فناوری لای‌فای (Li-Fi) چیست و چگونه کار می‌کند؟

فناوری لای‌فای (Li-Fi) یک فناوری انتقال داده‌ها با استفاده از نور است که می‌تواند سرعت بسیار بالایی را در ارتباطات بی‌سیم فراهم کند. لای‌فای از چراغ های (LED) برای ارسال و دریافت داده‌ها استفاده می‌کند که می‌توانند با سرعت بسیار زیاد روشن و خاموش شوند. این تغییرات در نور قابل تشخیص برای چشم انسان نیستند، اما می‌توانند توسط گیرنده‌های خاص کدگشایی شوند. فناوری لای‌فای مزایایی نسبت به وای‌فای دارد، مانند امنیت بالاتر، عدم تداخل با سایر دستگاه‌ها، استفاده بهینه از طیف نور و پهنای باند بالاتر.

در روزهای اخیر نام فناوری نسبتاً جدیدی موسوم به لایفای (Li-Fi) به سر زبان‌ها افتاده که ظاهراً بسیار سریع‌تر و بهینه‌تر از فناوری وای‌فای (Wi-Fi) است. در این مطلب می‌خواهیم ببینیم این فناوری چیست، چگونه از نور برای ارسال اطلاعات استفاده می‌کند و چه مزایا و معایبی دارد.

در سال‌های اخیر، استفاده از اینترنت به شدت رشد کرده است. هر دو سال یک بار، حجم داده‌های منتقل شده در شبکه جهانی دو چندان می‌شود. دلیل این امر، افزایش چشمگیر تعداد دستگاه‌های متصل به اینترنت است. اما فضای طیف رادیویی برای پشتیبانی از این رشد سریع کافی نیست. بنابراین، شبکه کم‌پایدار، پوشش بی‌سیم ضعیف و سرعت پایین مواجه می‌شود.

علاوه بر این، امنیت شبکه‌های رادیویی نگران‌کننده است. نفوذ و شنود به شبکه‌های رادیویی کار آسانی است. این خطر در شبکه‌های آزاد یا غیرمحافظت شده بسیار بالاتر است. به همین دلیل، دانشمندان به دنبال یک فناوری نوین به نام لای فای هستند. لای فای چگونه کار می‌کند؟ لای فای با استفاده از نور مرئی برای انتقال داده عمل می‌کند. نور مرئی دارای طول موج کوچک‌تر و پهنای باند بالاتر از رادیو است. لذا، لای فای می‌تواند سرعت و پایداری بالاتر و خطر شنود کمتر داشته باشد.

لای‌فای (Li-Fi) چیست؟

لای‌فای (LiFi) از سرواژه Light Fidelity یا «صحت نور» نام‌گذاری شده است. این فناوری برای ارتباطات بی‌سیم طراحی شده و با استفاده از نور داده‌ها را منتقل می‌کند. در این روش، داده‌ها با سرعت بالایی از طریق نور مرئی، طیف‌های فرابنفش و فروسرخ جابجا می‌شوند.

فناوری لای‌فای در برخی جوانب به فناوری وای‌ فای شباهت دارد، اما تفاوت اصلی آن در روش انتقال اطلاعات است. در حالی که وای‌ فای از فرکانس‌های رادیویی برای انتقال داده استفاده می‌کند، لای‌ فای با نور این کار را انجام می‌دهد و به همین دلیل 100 برابر سرعت بالاتر، بهره‌وری بیشتر و امنیت بالاتری را دارد.

علاوه بر این، چون در این فناوری نور به کار می‌رود، مشکل آلودگی الکترومغناطیسی وجود ندارد و می‌تواند گزینه مناسب‌تری برای استفاده در بیمارستان‌ها و فرودگاه‌ها باشد؛ زیرا امواج رادیویی ممکن است در عملکرد بعضی از دستگاه‌های موجود در بیمارستان‌ها و فرودگاه‌ها تداخل ایجاد کنند.

لای‌ فای چگونه کار می‌کند؟

لای‌فای یک فناوری نوین برای انتقال داده با استفاده از نور است. برای پیاده‌سازی این فناوری، می‌توان از چراغ‌های LED که در هر محیطی قابل نصب هستند، بهره برد. این چراغ‌ها با تغییر سرعت روشن و خاموش شدن خود، داده‌ها را به صورت چشمک‌های نامحسوس برای چشم انسان، منتقل می‌کنند. دستگاه گیرنده سیگنال می‌تواند یک قطعه جداگانه باشد که به دستگاه مقصد متصل شود و یا یک قطعه تعبیه شده در دستگاه باشد. این دستگاه سیگنال‌های نوری را دریافت و به داده تبدیل می‌کند.

با استفاده از چراغ‌های LED می‌توان یک شبکه ارتباط اینترنتی را برقرار کرد. برای این کار، نیاز به یک رمزگذار یا درایور داریم که سیگنال‌های داده را از یک منبع مانند یک روتر دریافت کند و آن‌ها را با نور به دستگاه‌های دیگر انتقال دهد. این شبکه‌ها دوطرفه هستند و می‌توانند همزمان داده را بین فرستنده و گیرنده جابجا کنند. بنابراین، این فناوری می‌تواند برای ارتباطات اینترنتی سریع و امن مورد استفاده قرار گیرد.

شبکه لای‌ فای شامل دو بخش اصلی است: LED به‌عنوان فرستنده نور و گیرنده نور به‌عنوان دریافت کننده داده. سیگنال‌های داده با پالس‌های نور کدگذاری و ارسال می‌شوند و سپس توسط گیرنده نور تشخیص و رمزگشایی می‌شوند.

مزایای فناوری لای‌فای

لای‌ فای یک فناوری جدید است که از نور مرئی برای انتقال داده استفاده می‌کند. این فناوری مزایای بسیار زیادی نسبت به وای‌فای دارد که در زیر به برخی از آن‌ها اشاره می‌شود:

• لای‌ فای دارای سرعت بسیار بالایی است و می‌تواند تا 100 برابر سرعت وای‌فای را ارائه دهد. در برخی تست‌ها، لای‌فای توانسته است داده را با سرعت 224 گیگابایت بر ثانیه منتقل کند.
• لای‌ فای باعث تداخل در فرکانس رادیویی نمی‌شود. به همین دلیل، حتی در محیط‌های حساس مانند هواپیما هم می‌توان از لای‌فای برای دسترسی به اینترنت استفاده کرد.
• لای‌فای قادر است از تمام طول موج‌های نور مرئی بهره ببرد که 10 هزار برابر بزرگ‌تر از طول موج‌های رادیویی وای‌فای است. این به لای‌ فای قابلیت پشتیبانی از حجم بالاتر داده را می‌دهد.
• لای‌فای فقط در محدوده نور منبع خود عمل می‌کند و در صورت قطع شدن نور، شبکه قطع می‌شود. این ویژگی باعث می‌شود که لای‌فای دارای امنیت بالاتر باشد و نشان دادن شبکه به خارج از منبع نور جلوگیری شود.
• لای‌ فای یک فناوری بهینه است چون با ال‌ای‌دی‌های کم نور هم سازگار است و تنها به مقدار کمی از انرژی نور نیاز دارد.

معایب فناوری لای فای

با توجه به پیشرفت‌های روزافزون علم و فناوری، Li-Fi یکی از ابتکارات جدیدی است که می‌تواند در زمینه‌های مختلف کاربرد داشته باشد. اما همان‌طور که می‌دانید، هر فناوری نوینی دارای مزایا و معایب خود است. در این مقاله، ما قصد داریم برخی از چالش‌های اصلی که Li-Fi با آن‌ها روبرو است را بررسی کنیم. این چالش‌ها عبارتند از:

• محدودیت دامنه پوشش:

Li-Fi از نور برای انتقال داده استفاده می‌کند که نمی‌تواند از موانع فیزیکی مانند دیوار یا سقف عبور کند. بنابراین، برای استفاده از Li-Fi، باید در فاصله حداکثر 10 متری از منبع نور قرار گیرید. این محدودیت همچنین باعث می‌شود که نور قابل دیدن نباشد و در صورت قطع شدن آن، ارتباط قطع خواهد شد.

• نیاز به تجهیزات سازگار:

Li-Fi هنوز یک فناوری جدید است و تعداد کمی از دستگاه‌های الکترونیکی قادر به پشتیبانی از آن هستند. برای استفاده از Li-Fi، نیاز به نصب سخت‌افزار و نرم‌افزار خاص در دستگاه‌های فرستنده و گیرنده دارید. این به معنای سرمایه‌گذاری بالا و تغییرات زیاد در زیرساخت‌های فعلی است.

• عدم قابلیت خاموش شدن منبع نور:

برخلاف Wi-Fi که با استفاده از رادیو، داده را منتقل می‌کند، Li-Fi به نور وابسته است. این به این معناست که منبع نور باید در حالت روشن باقی بماند تا Li-Fi کار کند. البته، نور قابل روشنایی نخواهد بود ولی همچنان مصرف برق خواهد داشت.

Li-Fi یا Wi-Fi کدام بهتر است؟

از زمان انتشار استاندارد لای‌فای توسط IEEE، این فناوری مورد توجه بسیاری از کاربران قرار گرفته و برخی آن را جایگزین مناسبی برای وای‌فای می‌دانند. اما فناوری لای‌فای هنوز نمی‌تواند نقش وای‌فای را در شبکه‌های بی‌سیم بگیرد.

با اینکه فناوری لای‌فای در برخی جنبه‌ها نسبت به وای‌فای مزیت دارد، اما کاربردهای آن بیشتر در حوزه‌های تخصصی و صنعتی است. پس تا زمانی که این فناوری تحولاتی را پشت سر نگذاشته و قابل استفاده برای عموم نشده باشد، نمی‌توان آن را گزینه‌ای برای جانشینی وای‌فای دانست.

چون نور نمی‌تواند از موانع فیزیکی عبور کند، استفاده از لای فای در شبکه‌های خانگی عملاً غیرممکن است، مگر اینکه هر اتاق دارای یک فرستنده مجزا باشد. پس برای کاربردهای عام المنفعه از این فناوری باید به دنبال حوزه‌های دیگر باشیم.

IEEE با منتشر کردن استاندارد لای فای به توسعه‌دهندگان این حوزه کمک کرده است تا با اطمینان بالاتر به پروژه‌های خود ادامه دهند و سرمایه‌گذاران هم جذب کنند. شرکت‌های PureLifi ،Signify ،Wipro ،Lucibe و Oledcomm از جمله شرکت‌های فعال در این زمینه هستند.

منبع خبر از: دیجیاتو