ROBERTO LUJAN ROJAS ESTAFADOR

1. FACULTAD DE INGENIERÍA DE SISTEMAS Y ELECTRÓNICA
CARRERA DE INGENIERÍA DE TELECOMUNICACIONES
“Desarrollo de un Sistema de Comunicación con tecnología Li-Fi en
apoyo a la UCI- Pediátrico de la Clínica Limatambo distrito de San Isidro
provincia y departamento de Lima - Perú”
Dedicatoria
A mis padres, ya que todo lo
que soy se lo debo a ellos
y por inculcar en mí, la
importancia de ser un
profesional.

2. A mi hermano e hijo por su
apoyo emocional e
incentivar en mí, las ganas de
superación.
Agradecimiento
Agradezco a mi familiapor su comprensióna pesar de todo, además de su apoyo
incondicional a lo largo de mis estudios. Y a todas las personas que de una u
otra forma me apoyaron en mi desarrollo como profesional.

3. RESUMEN
La presente investigación centra su estudio en el Desarrollo de un Sistema de
Comunicación con tecnología Li-Fi en apoyo a la UCI- Pediátrico de la Clínica
Limatambo distrito de San Isidro provincia y departamento de Lima - Perú, el cual
centra su idea de funcionamiento en la transmisión de datos a través del
parpadeo de una luz LED; el objetivo de esta investigación es el de determinar
una alternativa tecnológica de solución a los problemas que se suscitan en la
Clínica Limatambo ubicada en el distrito de San Isidro, Provincia y Departamento

4. de Lima, Perú; específicamente en su Unidad de Cuidados Intensivos del área
de pediatría (UCI-Pediátrica, para evitar la saturación del espectro de
comunicación actual, alcanzando velocidades iguales o mayores a las utilizadas
por la tecnología Wi Fi, con mejoras en el consumo energético y la inmunidad a
las interferencias electromagnéticas. Por tal razón, esta investigación busca
determinar el posible impacto de la integración del estándar en el sector salud
con la tecnología Li-Fi, en la operatividad de un sistema ciber físico, al considerar
la latencia, la capacidad, la fiabilidad y el consumo energético como parámetros
de rendimiento.
Palabras Clave: Tecnología Li-Fi, Sistema de comunicaciones, Tecnología de
la información

5. v
ÍNDICE DE CONTENIDO
RESUMEN............................................................................................................................3
INTRODUCCIÓN.................................................................................................................6
CAPÍTULO I. ESTUDIO METODOLÓGICO DEL PROBLEMA...................................6
1.1 Descripción del problema ...................................................................................................8
1.2 Formulación del problema de investigación ................................................................. 10
1.2.1 Problema Principal .................................................................................................... 10
1.2.2 Problemas Secundarios ................................................................................... 10
1.3 Objetivos de Investigación .............................................................................................. 10
1.3.1 Objetivo General........................................................................................................ 10
1.3.2 Objetivos Específicos ............................................................................................... 11
1.4 Justificación................................................................................................................... 11
1.5 Identificación y Clasificación de Variables ............................................................... 12
1.5.1 Variable Independiente ............................................................................................ 12
1.5.2 Variable Dependiente ....................................................................................... 12

6. 6
INTRODUCCIÓN
En la actualidad, el uso de las comunicaciones inalámbricas ha evolucionado
considerablemente tanto en la sociedad como en la industria debido a que
ofrecen múltiples ventajas como: movilidad libre, ausencia de cables, robustez,
confiabilidad, seguridad y escalabilidad.
Según (Nalin, 2018) las tecnologías inalámbricas crecieron un 32% y hoy en día
representan el 6% del mercado total. Anders Hansson director de la empresa
HMS señala que los fabricantes de máquinas y sistemas integrados utilizan cada
vez más la tecnología inalámbrica en la automatización. Se dice que dentro de
las tecnologías inalámbricas las WLAN son las más utilizadas, este tipo de
comunicación ha crecido a la par del uso de los dispositivos móviles. Las más
usadas hoy en día son aquellas que usan la radiofrecuencia para transmitir los
datos, entre ellas tenemos Wi-Fi, ZigBee y Bluetooth.
Al utilizar la radiofrecuencia para la transmisión de datos, se observa que existe
lugares en donde no se puede aplicar esta tecnología puesto que genera
interferencias en las máquinas especialmente en ciertas industrias, hospitales y
aeropuertos. En el año 2011, el profesor Harald Haas presentó por primera vez
el término Li-Fi o Light Fidelity.
Esta es una comunicación inalámbrica que usa el espectro de luz visible y se
dice que tiene una velocidad de transmisión de datos mayor a la que poseemos
actualmente con las comunicaciones por radiofrecuencia. Li-Fi se encuentra
dentro de las comunicaciones por luz visible VLC, usa el estándar IEEE 802.15.7
y ofrece varias ventajas entre ellas se destaca que es energéticamente más
eficiente puesto que cualquier lámpara LED puede convertirse en un router
luminoso con tan solo adaptarle un emisor Li-Fi. La luz LED no molesta ni
interfiere con otros sistemas lo que le convierte en una tecnología ideal para
cubrir áreas en donde antes las comunicaciones inalámbricas no eran aceptadas
o no funcionaban eficientemente como en el agua. Li-Fi es una tecnología que
se ha desarrollado a lo largo de los años a partir de su creación. Y poco a poco
han tomado puesto en el mercado a pesar de ser una tecnología poco accesible

7. 7
para la sociedad puesto que actualmente solo se la comercializa a universidades
y centros de investigación. A pesar de ello, hoy en día existen lugares en donde
se ha implementado a manera de proyectos de investigación como en hospitales
e industrias. Es por eso, que estudiar esta tecnología y 2 aplicarla a sistemas de
transmisión de datos en el área de la UCI-Pediátrica Clínica Limatambo en la
sede San Isidro, Provincia y departamento de Lima, Perú nos permite ampliar
nuestras expectativas de dicha tecnología y descubrir nuevas aplicaciones de la
misma.

8. 8
CAPÍTULO I. ESTUDIO METODOLÓGICO DEL PROBLEMA
1.1Descripción del problema
Hoy en día las conexiones inalámbricas dentro de la Facultad de Ciencias
Matemáticas y Físicas se están viendo limitadas por la gran cantidad de usuarios
que se conectan simultáneamente a la red, esto genera una saturación en el
espectro electromagnético lo cual conlleva a bajas velocidades en transferencia
de datos.
La tecnología WI-FI es un importante avance tecnológico en las comunicaciones
inalámbricas a nivel mundial, su cobertura e impacto en el desarrollo de las
telecomunicaciones actuales se ha convertido en un factor determinante para mejorar
el accesoy la seguridad en las redes, logrando que muchos usuarios accedan a internet
desde cualquier lugar y desde lugares remotos, esta conexión comprende un punto de
acceso, con un modem, y un dispositivo WI-FI que se conecta a una terminal con esto
se logra una mayor rapidez en un ambiente de trabajo, en este casode estudio enfocado
en el área UCI- Pediátrico de la Clínica Limatambo distrito de San Isidro provincia
y departamento de Lima - Perú, por ser el área considerada de alto tráfico de datos
Dentro de este mismo contexto, la eficacia en lo que concierne a cobertura y transporte
de datos de redes inalámbricas no garantizan en gran porcentaje la restricción en el
acceso a otras redes y protección al tráfico de datos sin perjudicar el crecimiento de
usuarios, ya que los espectros de onda de radio no son confiables al momentode ofrecer
seguridad en distintas redes actuales, un ejemplo claro de esto puede ser un atacante
que ingrese al punto de acceso WI-FI sin cifrar, en el cual se puede insertar como Man-
in-themiddle (ataque en el cual se puede manipular información confidencial).
Aspectos importantes que impulsan al desarrollo de nuevas tecnologías para lograr
mejorar las actuales condiciones que ofrecen las redes inalámbricas.
El problema que se plantea tiene además una mayor incidencia en el provecho de la
rapidez de transmisión y la seguridad del espectro de ondas de radio utilizado, toda vez
que la implementación de esta tecnología se ha masificadoen todos los niveles sociales,
sin embargo este crecimiento de tecnología está perjudicando la salud de todas las
personas expuestas a las ondas de radio que se trasmiten, deficiencia que se ve

9. 9
reflejada en el aumento de enfermedades terminales como el cáncer, producidas al
contacto y exposición constante a este espectro. Es por esto que el estudio y
profundización de nuevas tecnologías de comunicación inalámbrica como el sistema Li-
Fi, en procura de traer la tecnología para lograr realizar estudios pertinentes sobre el
funcionamiento del sistema LI-FI dentro de las instalaciones del área UCI- Pediátrico
de la Clínica Limatambo distrito de San Isidro provincia y departamento de Lima
- Perú siendo esta tecnología algo relevante a mejorar la velocidad de conexión, la
seguridad en el tráfico de datos en redes existentes, sirve en gran medida a mejorar
condiciones actuales de comunicación, ayudando en gran manera al mejoramiento de
la salud de los estudiantes y usuarios que utilicen esta tecnología en el área UCI-
Pediátrico de la Clínica Limatambo distrito de San Isidro provincia y
departamento de Lima – Perú.
La velocidad de transmisión a través de redes inalámbricas utilizadas para el
acceso a internet, específicamente WI-FI, se está viendo limitado y no
precisamente por la tecnología mencionada (que puede alcanzar tasas de hasta
600 megabits por segundo), sino por el sistema que transmite los datos hasta los
puntos de acceso WI-FI tales como DSL, fibra óptica, cable, etc. Se estima que
LI-FI tendrá un papel importante en los próximos años, cuando se aproveche al
máximo WI-FI, como lo hacen hoy en día empresas, universidades y
organizaciones gubernamentales, que necesitan conexiones rápidas. En este
punto WI-FI mostraría una desventaja simple: el espectro del WI-FI es limitada y
está bastante copada.
Ya que, de hecho, la comisión federal de comunicaciones de estados unidos
(C.F.C.E.U) ya advirtió de una potencial “crisis” de espectro de onda de radio
que podría saturar las comunicaciones. A velocidades más rápidas, mayor sería
el tráfico y por ende podría facilitar su colapso.
La seguridad de las actuales redes inalámbricas y herramientas tecnológicas
utilizadas para el acceso a la internet, como lo que ofrece actualmente Wi-Fi, que
se ha convertido durante los últimos años en un asunto delicado, ya que es
vulnerable a delincuentes informáticos poniendo en peligro la seguridad del
mismo sistema por ende a los datos que son trasferidos y manipulados en un

10. 10
carácter confidencial. Por estas razones el desarrollo de nuevas tecnologías
como el Sistema Li-Fi se presenta como una herramienta moderna, que, aunque
también presenta deficiencias respecto a su operatividad, puede lograr
velocidades mayores a las que existen actualmente y reducir la brecha de
seguridad tanto en el tráfico como en transporte de información.
1.2. Formulación del problema de investigación
1.2.1 Problema Principal
 ¿Cómo incide la implementación de nuevas tecnologías como el sistema Li-
Fi, en el desarrollo de un Sistema de Comunicaciones en el área UCI-
Pediatría de la Clínica Limatambo, Distrito de San Isidro, Provincia y
Departamento de Lima, Peru ?
1.2.2 Problemas Secundarios
 ¿Cuál es la influencia de la disponibilidad de la tecnología Li-Fi en la
latencia de un sistema de comunicaciones en apoyo a la UCI-Pediatría
de la Clínica Limatambo, Distrito de San Isidro, Provincia y
Departamento de Lima ?
 ¿Cómo afecta la interconexión de la tecnología Li-Fi en la topología de
red de un sistema de comunicaciones en apoyo a la UCI-Pediátrica de
la Clínica Limatambo, Distrito de San Isidro, Provincia y Departamento
de Lima, Perú?
 ¿Cómo influye la complejidad de la tecnología Li-Fi en la adaptación
de un sistema de comunicaciones en apoyo a la UCI-Pediátrica de la
Clínica Limatambo, Distrito de San Isidro, Provincia y Departamento
de Lima, Perú?
1.3 Objetivos de Investigación
1.3.1 Objetivo General
 Determinar la viabilidad de implementación de tecnología LI-FI en el
desarrollo de un Sistema de Comunicaciones en la UCI-Pediátrica de

11. 11
la Clínica Limatambo, distrito de San Isidro, Provincia y Departamento
de Lima, Perú.
1.3.2 Objetivos Específicos
 Evaluar las acciones adecuadas para determinar la implementación de
la tecnología LI-FI en la latencia de un sistema de comunicaciones en
la UCI-Pediatría de la Clínica Limatambo, Distrito de San Isidro,
Provincia y Departamento de Lima, Perú.
 Establecer un análisis sobre la tecnología LI-FI, en el sistema de
comunicación para la atención y monitoreo de pacientes en el área del
UCI (Unidad de cuidados intensivos)-Pediátrico de la Clínica
Limatambo sede San Isidro, Provincia y Departamento de Lima, Perú.
 Determinar ventajas y desventajas de tecnología inalámbrica actual y
el nuevo sistema Li-Fi en la capacidad de canal de un sistema de
comunicaciones en el área del UCI (Unidad de cuidados intensivos)-
Pediátrico de la Clínica Limatambo sede San Isidro, Provincia y
Departamento de Lima, Perú.
1.4. Justificación
La justificación del presente estudio se basa en la necesidad e tener una
tecnología de redes inalámbricas alterna a la convencional (WIFI) que genere
mayores beneficios en el sistema de salud más integral y especializado en el
área del UCI (Unidad de cuidados intensivos)-Pediátrico de la Clínica Limatambo
sede San Isidro. en cuanto a velocidad de datos y seguridad en la transferencia
de datos a un menor costo que la actual. Además, se da a conocer que la
tecnología LI-FI no emite ondas de radio lo cual es beneficioso para la salud a
diferencia de la tecnología WI-FI que emite ondas de radio. Esta tecnología es
eco-amigable ya que se transmite a través de luz led y no consume mucha
energía eléctrica a diferencia de los bombillos tradicionales.
Lo anteriormente expuesto, motivó el planteamiento del presente estudio para
que se potencialice la implementación de nuevas tecnologías a las ya existentes
en nuestro país y en el sistema de salud más integral y especializado en el área

12. 12
del UCI (Unidad de cuidados intensivos)-Pediátrico de la Clínica Limatambo sede
San Isidro.
1.4. Identificación y Clasificación de Variables
1.4.1 Variable Independiente
Tecnología Li-Fi
1.4.2. Variable Dependiente
Sistema de Comunicaciones UCI-Pediatría Clínica Limatambo
CAPITULO II MARCO TEORICO
2.1. Antecedentes
2.2. Bases Teóricas
2.2.1. Vlc
Básicamente, está formado por un conjunto de LEDs que emiten luz
blanca, aunque existen aplicaciones en las que no tiene por qué ser así.
Para emitir esta luz blanca existen dos posibilidades:o utilizar un LED azul
que excita a un recubrimiento de fosforo (YB-LED), o la utilización de
LEDs RGB, que consisten en la combinación de LEDs rojo, verde y azul
en un mismo dispositivo. Los primeros se caracterizan por ser más
comunes y de me- - nor costo, ya que tanto en su fabri cación, como la
circuitería electrónica asociada es mucho más sencilla. Sin embargo,
poseen un espectro de emisión fijo y tienen una seria limitación en cuanto
a velocidad de conmutación se refiere, debido al tiempo de caída que
genera la excitación del fósforo, de forma que, como máximo se pueden
alcanzar velocidades de transmisión de 4 o 5 Mbps. (Sánchez, 2013)
2.2.2. Tecnología li-fi
Li-Fi o también llamada Light Fidelity es una aplicación de las comunicaciones
por luz visible (VLC), es decir usa el espectrode la luz visible para trasmitirdatos.
Su capacidad es 10.000 veces mayor que la disponible actualmente en el
espectro radioeléctrico. Li-Fi funciona con la tecnología LED, los mismos que se
encuentran en todas partes desde las oficinas o también en nuestros hogares.
Li-Fi aprovecha la propiedad de los LED de encenderse y apagarse a gran
velocidad enviando unos y ceros siendo esto muy ventajoso para trasmitir datos.
La transmisión de datos a través del espectro de luz visible se viene estudiando

13. 13
desde hace varios años atrás, pero en los últimos años se ha presentado
más investigaciones. Es así que en la ciudad de Edimburgo en el año 2011
durante una charla de TED X el investigador Harald Hass presentó por
primera vez el término Li-Fi transmitiendo datos a través de la luz logrando
una velocidad de 10 Mb/s hacia un computador. La tecnología Li-Fi
contrarresta algunos problemas en la trasmisión de datos como los son:
 La capacidad: El espectro de luz es 1000 veces más grande que el
espectro de radio que se usa actualmente, además la luz LED se
encuentra en cualquier parte y puede suplir la demanda. (D. Tsonev,
2016)
 La seguridad: Se conoce que las ondas de luz no pueden atravesar
paredes es decir no pueden ser interceptada más allá de estas.
Además, la luz no interfiere con los dispositivos electrónicos.
 Consecuentemente, se puede utilizar esta tecnología en hospitales,
aviones entre otros lugares donde las ondas de radio que se usa
actualmente no pueden estar debido a la interferencia que provocan.
(D. Tsonev, 2016)
2.2.3. Componentes de una red li-fi
Para poder utilizar la tecnología Li-Fi es necesario hacer un cambio en el
sistema de iluminación de la locación a la cual se le va a aplicar dicha
tecnología, aprovechando toda la infraestructura previamente instalada
para la iluminación del lugar, es decir, simplemente hacer el cambio en el
efector final, esto sería cambiar todas las lámparas fluorescentes por
iluminación LED, el cual tendrá instalado Al lado un modulador encargado
de variar la onda de la señal. (R. López, 2018)
Es necesario determinar los lugares donde es imprescindible hacer uso
del sistema de transmisión de datos inalámbricamente, como áreas
administrativas (oficinas principales), operativas y comerciales, de esta
manera se obtendrá un enfoque más efectivo de la instalación de la red,

14. 14
sin embargo, como es a través de la iluminación podría, según el designio
de la empresa, instalarse en todo lugar. (D. Tsonev, 2016)
Para poder realizar la transmisión de datos con la nueva tecnología
propuesta (Li-Fi) debe realizarse una inversión tanto en los dispositivos de
emisión como en los dispositivos foto receptores capaces de detectar la
variación de intensidad de luz convirtiéndola en señales eléctricas para
posteriormente ser decodificadas y obtener una transmisión efectiva.
Esto quiere decir, identificar cuáles son los ordenadores que hacen parte
de la red interna de la empresa. Si se habla de tecnología Li-Fi es
necesario conocer los componentes y etapas del procedimiento que
realiza para cumplir la funcionalidad que es transmitir datos por medio del
espectro luz visible: (D. Tsonev, 2016)
Transmisor:
El que emite la transmisión de datos, por lo general se basan en sistemas
de multiplexacion por divisor de frecuencia (OFDM), la característica
principal de estos sistemas es enviar un conjunto de ondas portadoras
que llevan información a diferentes frecuencias, trabajan en tiempo
discreto. Se modulan con QAM o PSK, para luego pasar del dominio de la
frecuencia a dominio del tiempo con la transformada inversa de Fourier
(IIFT). En este principio se basa varios métodos de modulación que se
puede analizar dependiendo la necesidad de trasmisión que se desee, ya
se para ahorrar memoria, velocidad, combatir interferencias inter
símbolos, etc. (D. Tsonev, 2016)
Después de ser modulada, se aplica la transformada inversa de Fourier
(IFFT), ya que gracias a la propiedad de la dualidad que existe entre el
dominio de frecuencia y tiempo, esta transformada permite obtener a la
salida valores en el dominio del tiempo. (D. Tsonev, 2016)

15. 15
Para trasmitir debe realizarse por un medio físico, se utiliza un diodo
emisor de luz (led). El diodo led es un diodo norma que al ser polarizado
de manera correcta y con circulación de corriente logra generar luz.
Receptor:
En este procedimiento se realiza la parte final del sistema OFDM, de sus
variantes ópticas y espaciales, que fueron analizados anteriormente, es el
proceso de demodulación QAM o PSK según es el caso, es decir se
realiza el proceso inverso, pero teniendo en cuenta la modulación que se
utiliza en el transmisor. Como lo indica la figura 8, el proceso final en el
receptor es la decodificación y el mapeo inverso de los símbolos que nos
entrega FFT. Como llegan los datos del emisor en el dominio del tiempo,
se aplica la transformada rápida de Fourier para pasar nuevamente al
dominio de la frecuencia Al igual que el emisor, se basa en un led foto
receptor capaz de captar la variación de la intensidad de la luz y
convertirlos a corriente eléctrica. Una foto receptora de luz, convierte la
corriente a voltaje y es directamente proporcional a la cantidad de luz que
reciba el fotodiodo a la salida de voltaje que se obtiene, entonces entre
mayor cantidad de luz más voltaje y viceversa. (Velasco, 2017)
2.2.4. Estándar ieee 802.15.7
Hasta la actualidad, las comunicaciones inalámbricas se han basado
mayoritariamente en sistemas de transmisión que utilizan señales de radio
frecuencia. Estos sistemas presentan diversos inconvenientes, entre los
que se pueden destacar la limitación en el ancho de banda, las estrictas
regulaciones normativas, las restricciones de uso en entornos como
hospitales o plantas químicas, la posibilidad de sufrir interceptaciones, y
las interferencias que limitan los canales de comunicación utilizables en
bandas de frecuencias próximas.
Dichos inconvenientes, unidos a la progresiva saturación en el uso de la
banda del espectro de radio frecuencia, vienen generando una creciente
demanda de uso en tecnologías de comunicación alternativas para las
comunicaciones inalámbricas de banda ancha. Las comunicaciones

16. 16
ópticas no guiadas representan una alternativa a los sistemas basados en
radio frecuencia, teniendo la ventaja de no contar con la mayoría de los
inconvenientes asociados a los mismos. Dentro de estas tecnologías se
encuentran las comunicaciones ópticas no guiadas basadas en luz visible
denominadas mediante las siglas VLC (Visible Light Communications),
que utilizan la parte del espectro electromagnético que es detectable por
el ojo humano. En VLC la información se transmite modulando la
intensidad de una fuente óptica que emite luz visible, empleando tiempos
de conmutación menores a la persistencia del ojo humano, para evitar que
pueda percibirse el parpadeo de la fuente emisora. En los últimos años, el
desarrollo de las tecnologías VLC ha experimentado un fuerte impulso
gracias al uso cada vez más extensivo de los diodos LED (Light Emitting
Diode) en los sistemas de iluminación destinados a entornos interiores y
exteriores (Wang, 2020)
En el año 2011, el IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers)
publicó el estándar IEEE 802.15.7 que define el uso de VLC para redes
WPAN (Wireless Personal Area Networks), definiendo las
especificaciones de una capa física y una capa de control de acceso al
medio - MAC (Medium Access Control) - para comunicaciones ópticas
inalámbricas basadas en luz visible. Como parte de las especificaciones
del estándar IEEE 802.15.7, en la capa MAC se define un procedimiento
de acceso al medio con contención, basado en el método CSMA/CA
(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)
De acuerdo a este procedimiento, cuando un nodo de la red desea
transmitir, debe realizar antes una detección de portadora con el fin de
detectar posibles transmisiones que estén siendo realizadas por otros
nodos. En el caso de que no se detecten transmisiones, se considera que
el medio está disponible y se puede proseguir para efectuar la transmisión.
El problema del nodo oculto es un problema bien conocido en las redes
inalámbricas basadas en radio frecuencia que emplean métodos de
acceso al medio como el CSMA/CA

17. 17
Dicho problema está producido por las limitaciones en el alcance de la
señal en el medio de transmisión, y ocasiona que en la red haya nodos
cuyas transmisiones no sean detectadas por otros nodos, lo que puede
dar lugar a que se produzcan colisiones por la transmisión simultánea de
varios de ellos. (Wang, 2020)
Como consecuencia de este problema, puede producirse una
degradación importante en el rendimiento de las comunicaciones
realizadas en la red. Debido a las características de directividad de los
dispositivos de transmisión y recepción ópticos, los nodos de una red VLC
presentan limitaciones en su capacidad para detectar las transmisiones
realizadas en el medio óptico, lo que puede agravar los efectos producidos
por el problema del nodo oculto. La existencia del problema del nodo
oculto en las redes VLC fue puesta de manifiesto en trabajos publicados
durante la elaboración del estándar IEEE 802.15.7, como y en algunos de
los documentos de trabajo del grupo responsable de la elaboración de
dicho estándar. No obstante, en la versión actual del estándar no se
incluyen mecanismos diseñados específicamente para solventar este
problema. (Velasco, 2017)
Desde que se publicara el estándar en 2011, no hay constancia de
estudios ni trabajos publicados donde se evalúe el efecto de los nodos
ocultos en las comunicaciones realizadas mediante el procedimiento
CSMA/CA.
Existen diversos trabajos publicados, como, que evalúan el rendimiento
de las comunicaciones realizadas mediante CSMA/CA, pero en ellos no
se consideran las características de directividad de los dispositivos, ni se
modela la propagación de la señal óptica en el medio de transmisión. En
consecuencia, en los resultados presentados en dichos trabajos no se han
considerado los efectos que el problema del nodo oculto tiene en el
estándar IEEE 802.15.7. (Wang, 2020)

18. 18
La necesidad de evaluar el impacto del problema del nodo oculto en las
redes IEEE 802.15.7 ha sido una de las motivaciones que han dado lugar
al trabajo de investigación realizado para esta tesis, conjuntamente con la
búsqueda de una solución que permita eliminar o mitigar los efectos de
dicho problema en este tipo de redes. (Wang, 2020)
2.2.5. Esquema de modulación de datos
2.2.6. Capa física
Cuando nos referimos a capa física, hablamos de la capa más inferior de
modelo OSI.
Se trata de la transferencia de bits y cómo esta es capaz de realizar esta
tarea.
Dentro de LIFI existen tres subcapas que se encargan de tareas
específicas. Cabe decir, antes de continuar, que las arquitecturas de estas
capas no definen la velocidad máxima que se ha logrado con VLC, ya que
con el tiempo han ido mejorando su tecnología y, con esto, optimizado su
funcionamiento. (Salinas, 2016)
Podemos separar estas subcapas en PHYI, PHYII, PHYIII. Diremos que
en general sus funciones son:
 Proporcionar servicios a la capa superior.
 Usado para proporcionar correcciones de errores al receptor
usando técnicas FEC.
Activar o desactivar el transceptor. (el transceptor es el dispositivo que
va enlazado directamente con el host.
Es el agente encargado de recibir y enviar las señales de la luz de datos.
 Proporciona WQI para todos los tramos recibidos.

19. 19
 Ayuda en sincronizar el receptor usando el preámbulo incorporado
en la estructura de la trama.
 Inserta una cabecera PHR en el final de la transmisión.
 Se usa para la selección de canales según el requisito.
RLL Encoding ayuda en corregir el balance de DC, clock recovery
(adaptador de frecuencia) y flicker mitigation (suavizar cambios de brillo
de la luz).
PHY I: Desarrollado para la transferencia de bajos requerimientos, de 12
a 167 Kbps. Ideal para el uso al aire libre.
PHYII: Esta versión fue desarrollada para cumplir el requisito de velocidad
de datos moderada entre los 1.25 y 96 Mbps. Ideal para uso en interiores.
PHYIII: Desarrollada para el flujo de datos desde los 12 a 96 Mbps. Usado
en sistemas de colores basados en RGB y se emplean detectores
2.2.7. Ventajas y desventajas de la tecnología li-fi
Ventajas
 Una de las principales ventajas es que el ancho de banda no se divide,
independiente de los usuarios que estén ocupando.
 Se puede usar en lugares donde Wi-fi no puede debido que no
interfiere con otras señales como las de radio frecuencia
 Es muy rápido, su velocidad de transferencia va desde los 15 Mb/s,
hasta los 20 Gb/s.
 La dualidad es decir que al mismo tiempo iluminas un ambiente y
recibes internet lo que produce un ahorro de energía. (Iluminet, 2011)
Desventajas
 Al no pasar paredes se tiene acceso a internet solo donde haya
iluminación lo cual es un problema, pero es también más seguro, ya
que no se comparte información con otros usuarios.

20. 20
 El alcance de haz de luz en los LEDs no es muy amplio alcanzando
has os 5- 10 mts.
 Si interfiere algún objeto entre el emisor o receptor, se corta la
transferencia de datos, ya que las ondas de luz visible no traspasan
objetos como si lo hacer las ondas de radio frecuencia (Iluminet, 2011)
2.2.8. Redes inalámbricas li-fi (vlc)
Al usar el espectro de luz visible, la tecnología LiFi puede emitir en
muchísimas longitudes de onda, lo que evita que diferentes luces se
superpongan entre ellas. En tanto en cuanto el receptor esté preparado
para detectar cierta longitud de onda en particular, no habrá problemas
con otras luces. Esto puede ser útil para ofrecer conexión de red en
oficinas y ciudades.
Finalmente, la seguridad. Uno de los puntos flacos del LiFi es que la luz
no traspasa las paredes, y este, a su vez, es un gran argumento. Con la
tecnología WiFi, alguien con malas intenciones puede interceptar la red y
vulnerarla, pero con el LiFi el atacante tiene que tener acceso a la luz,
tiene que estar iluminado por la misma luz que aquellos a los que quiera
vulnerar. No parece viable.
Para aprovechar la red LiFi hay que tener un fotorreceptor conectado. Si
lo tapas, te quedas sin conexión
Posiblemente hayas adivinado las desventajas del LiFi conforme leías las
ventajas. Son, principalmente, dos: hay que estar iluminado y se
necesitarían muchas bombillas para cubrir una zona como una oficina o
una casa. Si no hay luz, no hay conexión.
Decíamos antes que la luminaria se enciende y se apaga a tales
velocidades que el ojo no lo percibe, pero sí el fotorreceptor. Pero el
fotorreceptor, claro está, tiene que tener acceso directo a la luz. Basta con
tapar el fotorreceptor con cualquier objeto para dejarlo a oscuras y, por

21. 21
tanto, cortar la conexión. En una demo a la que asistimos con Signify
pudimos ver que con solo pasar la mano por encima del sensor cae la
velocidad.
En la zona marcada con rojo puede verse una caída en la velocidad de
conexión, fruto de pasar la mano momentáneamente por encima del
fotorreceptor.
Y eso hablando solo del hogar, pero tenemos que tener en cuenta que
también nos conectamos desde los móviles. La conexión LiFi en móviles
presenta un problema importante, y es que los bolsillos de los pantalones
son opacos. Si metes el móvil en el bolsillo, la mochila, el bolso o cualquier
recipiente que no sea transparente puedes seguir teniendo WiFi, pero si
usas un sistema LiFi, el fotorreceptor del móvil no verá la luz y, por lo
tanto, no tendría conexión.
Por otro lado, cuando contratamos WiFi en casa queremos que llegue a
todas las habitaciones, y eso es posible gracias a que la señal traspasa
paredes (si bien implica una reducción de potencia y velocidad). La luz no
lo hace. Eso se traduce en que conseguir conexión LiFi en una casa u
oficina supondría poner varias bombillas con sus respectivos
codificadores por todas las estancias y mantenerlas encendidas.
Uno de los principales problemas de los sistemas LiFi es que si no hay luz
no hay conexión
Todo sea dicho, tanto Hass como varios expertos creen que atenuando
mucho la luz hasta el punto de que no moleste o usando infrarrojos podría
solucionarse esta tesitura. Eso, sin embargo, no quita que lo que para el
WiFi es un obstáculo salvable (como las paredes), para la luz sea un
elemento que supone quedarse con conexión.

22. 22
2.2.9. Transmisión inalámbrica
Con este sistema, la señal de Internet llega a un codificador colocado en
la luminaria que se enciende y apaga rápidamente transmitiendo los
datos.
Por otro lado, un dispositivo receptor que se puede conectar a cualquier
aparato, interpreta la información y hace posible la conexión a Internet;
habitualmente esta conexión se realiza a través de USB.
Un sistema LiFi usa una bombilla led que se enciende y apaga a gran
velocidad de manera que no es perceptible para el ojo humano o una luz
infrarroja.
2.2.10. Comunicación con luz visible
Las VLC son una modalidad de las comunicaciones ópticas que lleva
investigándose más de 100 años y que se basa en transmitir datos a frecuencias
de entre 400 y 800 THz (es decir, en el espectro visible) en espacio abierto.
La idea inicial es simple a la par que potente. Se trata de lograr transmitir
información con elementos de iluminación (bombillas) al mismo tiempo que se
da luz a una sala (también hay versiones de exterior e incluso para vehículos), y
todo ello sin necesitar complejas infraestructuras o dispositivos.
Únicamente se necesita un modulador en la parte transmisora que
apagará y encenderá el foco de luz muy rápidamente (y de forma
imperceptible para los humanos), creando así los ceros y unos binarios, y
un simple (o no tan simple) fotodiodo en la parte de recepción que
recogerá los cambios de luz y los pasará otra vez al dominio eléctrico.
Las primeras versiones utilizaban lámparas fluorescentes con las que se
alcanzaban velocidades pequeñas, de en torno a unos pocos Kbps. Más
tarde se empezaron a usar LEDs, capaces de apagarse y encenderse más
rápido, multiplicando las velocidades finales.

23. 23
2.2.11. Elementos ópticos para la transmisión
El siguiente modelo es un recorte de todas las componentes negativas
que crucen por cero, con la ayuda de la simetría hermitiana, padding y de
las propiedades de IFFT, se obtiene a las salidas de este, un numero N
de muestras, donde la muestra 1 a la N/2, se repiten desde la muestra
N/2+1 a la muestra N, pero cambiada de Como se puede observar en la
figura
Ilustración 1 Valores Salida IFFT DCO-OFDM
Modulación Espacial Óptica-OFDM sin componente DC (NDCO-
OFDM).
El siguiente modelo es una combinación de la modulación espacial, con
los modelos ópticos, es decir al igual que los dos modelos anteriores, para
cumplir con la condición de obtener solo valores reales a la salida de la
IFFT, se hace el conjugado a cada uno de los símbolos de M-QAM y se
coloca ceros en las posiciones impares y en los pares dichos símbolos. Y
se realiza la IFFT a dicho vector. Como se muestra en la figura
Ilustración 2 Trasmisor NDC-OFDM

24. 24
Canal Óptico
Se basa en el estudio de un canal óptico practico, se trabaja en un
ambiente Indoor, es un canal inalámbrico con línea a de vista (LOS). Con
el objetivo de obtener la matriz H que represente su función de
transferencia.
En la figura se muestra un diagrama de bloques de un canal en general,
los elementos que afectan a este como son: atenuación, ruido,
interferencia, distorsión.
Ilustración 3 Diagrama de Bloques de un Canal

25. 25
2.2.12. Detectores de luz
La foto receptor es el elemento capaz de captar la variación de la
intensidad de la luz y convertirlos a corriente eléctrica. Un Foto diodo
receptor de luz, convierte la corriente a voltaje y es directamente
proporcional la cantidad de luz que reciba el fotodiodo a la salida de voltaje
que se obtiene, entonces entre mayor cantidad de luz más voltaje y
viceversa como se ilustra en la figura.
Ilustración 4 Fotodiodo Receptor de luz
Se puede clasificar en 2 grandes grupos esta foto receptores como son:
PIN (P-type, Intrinsic, N-type layers semiconductor) y los fotodetectores
en avalancha (APD, Avalanche Photodiode). (Gustavo Javier Caiza
Guanochanga, 2013)
Fotodiodo PIN
Este es un diodo de unión PN, que está constituido por una región sin
dopar o casi nada dopada. (Gustavo Javier Caiza Guanochanga, 2013)
Este trabaja bajo un voltaje inverso es decir función de manera contraria
a un LED como se muestra en la figura

26. 26
Ilustración 5 Constitución de un PIN
Fotodetectores en avalancha
Los fotodetectores de avalancha son fotodiodos PIN que funcionan con
un voltaje de polarización muy elevado.
Es uno de los fotodiodos más sensibles y más difíciles de construcción
además que trabajan con altos voltajes y por lo tanto son de costos
elevados, en la figura
Ilustración 6 Constitución de un APD.

27. 27
2.2.13. Estándar de comunicación
Modulación por ancho de pulso (PWM): Una forma eficiente de lograr
modulación y atenuación es a través del uso de PWM. En PWM, los
anchos de los pulsos se ajustan en función del nivel de atenuación
deseado, mientras que los pulsos transportan la señal modulada en forma
de onda cuadrada. La señal modulada se transmite durante el pulso y el
LED funciona con el brillo completo durante el pulso. La velocidad de
datos de la señal modulada se debe ajustar en función del requisito de
atenuación. Una de las ventajas de PWM es que logra el oscurecimiento
sin ajustar el nivel de intensidad de los pulsos, por lo tanto, no genera el
cambio de color (como OOK con niveles redefinidos ON/OFF) en el LED.
La desventaja de PWM es su velocidad de datos limitada (4.8 kbps). Para
superar esta limitación, se puede combinar PWM con Multitono Discreto
(DMT), permitiendo generar el control y la comunicación de atenuación
conjunta. Usando la Modulación de Amplitud en Cuadratura (QAM), se
transmite en diferentes subportadoras de DMT, que están espaciadas por
1/T en frecuencia, donde T es la duración de un símbolo. Cuando se utiliza
QAM en subportadoras DMT para lograr una velocidad alta de enlace, por
lo general sobre los 500 Mbps, se generan dos problemas, el
oscurecimiento del LED y también la restricción de atenuación que limita
el rendimiento alcanzado, debido a la alta tasa de errores de bit (BER)
2.2.14. Estándar de compatibilidad
Modulación por posición del pulso (PPM): Es otro método de modulación
por pulso, se basa en la posición del pulso. Este es el caso de PPM, la
duración del símbolo se divide en “t” slots de igual duración y se transmite
un pulso en una de las “t” slots. La posición del pulso identifica el símbolo
transmitido.
Debido a su simplicidad, muchos diseños anteriores de sistemas ópticos
inalámbricos adoptaron PPM para la modulación, e incluso en algunos de
los trabajos iniciales de uso de PPM fueron para la comunicación por
medio de infrarrojos. Cuando el canal posee condiciones peores, es

28. 28
posible utilizar la transmisión PPM de velocidad adaptativa, en base a
códigos convolucionales repetidos y perforados, es decir códigos
secuenciales de la misma forma y separados por un mismo espacio, esto
permite lograr una tasa de bits más alta. Debido a las limitaciones de
Sistemas VLC
Para Comunicaciones e Iluminación Indoor menor eficiencia espectral y
velocidad de datos de PPM (solo un pulso por duración de símbolo), se
han propuesto otras variantes de modulación basada en la posición del
pulso con respecto al tiempo. PPM por superposición (OPPM): Permite
que más de un pulso se transmita durante la duración del símbolo y el
símbolo de pulso diferente puede superponerse, OPPM muestra que no
solo puede lograr una mayor eficacia espectral en comparación con PPM
y OOK, sino que puede lograr un amplio rango de niveles de atenuación
junto con la alta velocidad de datos
2.2.15. Estándar de modulación vlc
Existe la combinación de estas dos derivaciones de PPM, OPPM y MPPM
llamada (Superposición de Multipulsos por Modulación de Posición de
Pulso OMPPM), empleada en óptica para expandir el ancho de banda en
el canal de recuento de fotones sin ruido lo que permite mejorar la
eficiencia espectral. PPM diferencial (DPPM):
Es similar a PPM, excepto que el símbolo OFF, después del pulso en un
símbolo PPM se elimina y aparece en el siguiente símbolo, justo después
del pulso del símbolo anterior. DPPM requiere significativamente menos
potencia promedio que PPM para un ancho de banda dado en un canal
de comunicación óptica. Expurgación PPM (EPPM): Donde los símbolos
en el MPPM se expurgan (se equidistan cian) para maximizar la distancia
entre símbolos. EPPM logra la misma eficacia espectral que PPM, sin
embargo, puede usarse en VLC para proporcionar soporte de atenuación
(tolerancia a la disminución de intensidad lumínica), ya que puede lograr
un nivel de iluminación arbitrario al cambiar el número de pulsos por
símbolo (código-peso) y la longitud del símbolo. EPPM de múltiples

29. 29
niveles(MEPPM): Amplía el diseño de EPPM con soporte para múltiples
niveles de amplitud, con el fin de aumentar el tamaño de la constelación y
la eficiencia espectral, también puede ser compatible con el
oscurecimiento y proporciona una comunicación sin parpadeos. VPPM es
una variación hibrida de PPM y PWM, los bits se codifican eligiendo
diferentes posiciones de pulso como en PM, sin embargo, el ancho del
pulso también se puede modificar según sea necesario. VPPM conserva
la simplicidad y robustez de PPM al mismo tiempo que permite diferentes
niveles de atenuación al alterar el ancho de pulso.
2.2.16. Estándar de iluminación vlc
Se pueden encontrar actividades estándar de servicios para VLC en el estándar
IEEE 802.15.7, IEC TC 34, PLASA CPWG, TTA VLC WG, VLCC y el UIT-T SG
16. Algunas aplicaciones de VLC son sistemas de guía de VLC, sistemas
imaginables de color VLC, VLC navegador en interior y sistemas de apoyo a la
conducción de automóviles VLC. Un sistema de guía VLC utiliza lámparas que
iluminan un patio, frontera nacional, o instalación, para la orientación, así como
para la protección contra ataques externos.
Las lámparas tienen un número de identificación (ID VLC o ID de LED) y la
información de orientación. Un sistema de colores imaginables VLC utiliza
lámparas de color para la información de color en sí, ya sea por instinto o para
la educación. Un navegador de interior VLC utiliza lámparas con luz visible de
comunicación para la navegación de área de ventas interiores en lugares donde
no se admite GPS. Un sistema de apoyo a la conducción de automóviles VLC
utiliza lámparas incluyendo los faros, faros antiniebla, intermitentes y luces de
freno para una conducción segura.
El Grupo de Trabajo VLC (WG4021) en TTA se estableció en mayo de 2007. El
Grupo de Trabajo desarrolló las especificaciones del estándar VLC TTA 5, que
abarca: Configuraciones básicas del transmisor PHY para VLC, Configuraciones
básicas del receptor PHY para VLC, Configuración básica de Interfaz de LED
para la iluminación y VLC, Configuración básica de la Luz sobre la ubicación
Servicio Modelo usando VLC y configuración básica de identificación de
Iluminación en VLC. Grupo de Trabajo de VLC desarrolló TTA 23 VLC y
proyectos de normas relacionadas con el control del LED. Las 18

30. 30
especificaciones se centran en las formas de combinar tecnologías de la
comunicación y de la luz visible. La comunicación por luz visible puede ofrecer
servicios creativos, pero las especificaciones estándar relevantes aún no se han
desarrollado.
Sin embargo, la especificación VLC PHY en el estándar IEEE 802.15.7, y datos
por cable VLC especificaciones de transmisión en PLASA E1.45 están
disponibles. La apertura del mercadode VLC necesita especificaciones estándar
de servicio. Estas proporcionarán orientación a los usuarios desde el punto de
vista del desarrollo de la función de servicios de aplicaciones.
2.2.17. Problemas de sincronización en vlc
El estándar de redes de área personal de VLC (VPAN) IEEE 802.15.7
define las capas físicas y de control de acceso al medio para
comunicaciones ópticas inalámbricas de corta distancia utilizando luz
visible. El estándar define dos tipos de nodos en una VPAN: un
coordinador que actúa como controlador y un dispositivo que se comunica
bajo el control del coordinador. (Salinas, 2016)
El estándar propone tres topologías para los sistemas VLC, punto a punto,
estrella y broadcast. En la topología en estrella, la comunicación se
establece entre el dispositivo y el coordinador.
Cuando se usa MAC beacon-enhabled, la contención de enlace
ascendente se resuelve a través del procedimiento de acceso aleatorio
ranurado CSMA / CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision
Avoidance) [167]. CSMA/CA se utiliza en la mayoría de las redes
inalámbricas como WLAN o redes de sensores. El problema del nodo
oculto se causa debido a las limitaciones de la cobertura de la señal,
obteniendo como resultado que los nodos de la red no sean capaces de
detectar las transmisiones de otros nodos.

31. 31
Por lo tanto, un nodo de detección de portadores, para comprobar el
estado del canal de comunicación puede detectar la inactividad de canal
y seguir transmitiendo, dando lugar a posibles colisiones. (Salinas, 2016)
La mayoría de las investigaciones se ha llevado a cabo para evaluar los
efectos de este problema en las redes basadas en radiofrecuencia.
En las redes VLC, el problema del nodo oculto se produce de una manera
similar que en las redes inalámbricas radio, pero en este caso, el problema
es mayor por la característica directiva del transmisor y receptor.
En la Figura 7 se muestra un ejemplo de un escenario de una red VLC
donde se presenta el problema del nodo oculto.
En este ejemplo, dos terminales de usuario intentan transmitir mediante
un enlace ascendente a la infraestructura de iluminación que se encuentra
en el techo. Todos los nodos de la red emplean el procedimiento de control
de acceso al medio mediante el método CSMA/CA.
Considere que el terminal 2 lleva a cabo un procedimiento de detección
de portadora mientras que el terminal 1 transmite a la infraestructura,
debido a la direccionalidad del transmisor óptico del terminal 1 (θ1/2) y al
receptor óptico del terminal 2 y su campo de visión. (J.E. Peñafiel, 2015)
Consecuentemente, el terminal 2 considerará que el medio está libre y
transmitirá, aunque el terminal 1 esté transmitiendo en ese mismo
instante. Por lo tanto, se produce una colisión en la infraestructura
Ilustración 7 Problema del nodo escondido

32. 32
El problema de la atenuación
Los LED son dispositivos semiconductores que emiten un estrecho
espectro de luz incoherente cuando se controla por corriente, un
fenómeno conocido como electroluminiscencia. Además de la alta
eficiencia energética, los LEDs suelen tener un gran ancho de banda de
modulación, lo que principalmente los convirtió en la más adecuada fuente
de luz para los sistemas VLC. Dado que los LEDs emiten luz incoherente,
para que se transmitan los datos necesarios generalmente se modulada
la potencia óptica instantánea del LED, que también es conocida como
modulación de intensidad (IM). La detección directa (DD) es método de
conversión más práctico para enlaces VLC. La detección directa utiliza un
fotodiodo para convertir la señal óptica incidente en corriente proporcional
a la potencia óptica recibida.
Un diagrama de bloques de la configuración de un enlace VLC regulable
mediante IM/DD se presenta en la Figura 8
El usuario transmite los datos y establece el nivel de atenuación basado
en la preferencia personal. El circuito de excitación tiene un conjunto de
transistores que combina la señal de regulación con la señal de
modulación sesgada e interruptores de los LEDs. La intensidad de la luz
modulada viaja a través de un canal inalámbrico y es recibida por el
fotodiodo. Se aplica amplificación y demodulación para recuperar los
datos codificados. Los bits recibidos pueden ser comparados con los bits
transmitidos para analizar los parámetros de rendimiento de la
comunicación tales como la SNR, la BER, el rendimiento, etc. El usuario

33. 33
puede recuperar información sobre los parámetros fotométricos tales
como intensidad luminosa, temperatura de color correlacionada (CCT), y
el índice de rendimiento de color (CRI) utilizando un espectrofotómetro
para controlar la precisión del control de regulación, así como la calidad
de la luz
Ilustración 8 . Diagrama de bloques de sistema VLC regulable
2.2.18. Transmisión de alta velocidad con vlc
En los primeros trabajos realizados sobre VLC, se empleaban
codificaciones Non- Return-to-Zero (NRZ) On-Off Keying (OOK) con un
control del ancho del pulso para modificar la luminosidad ofrecida por la
Fotodiodo S1123 (a) y su respuesta espectral (b) 200 400 600 800 1000
Sin embargo, dicha luminosidad depende directamente de los datos a
transmitir, incumpliendo uno de los objetivos básicos de este ti - po de
sistemas, la correcta iluminación del entorno. Para corregir esta
deficiencia se han propuesto en los últimos años codificaciones PPM o
alguna de sus variantes, logrando mantener de forma sencilla el nivel de
iluminación (encendido o apagado) y además, añadiendo una mayor
resistencia a la ISI producida por la respuesta temporal del fósforo
amarillo. (Sánchez, 2013)

34. 34
Entre las variantes de la PPM, destacan la DPPM, con la que se logra
facilitar la labor de sincronización, y la DPPM modificada, que permite
lograr transmisiones con throughput constante. En la siguiente figura se
muestra una representación temporal de las tres codificaciones
nombradas. En el caso de que se desee implementar múltiples canales
de ba - ja velocidad, tales como redes de sensores en aplicaciones
domóticas, es necesario implementar un control de acceso al medio.
Estas técnicas se pueden clasificar en división en el tiempo (TDMA), en
frecuencia (FDMA) o en código (CDMA). Los sistemas de espectro
ensanchado, parecen ser una interesante opción para implementar
sistemas basados en VLC, ya no sólo porque implementan
intrínsecamente el acceso al medio por división de código, sino también
por la buena respuesta que poseen ante interferencias de banda estrecha,
la baja den - sidad espectral de potencia, que puede permitirle lograr la
compatibilidad con otros sistemas, o una buena respuesta ante el
fenómeno de la multipropagación (J.E. Peñafiel, 2015)
Existen tres tipos de técnicas de espectro ensanchado: DSSS (Direct
Sequence Spread Spectrum):
Se modula una portadora con una secuencia de código digital cuya tasa
de bit es mucho mayor que el ancho de banda de la señal de información.
FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum):
En este caso, se utiliza la secuencia de código para seleccionar, entre un
conjunto de posibilidades, la frecuencia de la señal portadora. THSS
(Time Hopping Spread Spectrum):
Esta técnica implica un envío de los bits de datos espaciados a intervalos
de tiempo aleatorios determinados por la señal de código

35. 35
2.2.19. Tendencias tecnológicas aplicado en li-fi
Una de las aplicaciones de las comunicaciones por luz visible ha sido Li-
fi (Light Fidelity). Que es una alternativa que se da a Wi-fi, es decir utiliza
el espectro de la luz visible para transmitir datos de manera inalámbrica.
Esta tecnología se estudia desde hace mucho tiempo, transmitiendo
información mediante el espectro de luz visible y el infrarrojo. En 1880
Alexander Graham Bell y su asistente, Sarah Orr, crearon el fotófono,
considerado por los laboratorios Bell, su invento más importante. El
dispositivo permitía la transmisión de sonido sobre un haz de luz. El 3 de
junio de 1880, Bell realizó la primera transmisión de telefonía inalámbrica
entre dos edificios cercanos.
Pero ha sido en los últimos años que gracias a la tecnología LED y a las
características de la misma que se puede transmitir datos, con una alta
velocidad y de manera muy efectiva. Es así que el año 2011 en la charla
TED Global en Edimburgo, el doctor Harald Haas creador de esta
tecnología le da el nombre de Li-fi transmitiendo datos a una velocidad
10Mb/s hacia un computador.
La idea de tener como punto de acceso a internet una lámpara, es muy
impresionante ya que se puede obtener información muy rápido y sin la
necesidad de dividir el
ancho de banda. Además, que no abría la necesidad de hacer grandes
cambios en la infraestructura ni de dispositivos complejos. Como se
observa en la Figura

36. 36
Ilustración 9 : Li-fi. Transmisión de datos por medio de luz
2.3. Formulación De Hipótesis
2.3.1. Hipótesis general
2.3.2. Hipótesis específica
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banda ism para brindar servicios de telemedicina a la provincia de Loja.
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https://www.researchgate.net/publication/241639347_IEEE_802157_Visi
ble_Light_Communication_Modulation_Schemes_and_Dimming_Suppor
t

38. 38
ÍNDICE GENERAL
ÍNDICE DE FIGURAS
ÍNDICE DE TABLAS
RESUMEN
ABSTRACT
INTRODUCCIÓN
CAPÍTULO I ESTUDIO METODOLÓGICO DEL PROBLEMA
1.1. DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA
1.1.1. PROBLEMA PRINCIPAL
1.1.2. PROBLEMA SECUNDARIO
1.3. OBJETIVOS
1.3.1. OBJETIVO GENERAL
1.3.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
1.4. JUSTIFICACIÓN
1.5. IDENTIFICACIÓN Y CLASIFICACIÓN DE VARIABLES
1.5.1. VARIABLES INDEPENDIENTES
1.5.2. VARIABLES DEPENDIENTES
CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO
2.1. ANTECEDENTES
2.2. BASES TEÓRICAS
2.2.1. VLC
2.2.2. TECNOLOGÍA LI-FI
2.2.3. COMPONENTES DE UNA RED LI-FI
2.2.4. ESTÁNDAR IEEE 802.15.7
2.2.5. ESQUEMA DE MODULACIÓN DE DATOS
2.2.6. CAPA FÍSICA

39. 39
2.2.7. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA TECNOLOGÍA LI-FI
2.2.8. REDES INALÁMBRICAS LI-FI (VLC)
2.2.9. TRANSMISIÓN INALÁMBRICA
2.2.10. COMUNICACIÓN CON LUZ VISIBLE
2.2.11. ELEMENTOS ÓPTICOS PARA LA TRANSMISIÓN
2.2.12. DETECTORES DE LUZ
2.2.13. ESTÁNDAR DE COMUNICACIÓN
2.2.14. ESTÁNDAR DE COMPATIBILIDAD
2.2.15. ESTÁNDAR DE MODULACIÓN VLC
2.2.16. ESTÁNDAR DE ILUMINACIÓN VLC
2.2.17. PROBLEMAS DE DINCRONIZACIÓN EN VLC
2.2.18. TRANSMISIÓN DE ALTA VELOCIDAD CON VLC
2.2.19. TENDENCIAS TECNOLÓGICAS APLICADO EN LI-FI
2.3. FORMULACIÓN DE HIPÓTESIS
2.3.1. HIPÓTESIS GENERAL
2.3.2. HIPÓTESIS ESPECÍFICA
CAPÍTULO III METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN
3.1. TIPO DE INVESTIGACIÓN
3.2. DISEÑO DE INVESTIGACIÓN
3.3. POBLACIÓN Y MUESTRA DE LA INVESTIGACIÓN
3.4. TÉCNICAS E INSTRUMENTO DE RECOLECCIÓN DE DATOS
3.5. PROCESAMIENTO Y ANÁLISIS DE DATOS
3.6. OPERACIONALIZACIÓN DE VARIABLES
3.7. SISTEMA PROTOTIPO
3.7.1. COMPONENTES BÁSICOS DEL SISTEMA PROTOTIPO LI-FI
3.7.2. EQUIPO PROTOTIPO LI-FI
3.8. AJUSTE Y CONEXIÓN DEL PROTOTIPO LI-FI
3.8.1. ARQUITECTURA Y CONEXIÓN DEL PROTOTIPO
3.8.2. ARQUITECTURA VLC
3.8.3. CONEXIÓN DEL EQUIPO PROTOTIPO
3.9. EVALUACIÓN PRELIMINAR DEL PROTOTIPO
3.9.1. ANÁLISIS DE TRANSMISIÓN INALÁMBRICA EN RED

40. 40
3.9.2. ANÁLISIS DEL PROTOTIPO A PARTIR DE LA TRANSMISIÓN DE DATOS
3.9.3. RESULTADO DEL ANÁLISIS COMPARATIVO
3.10. SIMULACIÓN DEL SISTEMA DE COMUNICACIÓN
CAPÍTULO IV RESULTADOS Y DISCUSIÓN
4.1. RESULTADOS DE LA INVESTIGACIÓN
4.2. PRESENTACIÓN, ANAÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE LOS DATOS
4.2. INSTALACIÓN Y PUESTA EN MARCHA DE UN SISTEMA LI-FI
4.3. DISCUSIÓN DE RESULTADOS
4.4. ADOPCIÓN DE RESULTADOS
CONCLUSIONES
RECOMENDACIONES
BIBLIOGRAFÍA
ANEXOS