با فناوری Li-Fi آشنا شوید، انتقال اطلاعات با سرعت نور

لای فای (Li-Fi) توسط پروفسور هارالدهاس در سخنرانی جهانی TED در سال ۲۰۱۱ معرفی شده است که رئیس ارتباطات سیار در دانشگاه ادینبورگ است. او شرکت pureLiFi را تأسیس کرد، که محصولات Li-Fi را برای ادغام با سیستم‌های روشنایی LED تولید می‌کند.

در سال ۲۰۱۳، pureLiFi اولین فناوری تجاری در دسترس Li-Fi جهان را منتشر کرد. این یک نقطه عطف در فناوری ارتباطات بی‌سیم بود. دو سال بعد، pureLiFi با شرکت روشنایی فرانسوی Lucibel برای راه‌اندازی اولین راه‌حل صنعتی لای‌فای جهان، که در مکان‌های مختلف از جمله مقر مایکروسافت که در پاریس مستقر شده بود، همکاری کرد.

سیستم LiFi-XC که در سال ۲۰۱۷ منتشر شد، یک سیستم پلاگین و بازی تأیید شده است که با دستگاه‌های USB کار می‌کند و می‌تواند در لپ تاپ‌ها، تبلت‌ها و لوازم هوشمند ادغام شود. در ژوئن ۲۰۱۸، pureLiFi کیت‌های Li-Fi را به محققان دانشگاهی ارائه کردند و برنامه‌ای را برای فروشندگان فناوری اطلاعات راه‌اندازی کردند تا تکنولوژی لای‌فای را به مجموعه خود اضافه کنند.

مقایسه‌ی سرعت Li-fi با Wi-Fi

این یک فناوری ارتباط بی سیم است که از نور برای انتقال داده‌ها به جای فرکانس‌های رادیویی موجود در Wi-Fi، استفاده می‌کند.  Li-Fi بر اساس اصل ارتباط نور مرئی (VLC) است، جایی که داده‌ها با استفاده از لامپ‌های LED (دیود ساطع کننده نور) که در فرکانس‌های بالا سوسو می‌زنند منتقل می‌شود، این سیگنال‌ها توسط حسگرهای نور در دستگاه‌های مانند لپ تاپ، تلفن‌های هوشمند یا سایر دستگاه‌های سازگار دریافت و رمزگشایی می‌شوند.

Li-Fi این پتانسیل را دارد که سرعت انتقال داده‌های سریع‌تر، امنیت بهتر و عملکرد در مناطق مستعد تداخل الکترومغناطیسی را ارائه دهد. با این حال، محدودیت‌های مانند نیاز به کابل خط دید مستقیم بین فرستنده و گیرنده و برد را محدود می‌کند.

این فناوری یک جایگزین متحول کننده است که با استفاده از پهنای باند وسیع طیف نور، سرعتی را ۱۰۰ برابر وای‌فای معمولی تحت الشعاع قرار می‌دهد، اما موضوع فقط سرعت پلتفرم لای‌فای نیست. در اصل، Li-Fi به عنوان یک سیستم ارتباطات نور مرئی (VLC) عمل می‌کند، در واقع نویددهنده سرعت بی‌نظیر اینترنت بی‌سیم است.

مرکز اصلی این سیستم لامپ‌های LED هستند، که  این لامپ‌ها پالس‌های نوری سریعی را ساطع می‌کنند که برای چشم انسان نامحسوس است. این شبیه به کد مورس (Morse code) پیشرفته و پرسرعت است که با دستگاه‌های مجهز به گیرنده‌های مورد نیاز، حجم داده‌ها را با سرعتی خیره‌‌ کننده منتقل می‌کند. نرخ انتقال بالقوه نشان‌ داده ‌شده برای Li-Fi حتی از ۲۲۴ گیگابیت بر ثانیه نیز فراتر رفته است، سرعتی که Wi-Gig، یکی از سریع‌ترین فناوری‌های وای‌فای را به جایگاه پایین‌تری کشانده است.

تکنولوژی Li-Fi و ۶ کاربرد بالقوه آن در بخش‌های مختلف

1. اتصال به اینترنت: از Li-Fi می‌توان برای دسترسی به اینترنت پرسرعت در محیط‌‌هایی که سیگنال‌های Wi-Fi ضعیف یا در دسترس نیستند، استفاده شود. این شامل مناطقی با تداخل فرکانس رادیویی بالا مانند بیمارستان‌ها، کارخانه‌ها و هواپیما می‌شود.
2. سیستم‌های روشنایی هوشمند: چراغ‌های مجهز به Li-Fi می‌توانند هدف دوگانه ارائه روشنایی و اتصال داده بی‌سیم را داشته باشند. این می‌تواند در دفاتر، منازل و فضاهای عمومی مفید باشد و امکان برقراری ارتباط یکپارچه بین دستگاه‌ها و تسهیل توسعه شهرهای هوشمند را فراهم کند.
3. انتقال امن داده: Li-Fi می‌تواند امنیت بیشتری را برای انتقال داده ارائه دهد، زیرا امواج نور مانند امواج رادیویی از دیوارها نفوذ نمی‌کنند. این امر رهگیری داده‌های ارسال شده را دشوارتر می‌کند و منجر به افزایش حریم خصوصی و محافظت در برابر تهدیدات سایبری می‌شود.
4. موقعیت‌یابی و ناوبری داخلی: از سیستم‌های Li-Fi می‌توان برای ایجاد سیستم‌های موقعیت‌یابی داخلی بسیار دقیق استفاده کرد. با استفاده از اطلاعات دقیق مکان به دست آمده از تغییر شدت نور، Li-Fi می تواند به ناوبری در مکان‌هایی مانند فرودگاه ها، موزه‌ها و مراکز خرید کمک کند.
5. ارتباط خودرو با وسیله نقلیه: Li-Fi را می‌توان در سیستم های ارتباطی V2V (خودرو به وسیله نقلیه) به کار‌برد، که تبادل سریعتر و مطمئن‌تر داده‌ها را بین وسایل نقلیه برای اهداف مختلف، مانند جلوگیری از برخورد و مدیریت ترافیک، امکان پذیر کرد.
6. ارتباطات زیر آب: از آنجایی که نور بهتر از امواج رادیویی از طریق آب عبور می‌کند، Li-Fi پتانسیل افزایش ارتباطات در محیط‌های زیر آب را دارد. این می‌تواند برای کاربردهایی مانند اکتشاف زیر آب، تحقیقات دریایی و صنایع فراساحلی پلتفرم لای‌فای را ارزشمند می‌کند.

مهم‌ترین مزایای Li-Fi نسبت به سایر فناوری‌های مشابه

• سرعت بالا: Li-Fi این پتانسیل را دارد که نرخ انتقال داده با سرعت بسیار بالایی را فراهم کند و به سرعت گیگابیت در ثانیه (Gbps) برسد. این امکان انتقال سریع و کارآمد فایل‌های بزرگ، ویدیوها و داده‌های بلادرنگ را فراهم می‌کند.
• پهنای باند بیشتر: با استفاده از طیف نور مرئی، Li-Fi می‌تواند به حجم وسیعی از پهنای باند موجود دسترسی پیدا کند و ازدحام در باندهای فرکانس رادیویی سنتی مورد استفاده توسط Wi-Fi و شبکه‌های سلولی را کاهش دهد.
• امنیت پیشرفته: Li-Fi سطح بالاتری از امنیت را در مقایسه با Wi-Fi ارائه می‌دهد زیرا امواج نور مانند امواج رادیویی از دیوارها عبور نمی‌کنند. این امر رهگیری یا دسترسی به داده‌های ارسالی را برای کاربران غیرمجاز دشوارتر می‌کند.
• در دسترس بودن در محیط‌های محدود با فرکانس رادیویی: در محیط‌ هایی که استفاده از فرکانس‌های رادیویی محدود یا ممنوع است، مانند بیمارستان‌ها، هواپیماها یا تنظیمات صنعتی، Li-Fi می‌تواند یک وسیله جایگزین برای ارتباط بی‌سیم بدون تداخل فراهم کند.
• تداخل الکترومغناطیسی کاهش یافته: برخلاف Wi-Fi ،Li-Fi تداخل الکترومغناطیسی با تجهیزات حساس مانند دستگاه‌های پزشکی ایجاد نمی‌کند و آن را برای استفاده در بیمارستان‌ها و مراکز مراقبت‌های بهداشتی مناسب می‌داند.
• بهره‌وری انرژی: از آنجایی که اکثر فضاهای داخلی از قبل زیرساخت روشنایی دارند، Li-Fi می‌تواند در این سیستم‌های موجود استفاده شود و نیاز به زیرساخت‌های ارتباطی جداگانه را کاهش دهد. این می‌تواند منجر به صرفه‌جویی در انرژی و افزایش بهره‌وری شود.
• ارتباط خط دید: Li-Fi به یک خط دید مستقیم بین فرستنده (منبع نور) و گیرنده نیاز دارد که مزایای ذاتی امنیت و حریم خصوصی را فراهم می‌کند زیرا سیگنال در یک منطقه خاص قرار دارد. از طرفی دیگر سیگنال نمی‌تواند مانند دیوارها از موانع عبور کند، به این معنی که وجود خط دید مستقیم، منطقه تحت پوشش را به محدوده خاصی از منبع نور تبدیل می‌کند.
• ادغام بالقوه با اینترنت اشیا (IoT): Li-Fi می تواند به طور یکپارچه با دستگاه‌های اینترنت اشیا ادغام شود و امکان ارتباط کارآمد و قابل اعتماد را در خانه‌های هوشمند، شهرهای هوشمند و محیط‌های متصل فراهم می‌کند.
• حساسیت به تداخل: سیگنال‌های Li-Fi به تداخل منابع نور خارجی مانند نور خورشید یا سایر ساطع کننده های نور قوی حساس هستند. این تداخل می تواند کیفیت و قابلیت اطمینان سیگنال را مختل کند و بر عملکرد کلی آن تأثیر بگذارد.

فناوری Li-Fi در چه مواردی کاربرد دارد؟

فناوری Li-Fi آماده است تا انتقال داده سریع‌تر و ایمن‌تر از Wi-Fi سنتی بهتر ارائه دهد. اگرچه عملکردی مشابه Wi-Fi را دارد، اما از نور به جای امواج رادیویی برای انتقال داده استفاده می‌کند. Li-Fi  با ظرفیت پهنای باند بیشتر در مناطق شهری بهترین فناوری محسوب می‌شود.

در واقع، لامپ‌های خیابانی می‌توانند به زودی برای ارائه داده‌ها به همه چیز، ازجمله عابران پیاده گرفته تا وسایل نقلیه مورد استفاده قرار گیرند و عملکرد زیرساخت‌های شهر را بهبود بخشند. در حالی که این فناوری عمدتا در تنظیمات صنعتی استفاده می‌شود.

پیش بینی می شود که Li-Fi  این فناوری راه خود را به خانه‌های هوشمند باز کند و به بخشی جدایی ناپذیر از اتوماسیون ساختمان آینده تبدیل شود.لای‌فای با سرعت و مزیت‌های امنیتی خود یک تغییر دهنده بازی در دنیای ارتباطات بی سیم است.

اهمیت پلتفرم Li-Fi چیست؟

مصرف داده‌های بی‌سیم هر سال ۶۰ درصد افزایش می‌یابد این بدان معناست که فضای فرکانس رادیویی به آرامی در حال اشباع شدن است. محدودیت طیف به کمبود بالقوه طیف فرکانس بی سیم بستگی دارد. کافی است برای پشتیبانی از تعداد فزاینده ای از دستگاه های مصرف کننده، در بخش دولتی و بخش خصوصی از فرکانس‌های رادیویی در یک طیف وسیع استفاده شود.

این امر چالش‌هایی را برای شبکه‌های بی سیم ایجاد می‌کند. زیرا بر سرعت استفاده از اینترنت ما تأثیر منفی می گذارد در نهایت، وای فای نمی تواند تقاضای داده را برآورده کند.

 فناوری Li-Fi نه تنها سریع است، بلکه از نظر محیطی نیز پایدار است. یکی از مزیت‌های اصلی فناوری Li-Fi این است که نیازی به وسایل الکترونیکی مانند روتر، مودم، تکرار کننده سیگنال، تقویت کننده امواج و آنتن که ۲۴-۷ را ندارد، علاوه بر این، فناوری Li-Fi این پتانسیل را دارد که از انرژی خورشیدی برای انتقال داده‌ها استفاده کند.

چقدر به استفاده از فناوری Li-Fi نزدیک هستیم؟

فناوری Li-Fi بیش از یک دهه است که در حال توسعه است و بسیاری از محصولات این پلتفرم از زمان شروع آن ایجاد شده‌اند.شرکت‌ها‌ در صنایع مختلف مانند دفاع، مراقبت‌های بهداشتی، روشنایی، زیرساخت‌های فناوری اطلاعات، مخابرات و این گونه موارد کاربرد دارد.

 شرکت‌های بیشتری در حال درک پتانسیل Li-Fi و سرمایه گذاری منابع در تحقیق و توسعه محصول هستند. در حالی که هنوز به طور گسترده در دسترس عموم مردم قرار نگرفته است، این فناوری به طور پیوسته در حال پیشرفت است، این امکان را دارد که فقط زمان زیادی در زندگی روزمره ما رایج شود.

آینده Li-Fi چگونه پیش‌بینی می‌شود؟

 مقایسه کردن فناوری‌های سنتی مبتنی بر امواج رادیویی، متمایز بودن Li-Fi به راحتی قابل تشخیص می‌باشد. این خبر آینده‌ای از ارتباطات بی‌سیم را نشان می‌دهد که با سرعت انتقال خیره‌‌کننده، امنیت بالا، و پتانسیل تغییر اساسی تعاملات دیجیتالی ما مشخص می‌شود. همانطور که جهان به سمت دستگاه‌های به هم پیوسته‌تر و ارتباطات سیال پیش می‌رود. پلتفرم Li-Fi به عنوان فناوری پیشتاز ظاهر شده است تا افق‌های دیجیتالی ما را تحت شعاع تغییرات خود قرار دهد.

در حال حاضر، Li-Fi نمی‌تواند به طور کامل جایگزین Wi-Fi به عنوان منبع اتصال شود. با این حال، چندین شرکت Li-Fi وجود دارند که سخت در حال توسعه محصولات Li-Fi به عنوان  بازاریابی اولیه فناوری بی‌سیم هستند. با این حال تقاضا برای دسترسی سریع به اینترنت هر روز در حال افزایش است و این فناوری می‌تواند پاسخگوی تقاضا باشد. مهم‌تر اینکه آینده اینترنت با پتانسیل فناوری Li-Fi در همه‌ی نقاط روشن به نظر می‌رسد.