi­vlc­led/market­value/] “Because of this massive opportunity and the myriad of different applications, one would easilysee that it (the Li­Fi market) can’t be covered by one company,” says Haas. “A company needsto focus on a certain application, such as indoor networking. That’s why the university(Edinburgh) has realized that there is an opportunity for seeding a new industry. A newindustry based here in Scotland, that will seed many more spin­out companies and an entirenew market.”

For now, PureLiFi’s funding comes mainly via research projects, but it’s looking to garnerfunds from the public purse, as well as ‘strategic funding’ via a number of big players fromacross the US and Asia. This is all about trying to “pull them into the center and convince themof the opportunity they have in terms of early participation,” says Haas.

2/13/2015 Li­Fi: Access the Internet Through LED Bulbs

http://thenextweb.com/insider/2014/08/21/purelifi­li­fi­vlc­led/ 10/10

Haas is pushing to raise a signifcant sum of money to help build new premises for a Li­Ficenter, while creating new jobs and developing all the underlying technology and businessmodels for this fledgling industry. “The university has bought into that, the principlal hasbought into it, and at the moment we’re looking for stragetic partners internationally,” saysHaas.

It’s very much in PureLiFi’s interests to encourage an ecosystem around this light­basedtechnology, as it will be relying on manufacturers and a myraid of third­parties to be on boardwith this.

“What we’re envisaging now is illumination, but it (light) will be a service in the future,” saysHaas.

Incadescent bulbs have a lifespan of around 2,000 hours, while LED have as much as 50,000hours. “People who manufacture them (LED bulbs) are aware that their lifecycles are muchlarger, so they need to find new ways of adding service to the light they sell. That is one of theseadditional services that would enable Phillips and others to distinguish themselves from thecompetitors,” he continues.

For now, Li­Fi will remain a thing of the future for most people.

➤ PureLiFi [http://purelifi.com/]

Main Image Credit – Shutterstock [http://www.shutterstock.com/pic-164215154/stock-photo-energy-saving-led-light-bulb.html?src=nRHFni_kA_S9JFm4dkIR1Q-1-1]