فناوری لای فای (LI-FI) چیست و چگونه کار می کند

لای فای چیست ؟

با رونق ارتباط های هوشمند، اینترنت ، اتوماسیون های صنعتی، سیستم های خانه هوشمند و… درخواست برای اینترنت پر سرعت نیز به طور چشمگیری در حال پیشرفت است. تکنولوژی آنقدر به روز شده است که ما برای همه چیز از اتومبیل گرفته تا یخچال و فریزر، به اتصال اینترنت نیاز داریم ولی سوال اینجاست که آیا بستر وسیعی برای کلیه دستگاه ها وجود دارد ؟ یا تمام اطلاعات در امنیت خواهند بود؟ آیا امکانات موجود برای همه این دیتا ها به قدر کافی سریع خواهد بود؟

تمام این پرسش ها توسط این رسانه که Li-Fi نام دارد پاسخ داده خواهد شد. لای فای نوعی از تکنولوژی می باشد که بدون اینکه به سیم نیازی باشد جهت انتقال داده از آن بهره برداری میشود این نوع رسانه از طریق انتقال نور فعالیت میکند . در این سیستم می ‌توان داده‌ها را با سرعتی بالا از طریق نور مرئی، طیف‌های فرابنفش و فروسرخ انتقال داد. اصطلاح Li-Fi مخفف Light Fidelity است. این ذهنیت وجود دارد که این فناوری نسل آینده اینترنت باشد.

انتقال داده در هر دو فناوری Li-Fi و وای فای مشابه بوده و به صورت بی سیم انجام می شود. با وجود این، وای فای از امواج رادیویی استفاده می کند در حالی که Li-Fi مبتنی بر نور مرئی است و لذا با توجه به این مسئله، در این فناوری به منظور دریافت سیگنال های نوری از یک آشکارساز نوری استفاده می شود و همچنین به منظور تبدیل داده ها به محتوای قابل پخش، عنصر پردازش سیگنال نیز وجود دارد.

یک لامپ LED یک منبع نوری نیمه رسانا به حساب می آید به این معنی که جریان ثابت الکتریسته که لامپ LED را تغذیه می کند این قابلیت را دارد تا با سرعت بسیار زیاد و بدون این که چشم انسان قادر به تشخیص آن باشد خاموش و روشن شود یا میزان نور را کم و زیاد کند.

به عنوان مثال داده ها وارد لامپ LED (که مجهز به فناوری پردازش سیگنال است) می شوند و سپس داده های تعبیه شده در پرتو نوری لامپ با سرعت زیاد به سمت آشکارساز نوری (دیود حساس به نور) ارسال می شوند.

تغییرات کوچک در کاهش سریع نور لامپ های LED توسط دریافت کننده، به سیگنال الکتریکی تبدیل می شوند. سپس این سیگنال مجدد به جریان داده های دودویی تبدیل می شوند که ما آن ها را به صورت برنامه ‎های کاربردی وب، صوت و تصویر که بر روی دستگاه های با قابلیت اتصال به اینترنت اجرا می شوند می شناسیم.

همان طور که اشاره کردیم، Li-Fi می تواند از زیرساخت های موجود استفاده کند و نیازی به راه اندازی زیرساختی جدید ندارد. در حال حاضر ۱۴ میلیارد لامپ ال ای دی در سراسر جهان وجود دارند و کار می کنند، در حالی که تعداد برج های مخابراتی رادیویی تنها به ۱٫۴ میلیون واحد می رسد.

پس از تحقیقاتی که شرکت Velmenni از کشور استونی در تکنولوژی لای فای انجام داد مشخص شد سرعت انتقال در سیستم لای فای یک گیگابایت بر ثانیه است . بزرگ ترین طرفدار این تکنولوژی پروفسور Harold Haas از دانشگاه ادینبرگ است که شرکت pureLiFi را کرده و تلاش دارد این تکنولوژی را به جهان واقعی بیاورد.

لای فای چگونه کار می کند؟

با توجه به اینکه لای فای از نور مرئی جهت انتقال دیتا بهره می برد به منظور دریافت سیگنال های نوری از یک آشکارساز نوری استفاده می شود و همچنین به منظور تبدیل داده ها به محتوای قابل پخش، یک عنصر پردازش سیگنال نیز وجود دارد.

تعریف Li-Fi را می توان به این صورت ارائه داد Li-Fi یک شبکه دو طرفه با سرعت بالا و ارتباطات سیار داده با استفاده از نور است. Li-Fi تشکیل شده از چندین لامپ است که یک شبکه بی سیم را تشکیل می دهد، تجربه ای مشابه Wi-Fi را به جز استفاده از طیف نور ارائه می دهد.

وقتی حرف از ارسال و دریافت سیگنال به صورت دو طرفه در میان باشد، به یک فرستنده و گیرنده نیاز پیدا خواهیم کرد. فرستنده یک منبع نوری و گیرنده یک نوع آشکار ساز نور یا گیرنده نوری است. با استفاده از تکنولوژی و فناوری اینترنت لای فای می‌توان استفاده کرد

پس هر کجا که یک لامپ داشته باشید به اینترنت متصل خواهید شد اما در اینجا، اصطلاح لامپ به چراغ های رشته ای معمولی در خانه ما اشاره نمی کند، این ها چراغ های LED اصلاح شده خاصی هستند که می توانند داده ها را انتقال دهند. همانطور که می دانیم LED یک دستگاه نیمه هادی است و مانند تمام نیمه هادی ها دارای ویژگی سوئیچینگ است. از این ویژگی سوئیچینگ برای انتقال داده استفاده می شود.

هر لامپ LED باید از راه یک درایور LED تغذیه شود، این درایور LED داده را از سرور اینترنت دریافت می کند و داده ها در درایور رمزگذاری می شوند. بر اساس این داده های رمزگذاری شده، لامپ LED با سرعتی بسیار زیاد چشمک می زند که چشم انسان متوجه آن نمی شود. اما آشکارساز تصویری در طرف دیگر قادر به خواندن همه سوسو زدن ها خواهد بود و این داده ها پس از تقویت و پردازش رمزگشایی می شوند.

از مزایای استفاده شبکه لای فای می توان به جا به جایی بالای اطلاعات ، بی ضرر بودن ، امنیت بالا ، مصرف انرژی کمتر و سرعت بالاتر نسبت به شبکه وای فای اشاره نمود .

همچنین در مقابل ، مستقیم قرار دادن دستگاه لای فای مقابل نور خورشید باعث غیر فعال شدن آن میشود و محدوده کمتری را پوشش میدهد که حدودا 10 متر می باشد و نیاز به خط دید مستقیم نیز دارد که از معایب این رسانه جدید محسوب می شود.

محققان دانشگاه آکسفورد محدودیت های Li-Fi را برای کار با سرعت چشمگیر 224Gbps آزمایش و تحت فشار قرار داده اند. برای اینکه ایده ای از سرعت این دستگاه به شما بدهم پس بدانید که این سرعت برای بارگیری 10 فیلم با وضوح بالا در یک ثانیه کافی است.