معرفی یک فناوری جدید: Li-Fi (Light Fidelity)

Li-Fi یا Light Fidelity یک فناوری ارتباطی بی سیم است که از امواج نور برای انتقال داده ها به جای امواج رادیویی سنتی مورد استفاده در Wi-Fi استفاده می کند. ایده استفاده از نور به عنوان وسیله ای برای ارتباطات بی سیم به اواخر قرن ۱۹ و اوایل قرن ۲۰ برمی گردد، زمانی که دانشمندانی مانند الکساندر گراهام بل و گوگلیلمو مارکونی استفاده از نور را برای انتقال سیگنال های بی سیم آزمایش کردند.

با این حال، مفهوم مدرن Li-Fi به عنوان یک فناوری ارتباط بی سیم قابل دوام در اوایل دهه ۲۰۰۰ ظهور کرد. اصطلاح “Li-Fi” در سال ۲۰۱۱ توسط هارالد هاس، استاد ارتباطات سیار در دانشگاه ادینبورگ، که به عنوان مخترع Li-Fi شناخته می شود، ابداع شد.

در سال ۲۰۱۰، هاس یک سخنرانی در TED ارائه کرد که در آن مفهوم Li-Fi را با استفاده از یک لامپ LED برای انتقال داده ها نشان داد. این گفتگو در فضای مجازی پخش شد و علاقه گسترده ای به این فناوری ایجاد کرد.

از آن زمان، محققان در سراسر جهان برای توسعه و بهبود فناوری Li-Fi کار می کنند. در سال ۲۰۱۳، یک شرکت فرانسوی به نام Oledcomm اولین گوشی هوشمند مجهز به Li-Fi را به نمایش گذاشت. در سال ۲۰۱۵، محققان دانشگاه فناوری آیندهوون هلند رکورد جدیدی را برای سرعت انتقال داده های بی سیم با استفاده از Li-Fi با دستیابی به سرعت ۱۰۰ گیگابیت در ثانیه به ثبت رساندند.

امروزه، Li-Fi هنوز یک فناوری نسبتاً جدید است و هنوز به طور گسترده مورد استفاده قرار نگرفته است، اما این پتانسیل را دارد که مزایای بسیاری را نسبت به فناوری‌های ارتباط بی‌سیم سنتی ارائه دهد. همچنین در زمینه های مختلف قابل استفاده است.

مزایای فناوری Light Fidelity

فناوری Li-Fi نسبت به سایر فناوری های ارتباطی بی سیم دارای چندین مزیت است، از جمله:

۱- انتقال داده با سرعت بالا

یکی از مزایای اصلی فناوری Li-Fi توانایی آن در انتقال داده با سرعت بالا است. Li-Fi می تواند داده ها را با سرعت بسیار بالا، تا چندین گیگابیت در ثانیه (Gbps) انتقال دهد. که بسیار سریعتر از فناوری Wi-Fi است.

انتقال اطلاعات با سرعت بالا در فناوری Li-Fi با استفاده از امواج نور برای انتقال داده ها امکان پذیر میشود. امواج نور می توانند اطلاعات بیشتری را نسبت به امواج رادیویی که در وای فای استفاده می شوند، حمل کنند. این بدان معناست که Li-Fi می تواند داده ها را با سرعتی چند برابر سریعتر از Wi-Fi انتقال دهد.

یکی دیگر از عواملی که به انتقال داده با سرعت بالا کمک می کند، این واقعیت است که در طیف نور مرئی عمل می کند که فرکانس بسیار بالاتری نسبت به طیف رادیویی مورد استفاده توسط Wi-Fi دارد. این فرکانس بالاتر اجازه می دهد تا داده های بیشتری در یک زمان معین منتقل شوند.

انتقال داده پرسرعت فناوری Li-Fi کاربردهای بالقوه زیادی دارد، از جمله دسترسی به اینترنت پرسرعت، پخش ویدئو و انتقال داده در محیط هایی که Wi-Fi امکان پذیر یا مطلوب نیست. به عنوان مثال، Li-Fi می تواند در محیط هایی که امواج رادیویی مجاز نیستند، مانند بیمارستان ها یا هواپیماها استفاده شود.

به طور کلی، انتقال داده با سرعت بالا در فناوری Li-Fi، آن را به یک فناوری امیدوارکننده برای طیف گسترده ای از کاربردها تبدیل می کند، به ویژه آنهایی که به انتقال داده با سرعت بالا نیاز دارند و امنیت و تداخل در آنها نگران کننده است.

۲- افزایش امنیت

یکی از مزایای فناوری Li-Fi افزایش امنیت آن است. از آنجایی که Li-Fi از امواج نور برای انتقال داده ها استفاده می کند، سیگنال به اتاقی که در آن مخابره می شود، محدود میگردد. به این ترتیب، رهگیری سیگنال برای هکرها دشوارتر میشود. Li-Fi نسبت به فناوری Wi-Fi که از امواج رادیویی استفاده می کند که می توانند از دیوارها و سایر اشیاء عبور کنند، ایمن تر است. به بیان دیگر، از آنجایی که امواج نور نمی توانند از اجسام جامد مانند امواج رادیویی عبور کنند، سیگنال را نمی توان در خارج از اتاقی که سیگنال Li-Fi در آن ارسال می شود، رهگیری یا مختل کرد.

عامل دیگری که به افزایش امنیت Li-Fi کمک می کند، این واقعیت است که تحت تأثیر تداخل الکترومغناطیسی قرار نمی گیرد. امواج رادیویی مورد استفاده در Wi-Fi می‌توانند با تداخل سیگنال‌های بی‌سیم دیگر، مانند بلوتوث، یا سایر منابع تشعشعات الکترومغناطیسی، مانند اجاق‌های مایکروویو یا وسایل الکتریکی، مختل شوند. حال آنکه، Li-Fi تحت تأثیر تداخل الکترومغناطیسی قرار نمی گیرد.

به طور کلی، افزایش امنیت فناوری Li-Fi، آن را به یک فناوری امیدوارکننده برای کاربردهایی که امنیت یک نگرانی است، مانند بیمارستان‌ها، تأسیسات نظامی و ساختمان‌های دولتی تبدیل می‌کند.

۳- در دسترس بودن طیف

یکی دیگر از مزایای فناوری Li-Fi این است که محدودیت های طیفی مشابه فناوری Wi-Fi را ندارد. Wi-Fi در طیف فرکانس رادیویی کار می کند که توسط دولت های سراسر جهان محدود و تنظیم می شود. این بدان معناست که محدودیت‌هایی برای مقدار داده‌های ارسال شده از طریق Wi-Fi وجود دارد. در مقابل، Li-Fi در طیف نور مرئی عمل می کند که مانند Wi-Fi تنظیم نمی شود. این بدان معنی است که هیچ محدودیت طیفی برای Li-Fi وجود ندارد. بنابراین، به طور بالقوه می تواند سرعت های بالاتری نسبت به Wi-Fi ارائه دهد.

علاوه براین، طیف نور مرئی بسیار بزرگتر از طیف فرکانس رادیویی است. بنابراین پهنای باند بالقوه بیشتری برای استفاده از Li-Fi در دسترس است. این موضوع می تواند به دستگاه های بیشتری اجازه دهد تا به شبکه وصل شوند و سرعت انتقال داده ها بیشتر شود.

به طور کلی، فقدان محدودیت‌های طیف مرتبط با فناوری Li-Fi، آن را به یک فناوری امیدوارکننده برای استفاده در محیط‌هایی که Wi-Fi محدود یا متراکم است، مانند مناطق پرجمعیت یا ساختمان‌هایی با دستگاه‌های بی‌سیم بسیار تبدیل می‌کند.

۴- بدون تداخل الکترومغناطیسی

مزیت دیگر فناوری Li-Fi عدم تداخل با امواج الکترومغناطیسی است. از آنجایی که Li-Fi از امواج نور برای انتقال داده ها استفاده می کند، با سیگنال های بی سیم دیگر، مانند Wi-Fi یا بلوتوث تداخلی ندارد. این یک فناوری مناسب برای استفاده در محیط هایی است که تداخل یک نگرانی است.

تداخل می تواند در محیط هایی شامل دستگاه های بی سیم، مانند فضاهای عمومی شلوغ مانند فرودگاه ها یا مراکز خرید، مشکل ساز باشد. هنگامی که چندین سیگنال بی سیم وجود دارد، آنها می توانند با یکدیگر تداخل داشته باشند که منجر به کاهش سرعت، قطع شدن اتصالات یا مشکلات دیگر میشود. از آنجایی که Li-Fi در طیف نور مرئی عمل می کند، با این سیگنال ها تداخلی ایجاد نمی کند.

علاوه بر این، Li-Fi تحت تأثیر تداخل الکترومغناطیسی قرارنمیگیرد. تداخل الکترومغناطیسی می تواند توسط سایر وسایل الکترونیکی مانند اجاق های مایکروویو یا وسایل الکتریکی یا سایر منابع تابش الکترومغناطیسی مانند رعد و برق یا شراره های خورشیدی ایجاد شود. از آنجایی که Li-Fi از امواج رادیویی استفاده نمی کند، تحت تأثیر این منابع تداخل قرارنمیگیرد.

به طور کلی، تداخل کمتر فناوری Li-Fi، آن را به یک فناوری امیدوارکننده برای استفاده در محیط‌هایی که تداخل یک نگرانی است، مانند بیمارستان‌ها، تأسیسات تولیدی یا سایر تنظیماتی که تجهیزات حساس وجود دارد، تبدیل می‌کند.

۵- بهره وری انرژی

یکی دیگر از مزایای فناوری Li-Fi راندمان انرژی آن است. از آنجایی که Li-Fi از امواج نور برای انتقال داده ها استفاده می کند، می تواند از زیرساخت های روشنایی موجود برای انتقال داده ها استفاده کند. به این ترتیب، نیاز به تجهیزات اضافی و مصرف انرژی را کاهش می یابد.

در شبکه‌های وای‌فای، سیگنال‌های رادیویی توسط تجهیزات تخصصی مانند روتر و آنتن ارسال و دریافت می‌شوند. این موضوع نیاز به تجهیزات اضافی و مصرف انرژی دارد که می تواند هزینه شبکه های Wi-Fi و اثرات زیست محیطی را افزایش دهد.

در مقابل، فناوری Li-Fi می‌تواند داده‌ها را با استفاده از همان لامپ‌های موجود در بسیاری از ساختمان‌ها منتقل کند. این بدان معناست که نیازی به نصب تجهیزات اضافی نیست و هزینه کلی شبکه و مصرف انرژی را کاهش می دهد. علاوه براین، از آنجایی که لامپ ها از قبل برای روشنایی استفاده می شوند، انرژی مصرف شده توسط سیستم Li-Fi اضافی نیست، بلکه با سیستم روشنایی مشترک است.

به طور کلی، بهره‌وری انرژی فناوری Li-Fi آن را به یک فناوری مناسب برای کاربردهایی تبدیل می‌کند که در آنها صرفه‌جویی و پایداری انرژی مهم است. این کاربردها عبارتند از شهرهای هوشمند، ساختمان‌های سبز، و سایر مکان‌هایی که مصرف انرژی در آنها یک نگرانی است.

۶- بدون نگرانی برای سلامتی

یکی دیگر از مزایای فناوری Li-Fi این است که تشعشعات الکترومغناطیسی مضر را ساطع نمی‌کند. این ویژگی، Li-Fi را به یک فناوری ایمن‌ برای استفاده در محیط‌هایی که افراد در آن حضور دارند، تبدیل می‌کند.

فن‌آوری Wi-Fi از امواج رادیویی برای انتقال داده‌ها استفاده می‌کند که می‌تواند تشعشعات الکترومغناطیسی را منتشر کند. البته میزان این تشعشعات پایین هستند و عموماً ایمن در نظر گرفته می‌شوند. با این حال، اثرات قرار گرفتن در معرض تابش الکترومغناطیسی در درازمدت مورد بحث است.

در مقابل، فناوری Li-Fi از نور مرئی برای انتقال داده ها استفاده می کند که مشخص نیست به سلامت انسان آسیب برساند. نور مرئی شکلی از تابش الکترومغناطیسی است، اما با فرکانس بسیار کمتر از امواج رادیویی و به طور مشابه در بدن انسان نفوذ نمی کند. این بدان معنی است که فناوری Li-Fi به طور کلی جایگزین ایمن تری از Wi-Fi برای سلامتس انسان در نظر گرفته می شود.

به طور کلی، عدم وجود نگرانی‌های بهداشتی در فناوری Li-Fi، آن را به یک فناوری مناسب برای استفاده در محیط‌هایی مانند بیمارستان‌ها، مدارس و خانه‌ها تبدیل می‌کند.

معایب فناوری Light Fidelity

معایب احتمالی فناوری Li-Fi از قرار زیر هستند.

۱- گستره محدود

فناوری Li-Fi در مقایسه با Wi-Fi برد محدودی دارد، زیرا امواج نوری که توسط Li-Fi استفاده می شود به دیوارها یا سایر موانع نفوذ نمی کند. این بدان معنی است که Li-Fi فقط در مناطقی با خط دید مستقیم بین فرستنده و گیرنده قابل استفاده است.

۲- الزامات خط دید

گیرنده باید یک خط دید مستقیم با فرستنده داشته باشد تا Li-Fi به طور موثر کار کند. در صورت وجود موانع بین فرستنده و گیرنده، مانند مبلمان یا افراد، سیگنال می تواند مسدود یا ضعیف گردد.

۳- الزامات روشنایی

از آنجایی که Li-Fi از چراغ‌های LED برای انتقال داده‌ها استفاده می‌کند، چراغ‌ها باید روشن باشند و به درستی قرار گیرند تا این فناوری به طور موثر کار کند. این بدان معنی است که ممکن است Li-Fi برای همه محیط های روشنایی مناسب نباشد. علاوه براین، ممکن است برای پشتیبانی از Li-Fi نیاز به نصب زیرساخت های روشنایی اضافی باشد.

۴- تداخل از دیگر منابع نور

فناوری Li-Fi می تواند تحت تأثیر سایر منابع نور مانند نور خورشید یا سایر نورهای مصنوعی قرار گیرد. چنین شرایطی ممکن است موجب تداخل با سیگنال شده و بر عملکرد فناوری تأثیر بگذارد.

۵- هزینه

هزینه پیاده‌سازی فناوری Li-Fi می‌تواند بالاتر از سایر فناوری‌های بی‌سیم باشد. زیرا به تجهیزات تخصصی مانند لامپ‌های LED با قابلیت انتقال داده نیاز دارد. این موضوع می تواند استفاده از Li-Fi را در مقیاس بزرگ دشوار کند.

مقایسه Light Fidelity با سایر فناوری های بی سیم از نظر سرعت

فناوری Li-Fi این پتانسیل را دارد که سرعت انتقال داده بسیار سریع تری نسبت به وای فای ارائه دهد. با سرعت تا ۲۲۴ گیگابیت در ثانیه، Li-Fi می تواند داده ها را بسیار سریعتر از Wi-Fi که معمولا حداکثر سرعتی در حدود ۱ گیگابیت در ثانیه دارد، انتقال دهد.

در مقایسه با سایر فناوری‌های بی‌سیم مانند بلوتوث و Zigbee، Li-Fi نیز این پتانسیل را دارد که سرعت انتقال داده‌های سریع‌تری را ارائه دهد. برای مثال بلوتوث ۵٫۰ دارای حداکثر سرعت انتقال داده ۲ مگابیت در ثانیه است، در حالی که Zigbee حداکثر سرعت انتقال داده ۲۵۰ کیلوبیت در ثانیه را دارد.

با این حال، شایان ذکر است که سرعت واقعی انتقال داده Li-Fi در دنیای واقعی به عواملی مانند فاصله بین فرستنده و گیرنده، وجود موانع، و کیفیت چراغ های LED مورد استفاده برای انتقال، بستگی دارد. با این حال، Li-Fi این پتانسیل را دارد که سرعت انتقال داده‌های بسیار بالاتری را نسبت به سایر فناوری‌های بی‌سیم ارائه کند. این ویژگی آن را به گزینه‌ای برجسته برای برنامه‌هایی که انتقال داده با سرعت بالا در آنها ضروری است، تبدیل می‌کند.

کلام پایانی

به طور کلی، در حالی که فناوری Li-Fi دارای مزایای متعددی نسبت به سایر فناوری‌های بی‌سیم است، چالش‌های متعددی از جمله برد محدود، تداخل سایر منابع نور، الزامات نور، الزامات دید، استانداردسازی و امنیت باید مورد توجه قرار گیرد. همانطور که این فناوری همچنان در حال توسعه است و به مرور زمان به گزینه ای مناسب برای ارتباطات بی سیم در برنامه های مختلف تبدیل می شود.