تکنولوژی

Li-Fi چیست؟ معرفی کامل تکنولوژی لای فای lifi

با رونق تلفن های هوشمند، اینترنت اشیاء (IoT)، اتوماسیون های صنعتی، سیستم های خانه هوشمند و… تقاضا برای اینترنت نیز به طور چشمگیری در حال رشد است. تکنولوژی آنقدر پیشرفت کرده است که ما برای همه چیز از اتومبیل گرفته تا یخچال و فریزر، به اتصال به اینترنت نیاز داریم. اما این مسئله سوالات دیگری ایجاد می کند مانند اینکه : آیا پهنای باند کافی برای همه این دستگاه ها وجود دارد؟ آیا این داده ها ایمن خواهند بود؟ آیا سیستم موجود برای همه این داده ها به اندازه کافی سریع خواهد بود؟ آیا ارتباط زیادی در ترافیک شبکه وجود خواهد داشت؟

تمام این سوالات توسط این تکنولوژی که Li-Fi نام دارد حل خواهد شد. بنابراین Li-Fi چیست؟ اصطلاح Li-Fi مخفف “Light Fidelity” است. این باور وجود دارد که این وسیله نسل بعدی اینترنت باشد، جایی که از نور به عنوان وسیله ای برای انتقال داده استفاده می شود. این همان نوری است که شما در خانه ها و دفاتر خود استفاده می کنید و با کمی تغییرات می تواند داده ها را به تمام دستگاه های شما که به اینترنت نیاز دارند منتقل کند.

lifi چیست و چگونه کار میکند

آیا ممکن است؟ LiFi چگونه کار می کند؟ آیا می توان در آینده نزدیک انتظار آن را داشت؟ … پاسخ همه این سوالات را در این مقاله خواهید یافت.

تکنولوژی چیست و چرا ما نیاز به تغییر داریم؟

ما از ابتدا از اینترنت RF برای انتقال داده ها از یک انتها به سر دیگر به صورت بی سیم استفاده کرده ایم. محیط RF از امواج رادیویی استفاده می کند، داده هایی که منتقل می شوند در این امواج مدوله شده و سپس در سمت گیرنده تغییر شکل می دهند. ما با انتقال چند کیلو بایت داده در هر ثانیه شروع کردیم و پیشرفتی که تاکنون داشته ایم نشان می دهد امروزه میانگین سرعت جهانی اینترنت در حدود 7.2 مگابایت در ثانیه است، که برای اکثر ما کافی است. اما، تکنولوژی با استفاده از یک محیط RF برای انتقال داده ها از اشکالات بسیاری رنج می برد:

برای یادگیری کامل آردوینو ، روی دوره آموزش آردوینو و برای یادگیری کامل الکترونیک، روی دوره آموزش الکترونیک کلیک کنید.
  • تقاضای زیادی برای اینترنت وجود دارد که با روشی که در حال حاضر وجود دارد نمی تواند تأمین شود، که منجر به اثری به نام Spectrum crunch (اختلال در طیف) می شود.
  • از آنجا که سرعت شبکه بالایی مورد نیاز است، تقاضا برای پهنای باند بالا وجود دارد.
  • استفاده از بستر RF برای بیمارستان ها، نیروگاه ها، هواپیما ها و… بی خطر نیست. و همچنین این مکان ها برای دوره جدید به اتصال به اینترنت نیاز دارند.
    فرکانس رادیویی ایمن نیست، زیرا داده های شما می توانند از طریق دیوار ها خارج شوند و نمی توانند در یک منطقه خاص قرار بگیرند.

همه این اشکالات نیاز به یک فناوری جدید دارد، این فناوری جدید Li-Fi نامیده می شود.

آیا می دانید امروزه بیشترین استفاده از اینترنت بی سیم (Wi-Fi) به طور تصادفی توسط دکتر جان اوسالیوان اختراع شده است. او در واقع سعی داشت انفجار حفره های سیاه کوچک را آزمایش کند، اما منجر به اختراع Wi-Fi در سال 1991 شد که اکنون به 60٪ از ترافیک اینترنت جهانی کمک می کند.

مطلب پیشنهادی:  دانلود کتاب پارسه ماشین های الکتریکی تمامی فصل ها

نحوه کار Li-Fi

همانطور که قبلاً گفته شد Li-Fi برخلاف امواج رادیویی از نور برای انتقال داده استفاده می کند. این ایده اولین بار توسط پروفسور هارالد هاس در یکی از سخنرانی های TED خود در سال 2011 مطرح شد. 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.

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. در تصویر زیر نحوه انتقال داده با استفاده از نور توضیح داده شده است.

کمی بیشتر در مورد Li-Fi

هر لامپ LED باید از طریق یک درایور LED تغذیه شود، این درایور LED اطلاعات 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.

انتقال اطلاعات در اینجا بسیار سریعتر از RF خواهد بود. همانطور که همه ما می دانیم نور سریعتر از هوا حرکت می کند، یعنی نور ده هزار برابر سریعتر از امواج رادیویی است زیرا فرکانس امواج رادیویی فقط 300 گیگا هرتز است اما نور می تواند تا 790 ترا هرتز افزایش یابد.

نحوه کار Li-Fi

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.

شاید تکنولوژی انتقال داده از طریق نور جدید به نظر برسد اما مدت هاست که از آن استفاده می کنیم.

همچنین اگر در مورد این مطلب سوالی داشتید در انتهای صفحه در قسمت نظرات بپرسید

انتقال داده از طریق دیود های تصویری برای مدتی طولانی از طریق ریموت های IR ما اتفاق می افتد. هر بار که دکمه ای از ریموت کنترل تلویزیون خود را فشار می دهیم، IR LED در پالس های ریموت کنترل بسیار سریع توسط تلویزیون دریافت می شود و سپس برای اطلاعات رمزگشایی می شود. اما، این روش قدیمی بسیار کند است و نمی توان از آن برای انتقال داده ها استفاده کرد. بنابراین Li-Fi این روش با استفاده از بیش از یک LED و عبور بیش از یک جریان داده در یک زمان مشخص ساخته می شود. از این طریق می توان اطلاعات بیشتری را منتقل کرد و از این رو ارتباط سریعتر داده امکان پذیر است.

مطلب پیشنهادی:  تفاوت زبان C و Embedded C (زبان سی و امبدد سی)

نحوه ارسال اطلاعات با لای فای

میزان مصرف جهانی اینترنت به طور صعودی در حال افزایش است و میزان داده های مصرف شده در سال 2016 بیشتر از کل داده های مصرفی از زمانی است که اینترنت به وجود آمده است. همچنین تخمین زده می شود که تا پایان سال 2018 بیست میلیارد دستگاه متصل به اینترنت وجود داشته باشد، در حالی که جمعیت جهان فقط 7.6 میلیارد نفر است.

ما چقدر برای بهره بردن از Li-Fi فاصله داریم؟

مفهوم Li-Fi صرفا یک مفهوم نظری نیست، در واقع وقتی پروفسور هارالد هاس (بنیانگذار Li-Fi) مفهوم Li-Fi را در یک ویدیوی TED معرفی کرد، وی با پخش یک فیلم HD زنده به نمایش عملی این تکنولوژی برای مخاطب پرداخت و باعث شد که آن ها از این تکنولوژی متحیر شوند. از آن زمان، بسیاری از افراد بااستعداد شروع به کمک و بهبود مفهوم Li-Fi کردند. امروزه کمپانی هایی مانند Pure Li-Fi وجود دارند که آماده ارائه خدمات Li-Fi برای خانه یا دفتر کار شما از طریق دانگل Li-Fi خود هستند که می تواند به USB لپ تاپ شما متصل شده و داده ها را از هر چراغ فعال شده با Li-Fi بخواند. بنابراین ما از چراغ مطالعه خود نه تنها برای روشن کردن میز کار بلکه برای ارائه اتصال به اینترنت فاصله زیادی نداریم.

ساخت Li-Fi توسط خودمان

امیدوارم این مقاله به شما کمک کند تا درک کنید Li-Fi چیست و چقدر خوب خواهد بود. اما اگر پاسخ هایی که دریافت کرده اید تلاش میکند تا اطلاعات بیشتری درباره Li-Fi بدانید، پس سعی کنید خودتان آن را بسازید. جمله بسیار مشهوری از ریچارد فاینمن وجود دارد: “آنچه نمی توانم بسازم، نمی فهمم”. بنابراین اجازه دهید بدانیم که آیا می توانیم Li-Fi کوچکی را برای انتقال سیگنال صوتی از یک سر به سر دیگر برای خودمان بسازیم.

قبل از شروع این را در نظر بگیرید که، ما اولین کسانی نیستیم که آن را امتحان می کنیم. کسانی قبلاً این کار را انجام داده اند پس فرآیند پیچیده ای نیست. ما فقط برای انتقال و دریافت سیگنال از طریق نور به یک قسمت رمزگذار و رمزگشای نیاز داریم. در سمت گیرنده می توانیم از ترانزیستور ها برای ایجاد سیگنال نور LED برای سیگنال صوتی ورودی استفاده کنیم. از آنجا که فرکانس زیاد است این سوسو زدن برای چشم غیر مسلح قابل مشاهده نخواهد بود، اما وقتی ما از یک صفحه خورشیدی استفاده می کنیم و ولتاژ DC خروجی آن را از طریق یک دامنه تجزیه و تحلیل می کنیم، می توانیم یک تنوع الگویی پیدا کنیم. این تنوع چیزی جز سیگنال صوتی نیست. به سادگی از یک مدار تقویت کننده و یک بلندگو در سمت خروجی استفاده کنید تا بتوانید سیگنال صوتی منتقل شده را دریافت و پخش کنید.

میخواهید برنامه نویسی STM32 را یاد بگیرید؟

دوره آموزش STM32

میخواهید الکترونیک را یاد بگیرید؟

دوره آموزش الکترونیک
دوره آموزش آردوینو

میخواهید آردوینو را به صورت پروژه محور یاد بگیرید؟ برای مشاهده توضیحات روی دوره مورد نظر کلیک کنید

برای دریافت مطالب جدید در کانال تلگرام یا پیج اینستاگرام آیرنکس عضو شوید.

محمد رحیمی

محمد رحیمی

محمد رحیمی هستم. سعی میکنم در آیرنکس مطالب مفید را قرار دهم. (در خصوص سوال در مورد این مطلب از قسمت نظرات همین مطلب اقدام کنید) سعی میکنم تمام نظرات را پاسخ دهم.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *