LiFi - الضوء هو وسيلة الاتصال الجديدة

انظر حول منزلك، وأخبرنا عن شيء واحد تجده شائعًا في جميع أجهزتك الإلكترونية والكهربائية تقريبًا؟ الاتصال بالإنترنت. يمين! ماذا لو قلنا تمامًا مثل شبكات الهاتف المحمول وأجهزة توجيه Wi-Fi، يمكننا أيضًا استخدام مصابيح LED هذه للتواصل! لا تصدقني؟ حسنًا، إنها تقنية مذهلة!

يمكننا القول أن هناك فئة أخرى من وسائل الاتصال تضاف إلى قائمة أنواع الاتصالات. على وجه الدقة، قسم في فئة الاتصالات اللاسلكية البصرية. يتضمن ذلك جميع أنواع الاتصالات البصرية التي لا تُستخدم فيها الكابلات الضوئية.

اقرأ أيضًا: 21 التقنيات الكبرى في العقد القادم - الجزء الأول

نقل البيانات أو الاتصال باستخدام مصابيح LED يسمى الاتصال بالضوء المرئي. عندما نتحدث عن تقنية VLC يشار إليها بمصدر الإضاءة الذي يستخدم لإرسال البيانات عن طريق إطفاء الضوء بسرعة كبيرة لا يمكن اكتشافها بالعين العادية ولكن أجهزة الكشف الضوئي يمكنها كشف ذلك.

VLC = الإضاءة + الاتصال

المصطلحات الأخرى المشابهة لـ VLC هي

الاتصال البصري في الفضاء الحر – طريقة الاتصال هذه تشبه أيضًا VLC ولكنها لا تقتصر على الضوء المرئي. لذلك، تندرج الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء أيضًا ضمن فئة FSO. بالإضافة إلى ذلك، لا توجد متطلبات إضاءة لـ FSO ولذلك يميل هذا إلى استخدامه في الحزم الضيقة من الضوء المركز لتطبيقات مثل روابط الاتصال بين المباني.

Li-Fi - وهو مصطلح يستخدم لوصف الاتصالات بالضوء المرئي عالية السرعة في سيناريوهات التطبيق حيث يتم أيضًا استخدام شبكة Wi-Fi الليلية. يشبه اتصال Li-Fi اتصال Wi-Fi مع اختلاف أن Li-Fi يستخدم الضوء المرئي للإرسال بينما يستخدم Wi-Fi موجات الراديو للإرسال.

اقرأ أيضًا: الأنظمة المبتكرة لتسخير الطاقة الشمسية

التعريف

LiFi هي صيغة مختصرة من Light Fidelity. إنه نظام اتصالات الضوء المرئي (VLC) وهو عبارة عن تقنية شبكات بصرية لاسلكية تستخدم الثنائيات الباعثة للضوء لنقل البيانات.

تم تصميم LiFi لاستخدام مصابيح LED المشابهة لتلك المصابيح الموفرة للطاقة التي نستخدمها في بيوتنا ومكاتبنا. لا تساعد مصابيح LED هذه في نقل البيانات فحسب، بل تعمل أيضًا على تعزيز السرعة بما يصل إلى 224 جيجابت في الثانية.

تخيل ضوء فلاش قد تستخدمه لإرسال إشارة شفرة مورس. عند التشغيل يدويًا، يتم إرسال البيانات باستخدام الإشارة الضوئية، ولكن لأنها تومض وتتوقف عن العمل لا يمكن اعتباره مصدرًا مفيدًا للإضاءة. الآن تخيل أن ضوء الفلاش يتم تشغيله وإيقافه بسرعة كبيرة عبر جهاز كمبيوتر، ثم لا يمكننا رؤية البيانات ويبدو أن ضوء الفلاش ينبعث منه ضوء ثابت، لذا لدينا الآن إضاءة واتصال وهذا يناسب تعريفنا لـ VLC.

<

اقرأ أيضًا: توليد الطاقة من البلورات الكهرضغطية

العمل

عمل هذا النظام هو بسيط جدا. يتم النقل فقط عن طريق تشغيل وإيقاف مصابيح LED بنمط لتحديد البيانات. هذا التبديل السريع غير محسوس للعين البشرية.

يحتوي نظام Li-FI أو VLC البسيط على مكونين مؤهلين:

جهاز واحد على الأقل مزود بثنائي ضوئي قادر على استقبال الإشارات الضوئية

مصدر ضوء مزود بوحدة معالجة الإشارات.

<

مثل مصباح كهربائي عادي، عند تطبيق تيار مستمر عليه، يتدفق تيار مستمر من الفوتونات تنبعث من المصباح الذي يُلاحظ كضوء مرئي. إذا تغير التيار ببطء، فإن شدة خرج الضوء تتضاءل لأعلى ولأسفل. مصابيح LED هي أجهزة شبه موصلة، ويمكن تعديل التيار، وبالتالي الإخراج البصري، بسرعات عالية للغاية والتي يمكن اكتشافها بواسطة جهاز كاشف ضوئي وتحويلها مرة أخرى إلى تيار كهربائي.

بشكل عام ومع تقنيات الاتصالات، يتم تحويل المعلومات إلى سلسلة بيانات ثنائية مكونة من 1 و0. يمكن ترميز هذه السلسلة في شكل إشارات تشغيل وإيقاف. سيتم تمثيل 1 كإشارة تشغيل للضوء وسيتم تمثيل 0 كإشارة إيقاف تشغيل للضوء. في نهاية جهاز الاستقبال، يتم تفسير وميض الضوء على أنه 1 و0.

اقرأ أيضًا: أفضل أدوات تكامل البيانات مفتوحة المصدر

WiFi مقابل LiFi

<

يمكننا مقارنة شبكة Li-Fi بشبكة Wi-Fi، حيث ينقل كلاهما البيانات كهرومغناطيسيًا مع اختلاف أن شبكة Wi-Fi تستخدم موجات الراديو مما يمنحها معدل بيانات أبطأ أثناء تشغيل Li-Fi على الضوء المرئي مما يوفر معدل نقل بيانات أسرع بكثير. لقد كان تداخل الإشارة من نقاط الوصول القريبة تحديًا كبيرًا في نقل Wi-Fi، في حين أن أنظمة Li-Fi لا تعاني من أي عيوب من هذا القبيل.

يتطلب الاتصال بالترددات الراديوية دوائر راديو وهوائيات وأجهزة استقبال معقدة. ، في حين أن تقنية Li-Fi أبسط بكثير وتستخدم أساليب تعديل مباشرة مشابهة لتلك المستخدمة في أجهزة الاتصال بالأشعة تحت الحمراء منخفضة التكلفة مثل وحدات التحكم عن بعد.

كون تقنية Li-Fi متوافقة مع IrD يمكن استخدام الأجهزة وليس لديها مشكلة التداخل في مجموعة متنوعة من البيئات مثل شركات الطيران واستكشاف البحار. ومن ناحية أخرى تتوافق شبكة Wi-Fi مع أجهزة 802.11 فقط وتستخدم بشكل أساسي لتصفح الإنترنت وإنشاء نقاط اتصال.

بعض المزايا الرئيسية لتقنية Li-Fi التي لا تقدمها شبكة Wi-Fi هي

يمكن أن تنتقل في المناطق الكثيفة وفي المياه المالحة.

لا يمكن للإشارات في هذا النظام المرور عبر الجدران، لذلك تكون البيانات أكثر أمانًا وحماية.

الضوء المرئي أكثر كثافة بكثير من موجات الراديو، مما يجعله قادرًا على نقل كمية كبيرة من البيانات.

أعلى سرعة مسجلة لنظام Li-Fi هي 10 جيجابت/ثانية.

الفوائد

الكفاءة – تعمل التقنية في طيف الضوء المرئي. نظرًا لأن المكاتب والمنازل تحتوي بالفعل على مصابيح LED، فيمكن استخدامها لأغراض مزدوجة. ومن ثم يجعلها فعالة من حيث التكلفة والطاقة.

التوفر – أفضل ميزة لهذه التكنولوجيا هي أنها يمكن أن تكون موجودة في جميع الأماكن التي تحتوي على مصابيح ومصابيح LED. وهذا يعني أن المنازل والطائرات والمكاتب والمحلات التجارية ومراكز التسوق، يمكن أن تتمتع في كل مكان بنقل بيانات عالي السرعة.

الأمان - الأمان هو أكبر ميزة لتقنية Li-Fi كما لا يمكن للإشارات المرئية اختراق الأجسام غير الشفافة. ونتيجة لذلك، فإن إمكانية الوصول إلى تقنية Li-Fi تقتصر على غرفة واحدة.

أوجه القصور

لا توجد تكنولوجيا مثالية في حد ذاتها. ولكل منها مجموعتها الخاصة من القيود أو أوجه القصور. تقنية Li-Fi ليست استثناء. على الرغم من كل المزايا من حيث الأمان والسرعة، تواجه تقنية Li-Fi بعض التحديات التي يجب مواجهتها على النحو التالي:

خط الرؤية - هذه ميزة أكيدة مثل سوف تكون الإشارة أطول. ولكنه في الوقت نفسه يفرض قيودًا على مسافة التغطية حيث تنعكس الإشارات من الأشياء الموجودة في حياتنا اليومية.

تشويه المسارات المتعددة - يحدث هذا التشوه بسبب التأخير في استقبال الإشارة في الوجهة من أجهزة الإرسال والاستقبال حيث أن كل مسار له طول مختلف من المصدر إلى الوجهة. وهذا يخلق مشكلة تداخل الرموز.

الاتصال البسيط - يعطي VLC أفضل نتيجة عند استخدامه للإرسال في اتجاه واحد. على الرغم من وجود العديد من الطرق لعزل الوصلة الصاعدة والوصلة الهابطة عن طريق تقسيم الأطوال الموجية والوقت والحصول على رموز مختلفة، ولكن بسبب التكلفة العالية يبدو أن VLC هو الحل الأمثل. يجب أن يكون أفضل لتنفيذ الوصلة الهابطة.

الأضواء مضاءة - لكي تعمل أنظمة VLC، يجب أن تكون الأضواء مضاءة طوال الوقت. في حالة المنطقة التجارية والصناعية، يتم تشغيل الأضواء كلما كانت مشغولة. في حالة المناطق المنزلية، يتم استخدام الأضواء فقط للإضاءة ويتم إطفاؤها طوال اليوم كحد أقصى.

مصادر الإرسال – يتم تصنيع مصابيح LED فقط لغرض الإضاءة فقط. تطبيق الاتصالات ليس حتى في القائمة الثانوية للخطط. ومن الناحية العملية، يمكن تحقيق نتائج ممتازة باستخدام أجهزة LED باهظة الثمن.

تعد تقنية Li-Fi تقنية مذهلة. وهي أيضًا في أيامها الأولى. من الصعب التنبؤ بالنمو المستقبلي للتكنولوجيا في هذه المرحلة المبكرة، ولكن من الآمن أن نقول إن الجمع بين Li-Fi وWi-Fi سيجلب أفضل ما في العالمين إلى الإنترنت.

_{قراءة: 0}