تکنولوژی لای فای (Lifi)

در ساده ترین تعریف ممکن، لای فای دسترسی به اینترنت و انتقال اطلاعات به وسیله نور مرئی را برای ما فراهم می کند.

لای-فای (انگلیسی: Li-Fi‎) شکل کوتاه‌ شده واژه انگلیسی Light Fidelity (هماندهی با نور) است که ایدهٔ آن را اواسط سال 1389 هجری شمسی (2010 میلادی) برای اولین بار مطرح کردم. بزرگ ترین طرفدار این تکنولوژی پروفسور هارالد هاس (Harold Haas) از دانشگاه ادینبرگ است که شرکت pureLiFi را تاسیس کرده و تلاش دارد تکنولوژی مذکور را به جهان واقعی بیاورد. لای فای یک فناوری ارتباطی بی‌سیم دوسویه پرسرعت، مانند وای-فای است. لای‌فای زیرمجموعه‌ای از ارتباطات بی‌سیم نوری (OWC) است و می‌تواند مکملی برای ارتباطات فرکانس رادیویی (وای-فای و شبکه‌های سلولی) یا جایگزینی برای فناوری‌های همه‌فرستی باشد. در فناوری وای-فای از امواج رادیویی استفاده می‌شود، اما در لای-فای برای انتقال اطلاعات از طیف نور مرئی، فروسرخ و نزدیک به فرابنفش استفاده می‌شود. این فناوری بخشی از فناوری‌های ارتباطات نور مرئی است که توانایی حمل حجم بسیار بیشتری از اطلاعات را دارد و به عنوان راه حلی برای غلبه بر محدودیت‌های پهنای باند فرکانس رادیویی پیشنهاد شد.

اطلاعات دودویی با رشته‌ای از صفرها و یک‌ها ساخته می‌شوند. هر منبعی نوری، می‌تواند رشته‌های این چنینی را به صورت رشته‌ای از خاموش‌ها و روشن‌ها منتقل نماید برای استفاده از لای-فای به تجهیزات نوری گران‌قیمت نیازی نیست و لامپ‌های ال ای دی می‌توانند برای جابجایی اطلاعات استفاده شوند. بالاترین سرعتی که فناوری لای-فای ثبت کرده‌است میزان ۱۰ گیگابیت بر ثانیه است. تکنولوژی لای-فای که به صورت تجاری در چین وجود دارد سرعت ۱۵۰ مگابیت بر ثانیه را ارائه داده‌است که ۱۰ برابر سریع تر از میانگین سرعت اتصال‌های وایرلس در کشوری مثل بریتانیا است. از فناوری لای-فای می‌توان برای اتصال رایانه‌ها و روترها بهره برد اما اتصال گوشی‌های هوشمند و تبلت‌ها به لای-فای ساده نمی‌باشد.

جزئیات فناوری
این فناوری OWC از دیودهای نوری(LED) به عنوان رسانه‌ای برای انتقال اطلاعات بهره می‌برد تا یک شبکه ارتباطی پرسرعت را به شکلی شبیه به وای-فای عرضه کند. برآورد می‌شود که بازار لای-فای از سال ۲۰۱۳ تا ۲۰۱۸ نرخ رشد سالانه مرکبی برابر با ۸۲٪ داشته باشد و تا سال ۲۰۱۸ به ارزشی برابر با ۶ میلیارد دلار در سال برسد. فناوری‌های نور مرئی از روشن و خاموش کردن یک لامپ در بازه‌های زمانی بسیار کوتاه در مقیاس نانوثانیه استفاده می‌کنند که بسیار سریعتر از آن است که چشم انسان بتواند متوجه آن شود. اگرچه لامپ‌های لای-فای را باید برای ایجاد ارتباط روشن نمود، اما این امکان وجود دارد که به اندازه‌ای نور آنها کم شود که توسط چشم انسان قابل رویت نباشد اما همچنان کار کنند. امواج نور مرئی نمی‌توانند از دیوار عبور کنند و به همین دلیل برد ارتباطی این فناوری بسیار کوچکتر از وای-فای است که البته به همین دلیل، نسبت به وای-فای، امنیت بالاتری در مقابله با نفوذگران دارد. فناوری‌های لای-فای نیازی به قرارگرفتن در مسیر مستقیم خط دید ندارند و نور منعکس شده از دیوارها نیز می‌تواند به پهنای باند ۷۰ مگابیت در ثانیه برسد.

یکی از مزایای لای-فای در این است که می‌توان از آن در مکان‌های حساس به امواج الکترومغناطیسی مانند کابین هواپیما و بیمارستانها، بدون ایجاد تداخل الکترومغناطیسی، استفاده نمود. وای-فای و لای-فای هر دو برای ارتباط از امواج طیف الکترومغناطیسی استفاده می‌کنند، اما وای-فای از فرکانس‌های رادیویی و لای-فای از فرکانس‌های نور مرئی استفاده می‌کنند. در حالیکه بنا به هشدار کمیسیون ارتباطات فدرال آمریکا، به دلیل پر شدن ظرفیت وای-فای، بحران طیف وای-فای در راه است، لای-فای تقریباً هیچ محدودیتی در ظرفیتش ندارد. ظرفیت نور مرئی در حدود ۱۰۰۰۰ مرتبه از ظرفیت کل طیف امواج رادیوی بیشتر است. پژوهشگران به نرخ‌های انتقال دادهای در حدود ۱۰ گیگابیت در ثانیه دست یافته‌اند که بسیار سریعتر از یک ارتباط پهن‌باند معمول در سال ۲۰۱۳ به‌ شمار می‌رود. انتظار می‌رود که لای-فای ده برابر ارزانتر از وای-فای باشد. مشکلات لای-فای، برد کوتاه آن و همچنین قابلیت اطمینان پایین و هزینه نصب بالای آن است.

شرکت PureLifi در سال ۲۰۱۴ نخستین محصولات تجاری لای-فای با نام Li-1st را در همایش جهانی گوشی همراه در بارسلون به نمایش گذارد.

تفاوت با وای فای

وای فای(WiFi) مخفف Wireless Fidelity و لای فای (Li_Fi) مخفف Light Fidelity است. کارکرد Li_Fi و وای فای بدین گونه است که Li_Fi داده ها را به وسیله نور و با کمک لامپ های ال ای دی (LED) منتقل می کند. لای فای (Li_Fi) یک سیستم ارتباطی قابل مشاهده نور (VLC) است که ارتباطات بیسیم را در سرعت بسیار بالایی حمل می کند. Li_Fi از لامپ های معمولی LED استفاده می کند تا امکان انتقال داده ها را فراهم کند و سرعت آن تا 224 گیگابایت در ثانیه می باشد.

وای فای و لای فای از نظر الکترومغناطیسی به یکدیگر شباهت دارند اما وای فای از امواج رادیویی استفاده می کند در حالی که Li_Fi با نور مرئی اجرا می شود.

بررسی دقیق تر تفاوت های لای فای و وای فای

سیگنال های Li_Fi نمی توانند از طریق دیوار عبور کنند بنابراین برای استفاده از این فناوری به طور کامل باید لامپ های LED که قادر به این کار هستند در همه جای خانه نصب شوند. لازم به ذکر است برای متصل بودن و استفاده، لامپ ها باید پیوسته و حتی در طول روز روشن باشند.

ادعایم در این پروژه این است که محدوده اتصال را با استفاده از قدرت کمتری دوبرابر می کند. به همین دلیل برای دستگاه هایی که از باتری استفاده می کنند مانند ساعت های هوشمند، گوشی های هوشمند و در آینده دستگاه های اینترنت اشیا مانند حسگرها و برنامه های هوشمند مناسب است.

Li_Fi به غیر از سرعت بسیار خوبی که دارد، با انتقال داده در سطوح بالاتر و حتی با دستگاه های بیشتر برای اتصال می تواند تاثیر بزرگی در اینترنت اشیا داشته باشد.

با توجه به محدوده کم Li_Fi نسبت به وای فای این تکنولوژی جدید از وای فای امن تر است چرا که از دیوار ها عبور نمی کند و دیگر نگرانی زیادی بابت استفاده مخفیانه از اینترنت خود نخواهید داشت.

از مزیت های Li_Fi کار کردن در محیط های با چگالی بالاست. Li_Fi می تواند از آب شور دریا نیز عبور کند. در حالی که وای فای در محیط های با چگالی کمتر کار می کند.

Li_Fi حدود 10 متر را پوشش می دهد اما وای فای تا حدود 32 متر را (بستگی به قدرت و آنتن دارد) می تواند پوشش دهد.

سرمایه گذاران مطرح در Li_Fi

در ماه نوامبر سال 2014، پیشگامان این تکنولوژی شرکت pureLiFi با یک شرکت روشنایی فرانسوی برای تولید محصولات Li_Fi متحد شدند.

pureLiFi هم اکنون دو محصول در بازار دارد. گزارش هایم حاکی از آن است که ممکن است اپل آیفون های آینده خود را با قابلیت Li_Fi بسازد.

Li_Fi می تواند در خطوط هوایی، بیمارستان ها، شرکت ها و غیره برای انتقال اطلاعات و جستجو در اینترنت استفاده شود.

تصویری از نحوه عملکرد Li_Fi را مشاهده می کنید.

وای فای نیز به شکل زیر کار می کند.

نتیجه بررسی تفاوت های وای فای با لای فای:

Li_Fi جایگزین وای فای نیست. اما می توان از این دو ابزار به صورت همزمان ترکیبی فوق العاده ای به وجود آورد. Li_Fi در مقایسه با وای فای می تواند اطلاعات را بسیار سریع تر و امن تر با مصرف پایین تر منتقل کند.

LiFi در اکوسیستم اتصال بهترین کارکرد را دارد

تصور غلط رایج درباره LiFi این است که این تکنولوژی قصد دارد جایگزین فناوری‌های بی‌سیم RF مانند WiFi شود. در حقیقت، LiFi مکمل WiFi است. این فناوری به‌منظور ایجاد مزایای قابل‌توجه اتصال و همکاری با سایر فناوری‌های بی‌سیم طراحی شده است تا آنها را هم از جهت دسترسی و هم در دستگاه‌های هوشمند تکمیل کند. به‌این‌ترتیب ، اکوسیستم اتصال که شامل LiFi ، ۵G و WiFi است می‌تواند بیشترین پهنای باند را فراهم کرده و از کیفیت خدمات بیشتری به مشتریان ارائه کند.

برای بیان دقیق این امر ، گوشی‌های هوشمند و لپ‌تاپ‌های آینده از این روش‌های اتصال چندگانه برخوردار خواهند بود و به کاربران این امکان را می‌دهند تا در بین شبکه‌های LiFi ، WiFi و ۵G جابجا شوند تا از بهترین سیگنال موجود در آن زمان استفاده کنند. این دستگاه‌ها حتی می‌توانند سیگنال‌های LiFi و WiFi را برای بیشترین سرعت و پهنای باند ممکن، ترکیب کنند.

یکی دیگر از مزایای لای-فای این است که می‌توان از آن در مکان‌های حساس به امواج الکترومغناطیسی مانند کابین هواپیما و بیمارستان‌ها، بدون ایجاد تداخل الکترومغناطیسی، استفاده نمود.

ایجاد سطوح امنیتی پیشرفته

در این اکوسیستم اتصال، LiFi قادر به جبران محدودیت‌های امنیتی است که فناوری‌های RF به‌طور مکرر از آن رنج می‌برند. این موارد شامل آسیب‌پذیری در برابر «شنود الکترونیکی» و همچنین انتشار و یا حساسیت به پارازیت می‌باشد. ازآنجاکه LiFi نمی‌تواند از دیوارها عبور کند ، سیگنال‌های LiFi برای ساکنان اطراف، مشاغل یا عموم مردم در حال گذر، در دسترس نیست، اما از طرفی برای خانه و شرکت‌ها ازلحاظ امنیت بسیار بالا می‌تواند بسیار کاربردی باشد. این امر به‌ویژه برای بخش‌هایی از قبیل امور مالی، حقوقی، دارویی، اطلاعاتی و دفاعی که سیاست‌های امنیتی بی‌سیم بسیار قوی‌ای دارند و حفظ امنیت شبکه‌های Wi-Fi می‌تواند بسیار چالش‌برانگیز باشد، بسیار مهم است.

کاربران کنترل امنیت بی‌سیم خود را در دست دارند و می‌توانند به‌راحتی با کشیدن پرده و قفل درب، آن را مدیریت کنند.

علاوه بر این، کاربران LiFi همچنین می‌توانند در خانه خود میزبان یک شبکه خصوصی بی‌سیم باشند که به اینترنت متصل نیست. این شبکه بی‌سیم می‌تواند خصوصی‌ترین موارد دیجیتالی خود مانند گذرواژه‌ها، عکس‌های خانوادگی، اطلاعات مالی را نگه داشته و عملاً غیرقابل هک باشد.

یک لامپ رومیزی یا یک لامپ آویز از اتاق نشیمن را تصور کنید که مهم‌ترین اطلاعات دیجیتالی شما را که فقط با نور قابل‌ دسترسی است، نگه داشته و فقط شما می‌دانید که آنجا قرار دارد (یک “صندوق امانت دیجیتال” در خانه شما برای عصر دیجیتال).

از طرف دیگر، سازمان‌ها می‌توانند از ویژگی‌های امنیتی پیشرفته‌تر LiFi مانند ردیابی دارایی‌ها، تجزیه‌وتحلیل رفتاری و رمزگذاری سخت‌افزاری دستگاه‌ها استفاده کنند. علاوه بر این، با توجه به اینکه هر چراغ فعال LiFi دارای یک آدرس IP منحصربه‌فرد است، مشاغل قادر خواهند بود به‌سادگی جغرافیای پیشرفته مجازی را در یک شبکه LiFi مستقر کنند.

این سطح از امنیت امکان‌پذیر است؛ چراکه هر نور در یک شبکه LiFi دارای شناسه منحصربه‌فرد خود است، که به مدیران شبکه امکان می‌دهد کاربران را به‌طور دقیق ردیابی کرده و رفتار آنها را تحلیل کنند.

از لای فای در کجا می‌توان استفاده کرد؟

فناوری لای فای با قابلیت اتصال سرعت بالا، ایمنی و تأخیر کم نه‌تنها باعث افزایش سطح بهره‌وری می‌شود بلکه از برنامه‌های ابتکاری با پهنای باند بالا مانند سیستم‌های خودکار و خودران، هوش مصنوعی، رایانش لبه‌ای و مجازی، واقعیت افزوده و ترکیبی نیز پشتیبانی می‌کند.

در این فناوری تعداد کاربران می‌تواند بی‌پایان باشد. محیط شبکه خانگی هوشمند و همچنین فعالیت‌هایی مانند رسانه‌ها و بازی‌های آنلاین با سرعت اتصال و کیفیت بالا، به همه کاربران این امکان را می‌دهد تا از پهنای باند کامل استفاده کنند.

این فناوری همچنین برای صنایعی مانند نظامی و دفاعی، اتصال پر سرعتِ ایمن، قابل‌اطمینان‌تر و پهنای باندی فراتر از قابلیت‌های ارتباطات بی‌سیم معمولی، را فراهم می‌کند.

به‌طورکلی می‌توان گفت: فناوری LiFi آینده انتقال داده‌های بی‌سیم است و به دلیل ویژگی‌های پویا، محبوبیت زیادی در بین کاربران اینترنت بی‌سیم به دست می‌آورد.