LiFi فناوری ارتباط بی سیم با نور مرئی

نور قدرتمند است، دنیای ما و روش تجربه آن را، تعریف می کند، و مردم در طول هزاران سال برای مهار و کنترل نور تلاش کرده اند.اکنون، به لطف توسعه LiFi ( فناوری ارتباطات نور مرئی ) می‌توانیم از نور برای انجام کارهای بسیاری استفاده کنیم.

شاید درباره LiFi و سرعت انقلابی آن تا 1000 برابر سریعتر از WiFi، استاندارد فعلی فناوری اینترنت بی سیم، شنیده باشید، اما LiFi دقیقا چیست؟ چگونه می توانیم از آن استفاده کنیم؟ آیا لای فای جایگزین وای فای می شود؟ 

LiFi که مخفف Light Fidelity است، فناوری ارتباط بی سیم است که از نور مرئی برای انتقال داده ها در زمان واقعی استفاده می کند. در حالی که هنوز به استفاده گسترده ای در بازار نرسیده است، LiFi این پتانسیل را دارد که بر فناوری و توسعه نرم افزار، به ویژه برای راه حل های اینترنت اشیا، در بخش های مختلف تأثیر بگذارد.

فناوری LiFi به ما امکان می دهد با استفاده از نور لامپ ها، چراغ های خیابان یا تلویزیون های LED به اینترنت متصل شویم. علاوه بر اینکه  ارزان تر، ایمن تر و سریع تر از وای فای است، نیازی به روتر ندارد. تنها کاری که باید انجام دهید این است که برای اتصال به اینترنت ، موبایل یا تبلت خود را به سمت یک لامپ  بگیرید.

LiFi یک فناوری بی سیم است که ما را به اینترنت متصل می کند و کلید حل چالش های 5G را در اختیار دارد. LiFi مشابه WiFi است، زیرا هر دو داده ها را به صورت الکترومغناطیسی منتقل می کنند.با این حال، WiFi از امواج رادیویی استفاده می کند در حالی که LiFi از نور مرئی برای انتقال داده هایی با سرعت بالا استفاده می کند که می تواند به چندین گیگابیت برسد. LiFi یک شبکه دو طرفه با سرعت بالا و ارتباطات سیار داده با استفاده از نور است. LiFi از چندین لامپ تشکیل شده است که یک شبکه بی سیم را تشکیل می دهند.

نیاز به LiFi

فناوری WiFi کنونی از نوری استفاده می‌کند که در طول کابل‌های فیبر نوری حرکت می‌کند. با این حال، چند متر آخر اتصال شبکه بی سیم به خانه یا محل کار ما هنوز از طریق امواج رادیویی ارائه می شود.

و درصورت اتصال دستگاه های بیشتر به اینترنت، فضای فرکانس های رادیویی بیش از حد اشباع می شود.در آینده نزدیک، ممکن است پهنای باند بی سیم کافی برای حمایت از تقاضای رو به رشد مصرف کننده وجود نداشته باشد.LiFi  با استفاده از نور برای این چند متر اتصال آخر، 1000 برابر پهنای باند بیشتری نسبت به امواج رادیویی ارائه میکند.

LiFi چگونه کار می کند؟

یک شبکه LiFi از نور لامپ های LED برای ارسال داده ها به دستگاهی مانند لپ تاپ یا تبلت استفاده می کند. این دستگاه یک گیرنده برای دریافت سیگنال های نور و یک فرستنده برای ارسال سیگنال های نوری به لامپ با استفاده از نور مادون قرمز دارد.

LiFi مانند وای‌فای است ، به جز اینکه به جای استفاده از روتر برای انتقال داده، از یک لامپ LED برای ارسال پیام در طیف نور مرئی استفاده می‌کند.از آنجایی که بر روی امواج نوری از لامپ های LED معمولی خانگی کار می کند، فناوری LiFi مانند نور عمل می کند.هنگامی که یک جریان الکتریکی به یک لامپ LED اعمال می شود، جریانی از نور (فوتون) از لامپ ساطع می شود. لامپ های LED دستگاه های نیمه هادی هستند، به این معنی که روشنایی نوری که از آنها عبور می کند را می توان با سرعت های بسیار بالا تغییر داد.این به ما این امکان را می دهد که با تعدیل نور با سرعت های مختلف سیگنال ارسال کنیم. سپس سیگنال را می توان توسط یک آشکارساز دریافت کرد که تغییرات شدت نور (سیگنال) را به عنوان داده تفسیر می کند. نور مرئی پهنای باند بسیار گسترده‌تری نسبت به وای‌فای دارد، به این معنی که دستگاه‌های دارای LiFi می‌توانند حجم عظیمی را با سرعت بسیار بالا ارسال و دریافت کنند ( حداکثر تا ۲۲۴ گیگابیت در ثانیه).

با این حال، نور نمی تواند از دیوارها عبور کند زیرا امواج نور بسیار کوچک هستند. علاوه بر این، برای ارسال و دریافت سیگنال های نوری، منبع نور شما باید فعال باشد تا فناوری کار کند. بنابراین اگر خانه هوشمند خود را از طریق LiFi استفاده می کنید، باید لامپ های LED در سراسر خانه خود داشته باشید.

 به همین ترتیب، LiFi به دلیل فرصتی برای معرفی موانع فیزیکی، امنیت بیشتری نسبت به WiFi ارائه می دهد. شما می توانید نور را در یک فضا قرار دهید، بنابراین می توانید از پیام هایی که از طرف های خارجی ارسال و دریافت می کنید محافظت کنید.

سیگنال‌های LiFi نیز در برابر تداخل الکترومغناطیسی که می‌تواند مناطق حساس به فرکانس رادیویی را آزار دهد، مصون هستند. اگر مایکروویو یا تلفن بی سیم خود را در نزدیکی سیگنال LiFi روشن کنید، انتقال مهمی را مختل نمی کنید.

چندین چراغ را می توان به یک شبکه اضافه کرد تا بتوانید از نور به نور دیگر بدون از دست دادن اتصال خود حرکت کنید. برای استفاده از LiFi لازم نیست مستقیماً زیر لامپ باشید. سیگنال دیجیتال نیز توسط نور منعکس شده از دیوارها و سطوح دیگر منتقل می شود.

یک شبکه LiFi هنوز به یک ارائه دهنده خدمات اینترنتی معمولی نیاز دارد تا اینترنت را از طریق سیم به یک خانه یا محل کار برساند. سپس LiFi می تواند در خانه یا محل کار مستقر شود تا اتصال اینترنت بی سیم به دستگاه ها را فراهم کند.

LiFi چگونه استفاده می شود؟

LiFi  مزایا و محدودیت‌های منحصربه‌فردی دارد و برای مناطقی که این فناوری می تواند کار کند، این پتانسیل را دارد که واقعاً خوب کار کند.

بیمارستان ها

در بخش مراقبت‌های بهداشتی، پزشکان می‌توانند از LiFi برای نظارت بر شرایط حیاتی بیمار از طریق حسگرهای بی‌سیم بدون تداخل با تجهیزات حساس بیمارستانی مانند دستگاه‌های MRI استفاده کنند. در اتاق عمل، جایی که نصب فیبرهای نوری دشوار است، جراحان و پرستاران می توانند از LiFi برای کار با دستگاه های مهم استفاده کنند.بیمارستان ها همچنین به طور مداوم داده های محرمانه مانند سوابق پزشکی و مالی را ذخیره، تجزیه و تحلیل و انتقال می دهند. هنگامی که این داده ها از طریق امواج رادیویی مخابره می شوند، در برابر تهدیدات امنیتی که هنگام استفاده از ارتباطات نوری یا سیستم های VLC وجود ندارند، آسیب پذیرتر می شوند.

در هوا ( ارتفاع بالا)

 با وجود صدها لامپ که در کابین هواپیمای معمولی وجود دارد، خطوط هوایی می توانند از LiFi برای ارائه اتصالات مطمئن استفاده کنند.

زیر آب

با LiFi، می‌توانیم علاوه بر روشن کردن مخازن ماهی، می‌توانیم میان آنها ارتباط برقرار کنیم! از آنجایی که مقدار قابل توجهی نور می تواند تا عمق 200 متری زیر آب نفوذ کند، LiFi ممکن است یک رسانه ایده آل برای ارتباطات زیر آب باشد.

مدارس

آیا کسی بیش از یک دانش آموز پر استرس به اتصال به اینترنت سریع نیاز دارد؟ لای‌فای علاوه بر کمک به دانش آموزان برای دسترسی به منابع آنلاین ، می‌تواند کلاس‌های تعاملی را از مدرسه ابتدایی به بالا تسهیل کند. منابع را می توان از طریق دستگاه های متصل به هم با کل کلاس به اشتراک گذاشت و دوره های آنلاین را می توان برای چندین دانش آموز ارسال کرد.

LiFi و توسعه IoT

دستگاه های اینترنت اشیا به شدت به اتصال متکی هستند.  LiFi نوید اتصال بالا را در عین استفاده از انرژی کمتر، کاهش هزینه ها و پیچیدگی هنگام توسعه نرم افزار و سخت افزار می دهد.در سراسر صنایع، چراغ ها می توانند با حسگرهای بی سیم اینترنت اشیا برای ارسال داده و کنترل از راه دور دستگاه ها متصل شوند.

دیگر برنامه‌های کاربردی اینترنت اشیا با قابلیت LiFi عبارتند از:

• تحقیقات دیزنی در حال آزمایش با "اینترنت اسباب‌بازی‌ها" است، جایی که اسباب‌بازی‌ها و لباس‌های کودکان  را می‌توان از راه دور از طریق نور LED کنترل کرد.
• اتومبیل های متصل با چراغ های LED که اطلاعات مهم را با یکدیگر ارتباط می دهند و از تصادف جلوگیری می کنند
• استفاده از چراغ های خیابانی LED هوشمند برای ارسال اطلاعات در مورد شرایط جاده به خودروهای متصل
• راهنمایی بازدیدکنندگان موزه از طریق یک تجربه تعاملی یکپارچه
• ایجاد یک سیستم ناوبری داخلی برای افراد دارای اختلالات بینایی
• تامین انرژی نیروگاه های هوشمند و کارخانه های هوشمند

مقایسه LIFI و WIFI از جهات مختلف:

سرعت: شاید بزرگترین نقطه قوت فناوری LiFi این باشد که می تواند داده ها را با سرعتی بسیار بالاتر از وای فای انتقال دهد. در طول آزمایشات آزمایشگاهی، محققان توانستند به سرعت انتقال دو طرفه 224 گیگابیت در ثانیه( امکان دانلود یک فیلم 1.5 گیگابیتی در هزارم ثانیه ) برسند. البته رسیدن به این سرعت ها در دنیای واقعی دشوار خواهد بود. اما رسیدن به حتی 1 درصد از آن(2.24 گیگابیت در ثانیه) پیشرفت قابل توجهی نسبت به WiFi است.

هزینه:  LiWi تا 10 برابر ارزان تر از WiFi  است، به قطعات کمتری نیاز دارد و انرژی کمتری مصرف می کند. تنها کاری که باید انجام دهید این است که یک چراغ را روشن کنید!

دسترسی:  با فناوریLiFi  هر اتصال نوری را می توان به راحتی به یک نقطه اتصال به اینترنت تبدیل کرد، زیرا فقط یک امیتر ساده LiFi باید نصب شود.دسترسی بالاتری نسبت به WiFi دارد.

امنیت: نور مانند امواج رادیویی از دیوارها عبور نمی کند و این امر مانع از رهگیری ارتباطات LiFi از طریق یک شبکه بی سیم توسط مزاحمان می شود، درنتیجه امنیت LiFi از WiFi بیشتر است.

پهنای باند: طیف نور 10000 برابر گسترده تر از طیف رادیویی است که حجم داده ای را که می تواند حمل و ارسال کند در هر ثانیه افزایش می دهد،LiFi دارای پهنای باند بسیار بالاتری است.

پایداری: LiFi سیگنال خود را بدون وقفه ارسال می کند و ارتباط را پایدارتر از WiFi می کند.

تداخل: نور الکترونیکی با ارتباطات رادیویی تداخل نمی کند، با سیستم های دیگر تعامل نمی کند یا انتقال از هواپیما، کشتی و غیره را به خطر نمی اندازد. سیگنال های LiFi مستعد تداخل نور از جمله نور خورشید هستند. ممکن است پردازش سیگنال ها توسط گیرنده ها در صورت وجود منابع نور دیگر به سختی انجام شود. علاوه بر این، از آنجایی که لامپ های LED برای عملکرد باید روشن بمانند، می توانند بیشتر در آلودگی نوری نقش داشته باشند، به خصوص اگر در سطوح روشنایی بالاتر برای جبران تداخل احتمالی تنظیم شوند.

تجهیزات: LiFi از چراغ‌ها استفاده می‌کند و روتر نیاز ندارد، بنابراین بدون نیاز به کابل کار می‌کند. علاوه بر این، می تواند با نور مادون قرمز، که برای چشم انسان نامرئی است، یا با نور LED قابل مشاهده با شدت بسیار کم کار کند تا از مزاحمت جلوگیری شود.LiFi تجهیزات بسیار کمتری برای اتصال نسبت به WiFi نیاز دارد.

 اتصال به اینترنت از طریق نور می تواند از فروپاشی طیف رادیویی جلوگیری کند که به گفته مخترع LiFi، هارالد هاس، ممکن است تا سال 2025 رخ دهد.

با ظهور و توسعه فناوری LiFi، بسیاری از منسوخ شدن وای فای و سایر شبکه های بی سیم خبر می دهند. باید چند سال دیگر منتظر بمانیم تا ببینیم آیا چراغ های خیابان علاوه بر روشنایی خیابان های ما، ما را با سرعت نور به اینترنت متصل می کنند یا خیر؟!