Jak Alexander Graham Bell był pionierem w Li-Fi z fotofonem w 1880 roku

Zaledwie cztery lata po opatentowaniu telefonu wynalazca Alexander Graham Bell już szukał sposobów na ulepszenie swojej nowej technologii. W szczególności chciał iść bezprzewodowo. Funkcjonalnie przewody ograniczały użycie wynalazku Bella: główny przykład tego, statki na morzu, skorzystałyby ogromnie z technologii telefonicznej, ale oczywiście nie mogły być połączone przewodami. Bell słynnie przewidział, że „nadchodzi dzień, w którym przewody telegraficzne zostaną umieszczone w domach tak jak woda lub gaz”, ale nie przyjął całkowicie swojej wizji. Zdał sobie sprawę, że miasta pochłonięte przez sieci grubych czarnych drutów mogą być brzydkimi miastami.

W miesiącu miodowym Bell przeczytał o eksperymentach naukowca i wynalazcy Roberta Sabine'a z Selenem, nowo odkrytym materiałem, który reagował na ekspozycję na światło. W eksperymencie Sabine był w stanie wizualnie zmierzyć zmiany światła uderzające w odbiornik Selenium. Bell wysunął teorię, że jeśli reakcje Selenium na zmiany światła byłyby wystarczająco duże, aby fizycznie zmierzyć reakcje, to była szansa, że ​​promienie słoneczne modulowane w odbiorniku Selenium mogą wywołać efekt dźwiękowy; teoretycznie słyszał to, co widziała Sabine.

Aby to osiągnąć, Bell musiałby modulować fale dźwiękowe jak elektryczność. Telefon przekazywał dźwięk przez modulowany prąd elektryczny przesyłany przewodami telegraficznymi. Odbiornik Selenium działałby wtedy jak optyczna wersja cewki elektrycznej w odbiorniku telefonicznym, przekształcając modulowane światło z powrotem w fale dźwiękowe.

Rzeczywiście, Bell miał całkowitą rację. W lutym 1880 roku, wykorzystując jedynie membranę przymocowaną do metalowej kraty i prymitywny odbiornik selenu, Bell słuchał jako asystent Charlesa Sumnera Taintera a cappella wersja Auld Lang Syne przeleciał przez słuchawki, transmitowany przez pojedynczą wiązkę światła słonecznego.

W ciągu następnych kilku miesięcy Bell i Tainter ulepszyli konstrukcję fotofonu, zastępując stalowe kraty cienkim, elastycznym zwierciadłem, które wyginało się i wibrowało z fal dźwiękowych, zmieniając światło, a jednocześnie tworząc bardziej skoncentrowaną wiązkę światła. bycia odbieranym z większych odległości. Podczas gdy pierwszy test przekazywał dźwięk przez ten sam pokój, kolejne testy z wykorzystaniem odbiornika z lustrem parabolicznym osiągnęły odległości około 700 stóp 19 lat przed pierwszą transmisją radiową. Bell wprowadził bezprzewodową komunikację audio na świecie.

Bell był zachwycony. Wierzył, że kiedy technologia dogoni, transmisja dźwięku przez światło pewnego dnia zrewolucjonizuje świat komunikacji. Jednak, podczas gdy fotofotografia była sukcesem koncepcyjnym, Bell - zawsze pragmatyk - wiedział, że technologia potrzebna do tego, aby jego wynalazek był praktyczny w codziennym użytkowaniu, był jeszcze wiele pokoleń.

Największym i najbardziej oczywistym problemem polegającym na wykorzystaniu światła słonecznego do przesyłania dźwięku jest to, że słońce nie jest stale widoczne: transmisje nocne byłyby niemożliwe, a deszcz wyłączyłby komunikację. Światło rozprasza się na odległość, co oznaczało, że bez wysoko skoncentrowanej wiązki, nawet w optymalnych warunkach, istniał dość krótki i skończony limit zasięgu do fotofonu.

Było też to: Edison właśnie wymyślił 16-watową żarówkę. Lampy gazowe były nadal powszechnym miejscem i nawet jeśli możliwe było stworzenie wysoko skoncentrowanych wiązek sztucznego światła z lustrami i szkłem, każdy dom korzystający z fotogenu musiałby być dosłowną latarnią morską. Bell sprzedał patent na fotophone firmie National Bell Telephone Company, której głównymi udziałowcami był jego teść i żona (po tym, jak Bell ujawnił swoje zainteresowanie firmą jako prezent ślubny). Sam Bell wycofał się z rozwoju fotofonu, ale inni inżynierowie z Bell Telephone Company kontynuowali ulepszanie tej technologii przez następne kilkadziesiąt lat.

W wywiadzie tuż przed śmiercią Bell ogłosił: „W znaczeniu tych zasad uważam, że fotofon jest największym wynalazkiem, jakiego kiedykolwiek dokonałem; większy niż telefon. Prawdopodobnie znowu miał rację: telefonia lekka rzeczywiście zmieni sposób komunikowania się świata, ale nie do końca tak, jak przewidywał Bell. Ulepszone wersje fotofonu zostały z powodzeniem zastosowane w zdolnościach morskich, zwłaszcza podczas pierwszej i drugiej wojny światowej; lekka telefonia, w przeciwieństwie do fal radiowych, okazała się prawie niemożliwa do przechwycenia. W pierwszej połowie XX wieku zmodyfikowane wersje fotofonu były wykorzystywane przez europejskie firmy żeglugowe jako zapas w sytuacjach, w których fale radiowe zostały zakłócone.

Jak na ironię, druty były brakującym składnikiem zagadki lekkiej telefonii Bella przez cały czas. Okazuje się, że najskuteczniejszym sposobem przesyłania wysoko skoncentrowanych modulowanych długich dystansów jest niezwykle długi, ultra-cienki drut szklany. Najważniejszym przejawem bezprzewodowych zasad firmy Bell były światłowody, które są wykorzystywane do przesyłania danych telefonicznych, kablowych i internetowych na całym świecie, przy użyciu tych samych ogólnych zasad lekkiej telefonii, co oryginalny telefon Bell.