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

در روزهای اخیر نام فناوری نسبتاً جدیدی موسوم به لای فای (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.

استفاده از اینترنت در سال‌های اخیر دائماً بیشتر و بیشتر شده است. حجم ارتباطات داده در جهان هر دو سال یک بار، دوبرابر شده است؛ چون تعداد دستگاه‌هایی که از این شبکه جهانی استفاده می‌کنند، افزایش چشمگیری داشته است. ولی طیف امواج رادیویی از فضای کافی برای میزبانی از این نرخ رشد سرسام‌آور برخوردار نیست. درنتیجه پایداری شبکه کاهش یافته، پوشش ارتباطات بی‌سیم پایین آمده و سرعت شبکه هم کندتر شده است.

علاوه‌براین، نگرانی‌هایی درباره امنیت ارتباطات رادیویی وجود دارد. نفوذ به شبکه‌های رادیویی و شنود این امواج کار نسبتاً راحتی است. این مسئله به‌خصوص درباره شبکه‌های غیرایمن یا آزاد بسیار جدی می‌شود و خطر شنود را افزایش می‌دهد. همین مشکلات و کمبودها باعث شده است که دانشمندان به سراغ یک فناوری جدیدتر به نام لای فای بروند.

لای فای (Li-Fi) چیست؟

لای‌فای (LiFi) نام خود را از سرواژه Light Fidelity یا «صحت نور» گرفته است. این فناوری مخصوص ارتباطات بی‌سیم بوده و از نور برای انتقال داده‌ها استفاده می‌کند. در این سیستم می‌توان داده‌ها را با سرعتی بالا از طریق نور مرئی، طیف‌های فرابنفش و فروسرخ انتقال داد.

فناوری لای فای از برخی جهات شبیه به فناوری وای‌فای است، ولی تفاوت عمده آن به همین شیوه انتقال اطلاعات برمی‌گردد. یعنی در جایی که وای‌فای برای انتقال داده از فرکانس‌های رادیویی استفاده می‌کند، لای‌فای این کار را با نور انجام می‌دهد و به همین خاطر 100 برابر سریع‌تر محسوب می‌شود، بهینه‌تر است و ایمنی بالاتری دارد.

به‌علاوه، چون در این فناوری از نور استفاده می‌شود، دیگر خبری از آلودگی الکترومغناطیسی نیست و می‌تواند گزینه بهتری برای استفاده در بیمارستان‌ها و فرودگاه‌ها باشد؛ چون امواج رادیویی قادرند در عملکرد برخی از دستگاه‌های موجود در بیمارستان‌ها و فرودگاه‌ها اختلال ایجاد کنند.

لای‌فای چگونه کار می‌کند؟

با توجه به اینکه در فناوری لای فای از نور برای انتقال داده بهره گرفته می‌شود، اصلی‌ترین راه برای پیاده‌سازی این فناوری استفاده از چراغ‌های LED است. این چراغ‌ها برای انتقال داده با سرعتی که برای چشم انسان قابل تشخیص نیست، چشمک می‌زنند. این چشمک‌ها توسط دستگاه گیرنده سیگنال مشاهده می‌شوند. دستگاه گیرنده می‌تواند قطعه‌ای باشد که به‌صورت یکپارچه در درون یک محصول کار گذاشته شده است و یا می‌تواند یک قطعه خارجی مثل یک دانگل باشد.

اگر قرار باشد از همین چراغ‌های LED برای ایجاد یک ارتباط اینترنتی استفاده شود، به یک رمزگذار یا درایور هم نیاز است که بتواند سیگنال‌های موردنیاز آن را مثلاً از یک روتر دریافت کند و بعد آن‌ها را با نور به سایر دستگاه‌ها بفرستد. با توجه به اینکه شبکه‌های لای‌فای دوطرفه هستند (یعنی لینک ارسالی و دریافتی می‌تواند به‌صورت هم‌زمان بین فرستنده و گیرنده تشکیل شود)، این فناوری می‌تواند برای ارتباطات اینترنتی مفید باشد.

پس به‌طور خلاصه، در شبکه لای‌وای به دو قطعه اصلی نیاز است: LED به‌عنوان منبع فرستنده نور و دستگاهی به‌عنوان گیرنده نور. سیگنال‌های اطلاعات از طریق پالس‌های نور ارسال می‌شوند و بعد دستگاه گیرنده آن‌ها را دریافت و رمزگشایی می‌کند.

مزایای فناوری لای فای

در ادامه به فهرست کامل‌تر مزایای لای فای اشاره می‌کنیم:

• سرعت لای‌فای 100 برابر بیشتر از وای‌فای است و در برخی آزمایش‌ها به 224 گیگابایت بر ثانیه هم رسیده است.
• این سیستم تداخل فرکانس رادیویی ایجاد نمی‌کند. بنابراین حتی در داخل هواپیما هم می‌توان به اینترنت دسترسی پیدا کرد.
• لای‌فای می‌تواند از تمام طیف نور مرئی استفاده کند که 10 هزار برابر بزرگ‌تر از طیف امواج رادیویی وای‌فای است.
• دامنه پوشش فقط محدود به محیطی است که نور درحال انتشار از آن است؛ بنابراین می‌توان امنیت شبکه را کنترل کرد.
• این فناوری بهینه‌تر است چون می‌تواند با کم‌نورترین ال‌ای‌دی‌ها کار کند و انرژی بسیار اندکی مصرف نماید.

معایب فناوری لای فای

متأسفانه هیچ فناوری بی‌نقصی در دنیا وجود ندارد و Li-Fi هم با مشکلات خاص خود همراه است. این مشکلات عبارتند از:

• دامنه پوششی 10 متری این فناوری همان‌طور که می‌تواند به ارتقای امنیتش کمک می‌کند، می‌تواند یک ایراد باشد و دسترسی به شبکه را کاهش دهد. فراموش نکنیم که نور نمی‌تواند از دیوار و موانع این‌چنینی عبور کند و حتی اگر دست خود را مقابل فرستنده نگه دارید، ارتباط برقرار نمی‌شود.
• در‌حال‌حاضر دستگاه‌های کمی از لای‌فای پشتیبانی می‌کنند، بنابراین به سرمایه‌گذاری بزرگی نیاز است تا این فناوری گسترش یابد.
• اگرچه نور در دستگاه‌های فرستنده لای فای دیده نمی‌شود، اما منبع نور باید همیشه روشن بماند و امکان خاموش‌کردن آن وجود ندارد.

Li-Fi یا Wi-Fi کدام بهتر است؟

از زمانی که استاندارد لای‌فای توسط مؤسسه مهندسان برق و الکترونیک (IEEE) منتشر شده است، توجهات زیادی به‌سمت این فناوری رفته و کاربران زیادی آن را به‌عنوان جایگزینی برای وای‌فای در نظر گرفته‌اند. ولی لای‌فای حداقل به این زودی‌ها نمی‌تواند جایگزین وای‌فای شود.

هرچند برخی از ویژگی‌های لای‌فای به‌وضوح نسبت به وای‌فای برتری دارند، اما کاربردهای فعلی آن متمرکز بر امور حرفه‌ای و تجاری است. بنابراین تا زمانی که تغییراتی در این فناوری ایجاد نشود و امکان استفاده عمومی از آن توسط کاربران عادی وجود نداشته باشد، نباید آن را به‌عنوان جایگزینی برای وای‌فای در نظر گرفت.

از آنجایی که نور نمی‌تواند از دیوار عبور کند، استفاده از لای فای برای شبکه‌های خانگی ناممکن به‌نظر می‌رسد، مگر اینکه در هر اتاق یک دستگاه فرستنده جداگانه وجود داشته باشد. درنتیجه برای استفاده‌های عمومی از این فناوری باید به‌دنبال کاربردهای دیگری باشیم.

انتشار استاندارد لای فای توسط IEEE به توسعه‌دهندگان کمک می‌کند تا با اطمینان بیشتری به کار روی این فناوری ادامه دهند و سرمایه‌گذاری‌های جدی‌تری روی آن داشته باشند. ازجمله شرکت‌هایی که فعلاً روی این فناوری کار می‌کنند، می‌توانیم به PureLifi ،Signify ،Wipro ،Lucibe و Oledcomm اشاره کنیم.