Nettiin kattolampun kautta
Kim Leidenius
Nettiin kattolampun kautta
Led-tekniikka mullistaa katu- ja sisävalaistuksen. Monipuolisesti ohjattavat puolijohdevalot liittyvät pian myös osaksi tietoverkkoa.
Kotien valaistus on muuttumassa sähkötekniikasta elektroniikaksi. Viihdelaitteiden etupaneelien pienistä valodiodeista eli ledeistä on kehittymässä tehokkaita valonlähteitä, joiden hyötysuhde ylittää nykyiset energiansäästölamput.
Led-valonlähteiden hyötysuhde, värintoisto-ominaisuudet ja lämmönkestävyys ovat parantuneet viime vuosina huomattavasti. Tällä hetkellä ledien valoteho ei vielä riitä yleisvalon tuottamiseen, mutta vuosikymmenen vaihteessa parhaat niistä tuottavat jo yli 200 lumenin valotehon wattia kohden. Vertailun vuoksi: 60 watin hehkulamppu tuottaa vain noin 1000 lumenin valotehon.
Ledin käyttöikä on jopa 100000 tuntia, joten sitä ei tarvitse suunnitella vaihdettavaksi. Kahdeksan tunnin päivittäisellä käytöllä valoa riittää noin 34 vuodeksi. Tämän ja pienen lämmöntuotannon ansiosta led-valot voidaan sijoittaa esimerkiksi kiinteästi seinä- ja kattopaneeleihin.
300 terahertsiä langattomasti
Ihmissilmä ei havaitse valojen räpsymistä, joka tapahtuu nopeammin kuin 24 kertaa sekunnissa. Puolijohdeledejä voidaan kuitenkin ohjata jopa gigahertsin taajuudella. Silmälle ”räpsyminen” on tällöin täysin näkymätöntä, mutta tiedonsiirrolle se avaa kanavan, jossa on tilaa enemmän kuin koko radioaaltojen spektrissä.
Näkyvän valon taajuusalue on 450–750 terahertsiä, eli sillä voidaan toteuttaa noin 300 terahertsin tiedonsiirtokaista. Tämä on tuhat kertaa laajempi kuin radioaaltojen avulla saavutettava 300 gigahertsin kaistanleveys. Tekniikkaa tämän kaistan hyödyntämiseen ei vielä ole, mutta pelkästään katkomalla valoa morsettamisen tapaan laboratorioissa on päästy jo sadan megahertsin tiedonsiirtonopeuksiin.
Henkilökohtaisten verkkojen standardoinnista vastaava IEEE:n 802.15-osasto käynnisti vuoden alussa VLC-työryhmän (visible light communication), jonka tavoitteena on vakioida näkyvän valon hyödyntämiseen perustuva tiedonsiirtotekniikka.
Japanin standardointijärjestö Jeita on esittänyt jakoa kolmeen modulointikaistaan. Alimmilla taajuuksilla välitettäisiin lähinnä tunnistetietoja. 40–1000 kilohertsin taajuusalue jätettäisiin kokonaan käyttämättä loistelamppujen aiheuttamien häiriöiden vuoksi, ja nopea tiedonsiirto hoidettaisiin vähintään megahertsin modulointitaajuuksilla.
Eroon wlan-ruuhkasta
Nopean laajakaistan leviämistä hidastaa kaksi tiedonsiirtoväliä. Viimeinen sata metriä kytkentäkaapilta taloyhtiöön vaatii kallista kaivinkonetyötä ja viimeinen kymmenen metriä wlan-tukiasemasta tietokoneelle ruuhkautuu laitteiden määrän ja kasvavan tiedonsiirron vuoksi.
Internetin tuominen katon led-valaisimiin lupaa ratkaista viimeisten metrien ongelman. Tieto valopisteisiin voidaan siirtää esimerkiksi sähköverkon ethernet-teknikoiden avulla, jolloin ei tarvita mitään erityisiä investointeja tiedonsiirron infrastruktuuriin.
Vähän tehoa vaativana led-valaistus voidaan toteuttaa myös power over ethernet -tekniikalla, jolloin valaistuksesta tulee kiinteä ja hallittava osa talon tietotekniikkaa.
Yhteys tietoverkkoon muodostuu ethernet-pistokkeiden sijaan työpöydän yläpuolella olevien valaisimien kautta. Nopeus yltää sataan megabittiin sekunnissa eikä kaistaa tarvitse jakaa muiden kanssa, kuten radioaaltoihin perustuvissa langattomissa tekniikoissa.
Radiotekniikoiden hyödyntäminen esimerkiksi teräväpiirtoelokuvien siirrossa törmää kasvavassa käytössä kaistan riittämättömyyteen. Uusimmat wlan-tekniikat pyrkivät tarjoamaan samanaikaisesti sekä suurta nopeutta että pitkää kantamaa. Kerrostaloalueella saattaa jo nyt näkyä kymmenen wifi-tukiasemaa, jotka kaikki kilpailevat samasta kaistasta. Nykimätön videovirta tällaisella alueella on vain toiveuni.
Näkyvällä valolla on sen sijaan luonnolliset rajat: seinät sulkevat sen yhden huoneen sisään.
Valo tuo turvaa
Ihminen on tottunut siirtämään tietoa valon avulla. Näkyminen on keskeinen osa ihmisen ja ympäristön vuorovaikutusta. Mikä ei näy, on pelottavaa. Matkapuhelinverkon mastot ovat tästä hyvä esimerkki.
Valo on vaaratonta sekä laitteille että ihmisille. Koska valo ei läpäise seiniä, on se perusteiltaan hyvin turvallinen tapa siirtää tietoa. Ihminen tuntee luonnostaan valon tavan kulkea, ja osaa siksi peittää tiedon, jonka ei halua vuotavan ulkopuolisille. Esimerkiksi kännykällä maksaminen kassalla voisi tapahtua täysin turvallisesti painamalla puhelin tiiviisti kiinni maksupäätteeseen.
Näkyvää valoa eivät liioin vaivaa radiolainsäädännön kaltaiset rajoitukset signaalin voimakkuudelle. Valoa voidaan käyttää tiedonsiirtoon myös herkkiä laitteita sisältävissä tiloissa, kuten sairaaloissa ja lentokoneissa.
Autoteollisuuskin on kääntänyt katseensa uuteen valotekniikkaan. Ledien valtteja ovat pieni energiankulutus ja hyvin suunnattu valoteho. Niiden kymmeniin tuhansiin tunteihin yltävä kesto salli rakenteet, joissa lamppuja ei tarvitse vaihtaa koko auton käyttöiän aikana.
Näkymisen ohella auton etuvalot voivat säteillä tietoa, esimerkiksi rekisteritunnuksen, jolloin tietulliaseman ohi pääsee joutuisasti. Varastettu auto löytyy liikennevirrasta valojen välittämän tiedon avulla nopeasti ja perävalot voivat vilkunnallaan varoittaa takana tulevaa jarrutuksen voimakkuudesta.
Liikennevalot voivat viestiä pysähtymiskäskyn auton järjestelmälle, jolloin punaisia päin ajaminen estyisi. Ajovuoroaan odottaessaan kuljettaja voi katsella liikennevalon tarjoamaa viihteellistä mainosvirtaa.
Lamppujen sijainti on yleensä tarkasti määritelty, joten paikkatiedon lähettäjinä ne ovat omiaan. Esimerkiksi metroasemilla ja tavarataloissa radioaaltoja hyödyntävien paikannusjärjestelmien tarkkuus on heikko. Tiheällä valaisinverkolla on teoriassa mahdollista päästä alle sentin tarkkuuteen, joka riittäisi jo robottien ohjaukseen.
Dvi kuolee nuorena
Digitaalinen dvi-liitäntä alkoi viime vuonna hiljalleen syrjäyttää putkiajan jäännettä, analogista vga-videolähtöä. Vasta kahdeksan vuoden ikäisen dvi:nkin aika on pian siirtyä historiaan. Viime vuonna myytiin vielä 112 miljoonaa dvi-ohjainta, mutta vuonna 2011 enää kolme miljoonaa, laskee markkinatutkimusyhtiö Isupply. Dvi jää hdmi:n ja displayportin jalkoihin.
Hdmi ohitti dvi:n jo viime vuonna 143 miljoonalla laitteella. Se tulee jatkossakin olemaan vahva paitsi viihde-elektroniikassa, myös pc-tekniikassa.
Näytönohjaimissa displayport ottaa vahvan jalansijan. Sen kaapeli on ohut ja liitin pieni, vain aavistuksen isompi kuin hdmi-liitin. Siihen yhteneväisyydet kuitenkin jäävät. Displayportin toteutuksessa on luovuttu kuvaputkien tavasta piirtää kuva juovina. Se välittää tiedon mikropaketteina ja pystyy myös ohjaamaan näyttöpaneelia suoraan.
Displayport-liitännän tiedonsiirtonopeus yltää 10,8 gigabittiin sekunnissa ja siirtokaista voidaan vapaavalintaisesti jakaa tarkkuuden, päivitysnopeuden ja väriavaruuden kesken.
Displayport-tuotteita ovat jo esitelleet muun muassa Ati, Dell ja Samsung.
Polttokennot yleistyvät vuonna 2009
Kansainvälinen ilmailuliitto ICAO on luonut säännöstön, joka antaa matkustajien kuljettaa käsimatkatavaroissaan polttokennoja. Esitys astuu voimaan ensi vuoden tammikuussa.
Säännöt sallivat IEC:n (International Electrotechnical Commission) määritysten mukaiset patruunat, joissa on merkintä ”Approved for carriage in aircraft cabin only”. Mikrossa olevan patruunan lisäksi mukana saa olla kaksi varapatruunaa ja ne on kuljetettava käsimatkatavarana. Ruumassa olevassa matkalaukussa niiden kuljettaminen on kielletty.
Patruunat eivät saa olla käyttäjän täytettävissä ja niiden suurin sallittu koko on 200 grammaa tai 200 millilitraa.
Mahdollisuus käyttää polttokennoja lentomatkoilla poistaa merkittävän esteen tekniikan yleistymiseltä. Strategy Analytics -tutkimuslaitoksen arvion mukaan vuonna 2010 myydään miljardi polttokennokäyttöistä laitetta. Esimerkiksi Nec on luvannut tuoda loppuvuodesta markkinoille kosketusnäyttöiset Flask-puhelimet, joiden polttoneste elävöittää laitteen muotoilua.
Tuhannen dollarin aivot
Futuristi, tietokirjailija ja keksijä Ray Kurzweil valaisi tulevaisuuden näkymiään helmikuussa pelinkehittäjien GDC 08 -tapahtumassa.
”Pelaajat ovat tekniikan eturintamassa. Nähdäkseen tulevaisuuteen on katsottava, mitä pelimaailmassa tapahtuu”, hän kannusti kuulijoitaan.
Kurzweilin mukaan vuonna 2010 elektroniikka on niin pientä, että se voidaan sulauttaa kaikkialle: ympäristöön, vaatteisiin ja silmälaseihin. Kuvat ja videot voidaan piirtää suoraan silmänpohjaan ja internet on läsnä aina.
Vuonna 2020 kaikki teollisuus on tietoteollisuutta. Esimerkiksi lääkkeiden kehittäminen oli aiemmin kokeilevaa, mutta dna:n rakenteen avaaminen on tehnyt alasta tietojenkäsittelyä.
Kurzweilin visioissa olemme vuonna 2029 kehittäneet ihmisen kaltaisen ei-biologisen älyn, joka maksaa tuhat dollaria ja on tuhat kertaa ihmisaivoja suorituskykyisempi. Se yhdistää ihmisen tehokkaan hahmontunnistuksen tietokoneiden nopeuteen, muistiin ja kykyyn jakaa tietoa. Biologisten aivojen kehitystaso on sidottu, mutta koneaivot jatkavat kiihtyvää kehittymistään.
