مجله اینترنتی واوک

همه برتری‌های «لای‌فای» به «وای‌فای»

همه برتری‌های «لای‌فای» به «وای‌فای»

 

حتما بارها استفاده از فناوری وای‌فای را تجربه کرده‌اید، حالا وقت آن رسیده که با لای‌فای آشنا شوید! تکنولوژی تازه‌ای که هنوز دوران طفولیت خود را طی می‌کند اما ممکن است روزی نحوه استفاده ما از اینترنت را دگرگون کند. لای‌فای به مراتب از وای‌فای سریع‌تر است و مصرف انرژی کمتری هم دارد و به صورت بالقوه سطح ایمنی بالاتری در قیاس با وای‌فای دارد. اما سوالات فنی زیادی پیرامون این فناوری مطرح است. اطلاعات چگونه به دست یک لامپ LED می‌رسد؟ لامپ‌های LED به کدام شبکه یا سرور یا زیرساخت وصل هستند؟ در دستگاه گیرنده چه اتفاقاتی می‌افتد؟ آیا فناوری جدید به همان اندازه که پر سر و صدا است؛ موفق هم خواهد بود و به عصر وای‌‌فای خاتمه می‌دهد؟

 

همه برتری‌های «لای‌فای» به «وای‌فای»

لای فای یا وای فای مساله این است!

هیچ شکی نیست که وای‌ فای زندگی روزمره ما را متحول کرد و تا جزئی‌‌ترین کارها و رفتارهای ما را تحت تاثیر خود قرار داد. به اطراف خود نگاه کنید؛ آیا چیزی می‌بینید که قابلیت اتصال به وای‌فای نداشته باشد؟ اگر دستگاهی پیدا کردید، پس به ‌روز نیستید؛ چون می‌توانستید همان دستگاه را با قابلیت وای‌ فای خریداری و استفاده کنید؛ در واقع وای‌‌فای در سال‌های اوج عزت و شکوه خود به سر می‌برد. روزگاری نه چندان دور، وای‌‌فای سرعت بسیار کمی داشت و از پس خیل عظیمی از کارها یا انتقال اطلاعات برنمی‌آمد؛ اما اکنون هم سرعت وای‌فای بسیار بهتر شده و هم همه ‌جا در دسترس و قابل استفاده است. اما وای‌‌فای همیشه با محدودیت روبرو بوده است؛ محدودیت فرکانس‌های کاری، محدودیت پهنای ‌باند برای انتقال اطلاعات با سرعت بیش‌تر، محدودیت‌های طول برد موثر یک سیگنال و مصون ماندن از عوامل محیطی تاثیرگذار روی کیفیت سیگنال‌های موجود در هوای آزاد و البته امنیت و شنود اطلاعات. از میان تمام این محدودیت‌ها، پهنای ‌باند و امنیت اهمیت دوچندانی داشته و این روزها نمود بیرونی بیش‌تری دارند. وقتی همه دستگاه‌ها به وای‌فای وصل می‌شوند، به وضوح مشکل کاهش سرعت و ترافیک زیاد روی کانال‌های فرکانسی و نهایتاً مشکل پهنای‌ باند رخ می‌دهد. از سوی دیگر، با ورود دستگاه‌های اینترنت اشیا به خانه‌‌‌ها و اداره‌‌ها، هر روز شاهد روش‌های جدید سرقت اطلاعات، نفوذ به شبکه ‌های بی‌سیم و هک وای‌‌فای هستیم. امواج رادیویی قابل کنترل نیستند و از در و دیوار خانه‌‌ها یا ساختمان‌‌ها عبور می‌کنند؛ پس به راحتی به دست دیگران می‌افتند و امکان شنود اطلاعات، سرقت اطلاعات، تداخل در شبکه و حتی از کار افتادن سرویس‌های روی شبکه بی‌سیم، فراهم می‌شود. اینجا است که محققان و کارشناسان به فکر جایگزین‌‌هایی برای وای‌‌فای می‌گردند و سال‌های دورتری مانند ۱۰ سال بعد را تصور می‌کنند که دیگر امکان استفاده از این فناوری نیست؛ چون ممکن است در یک فضای ۱۰۰ متری، بیش از صدها دستگاه روی فرکانس ‌های وای‌ فای فعال باشند.

لای‌فای Light Fidelity یک فناوری ارتباطی بی‌سیم دوسویه پرسرعت، مانند وای‌فای است که ایده­ی آن توسط هارالد هاس مطرح شد. لای‌فای زیرمجموعه‌ای از ارتباطات بی‌سیم نوری (OWC) است و می‌تواند مکملی برای ارتباطات فرکانس رادیویی وای‌فای و شبکه‌های سلولی یا جایگزینی برای فناوری‌های همه ‌فرستی باشد. در فناوری وای‌فای از امواج رادیویی استفاده می‌شود، اما در لای‌فای 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 راه‌حلی برای غلبه بر محدودیت‌های پهنای باند فرکانس رادیویی پیشنهاد شد. فناوری‌های نور مرئی از روشن و خاموش کردن یک لامپ در بازه‌های زمانی بسیارکوتاه در مقیاس نانو‌ثانیه استفاده می‌کنند که بسیار سریعتر از آن است که چشم انسان بتواند متوجه آن شود. اگرچه لامپ‌های لای‌فای 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 وای‌فای است که البته به همین دلیل، نسبت به وای‌فای، امنیت بالاتری در مقابله با نفوذگران دارد. در حالیکه بنا به هشدار کمیسیون ارتباطات فدرال آمریکا، به دلیل پر شدن ظرفیت وای‌فای، بحران طیف وای‌فای در راه است، لای‌فای تقریباً هیچ محدودیتی در ظرفیتش ندارد. ظرفیت نور مرئی در حدود ۱۰۰۰۰ مرتبه از ظرفیت کل طیف امواج رادیویی 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.

 

چه چیز لای‌فای را تا این اندازه امید بخش می‌کند؟

روشن است که لای‌فای مزایای قابل توجهی در قیاس با وای‌فای دارد. دیگر نگران انباشت امواج رادیویی و نقاط کور وایرلس نخواهید بود. این فناوری به مراتب سریع‌تر از وای‌فای است. نسبت به وای‌فای به انرژی کمتری نیاز دارد و اگر آشکار‌کننده‌های نوری شما پیل‌های خورشیدی باشند (آنطور که Haas پیش‌بینی کرده) آنگاه قادر خواهید بود که از تکنولوژی شارژ بیسیم برای آنها بهره گرفته و همزمان به صورت وایرلس به اینترنت دسترسی پیدا کنید. نیاز به خط دید مستقیم برای بهره‌گیری از لای‌فای بدان معناست که این فناوری احتمالاً از وای‌فای ایمن‌تر است چراکه دیگر، افراد خارج از منزل شما نمی‌توانند سیستم مورد استفاده‌تان را هک کنند. اما آنطور که در سایت تک کرانچ آمده، لنز های تله فوتو و حسگرهای تصویری بهینه‌سازی شده می‌توانند چنین امکانی را برای این افراد فراهم نمایند. 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 و اینکه امواج لای فای برای بدن ضرر ندارد. چون طیف نور مرئی برای بدن هیچ ضرری ندارد و حتی طیف مشخصی از نور برای بدن مفید است.

همه اینها همانطور که تایید خواهید کرد خوب هستند، اما هنوز هم مشکلاتی جدی در مورد لای‌فای وجود دارد که باید مرتفع شوند.

لای‌فای را نمی‌توان در نور مستقیم آفتاب (یا دیگر شرایط دارای نورهای تند و زننده) قرار داد چرا که در این صورت، آشکارسازهای نوری نمی‌توانند امواج نوری حاوی دیتا را شناسایی کنند. نیاز به خط دید مستقیم از جمله معایب اصلی و دردسر آفرین این فناوری است. تصور کنید تنها یک لامپ لای‌فای در اتاق پذیرایی خود دارید و می‌خواهید به اتاق خواب حرکت کنید. در این صورت باید یکی دیگر از این لامپ‌ها را آنجا هم داشته باشید یا اینکه در غیر اینصورت دسترسی‌تان به اینترنت قطع می‌شود. برای استفاده از لای‌فای باید زیرساخت‌های سیم‌پیچی و نوری منزل خود را تعویض کنید.

 

لای‌‌فای اینترنت اشـیا را نجات می‌دهد!

یکی از چالش‌های سازند‌گان دستگاه‌های اینترنت اشیا مصرف انرژی محصولاتشان است. همه شرکت‌ها می‌خواهند محصولاتی با کمترین مصرف انرژی بسازند، زیرا در اینترنت اشیا نمی‌توان از منبع‌های تغذیه برق یا انرژی‌های دیگر به دلخواه استفاده کرد و معمولاً محدودیت‌هایی از نظر حجم باتری یا اتصال به برق وجود دارد.

وای‌‌فای فناوری با مصرف انرژی بالا است و سازند‌گان محصولات اینترنت اشیا به‌دنبال راهکاری برای کاهش مصرف انرژی اتصال به شبکه‌های بی‌سیم هستند. به نظر می‌رسد لای‌‌فای (Li-Fi) یک راه‌‌حل بسیار مناسب و مقرون‌‌به‌‌صرفه برای جایگزینی با وای ‌فای باشد. در حال حاضر، لای‌‌فای توسط تعداد زیادی از مراکز تحقیقاتی و دانشگاهی در حال توسعه و آزمایش است. به‌علاوه، سرمایه‌گذاری قابل ‌توجهی از شورای تحقیقات مهندسی و علوم فیزیکی (EPSRC) دریافت کرده است.

بزرگ‌ترین چالش کنونی لای‌‌فای برای اینترنت اشیا درست کردن یک لینک آپلود روی دستگاه دریافت‌کننده اطلاعات برای چراغ LED نصب شده روی سقف است. یعنی در فناوری لای‌‌فای کنونی لینک دانلود به ‌راحتی فراهم می‌شود و دستگاه‌ های اینترنت اشیا می‌توانند پرتوهای نوری حاوی اطلاعات را از چراغ‌های LED دریافت کنند، اما وقتی می‌خواهند اطلاعاتی را برای این چراغ‌ها یا منبع‌های نوری لای‌فای بفرستند با مشکل روبه‌رو هستند. تمام چراغ‌های LED باید گیرنده‌‌های لای‌‌فای هم داشته باشند تا بتوانند اطلاعات ارسالی از سوی یک دستگاه را دریافت کنند. بنابراین، به یک طول موج دیگر برای دریافت اطلاعات نیاز داریم که باید مادون قرمز یا رادیویی باشد. در واقع، فناوری کنونی لای‌فای که مبتنی بر VLC است، یک فناوری پخش‌کننده سراسری اطلاعات است و دریافت‌کننده اطلاعات نیست. برخی از مراکز تحقیقاتی روی معماری ترکیبی لای‌فای-وای‌فای کار می‌کنند تا بشود لینک دانلود را روی لای ‌فای و لینک آپلود را روی وای ‌فای راه‌اندازی کرد، چون اپراتورها گزارش داده‌اند که بیش از ۸۰ درصد ترافیک اینترنت به درون خانه‌ها مربوط می‌شود.

 

لای‌فای و پیش‌بینی بازارهای جهانی

پیش‌بینی می‎شود رشد بازار لای‌‎فای در تمام مناطق مثبت باشد. افزایش سطح کاربرد این فناوری سال‌به‌سال در سطح جهانی رونق بیشتری خواهد گرفت. این بازار بر اساس منطقه به چهار بخش آمریکای شمالی، اروپا، آسیا و سایر نقاط جهان تقسیم‌بندی شده است که پیش‌بینی می‎شود آمریکای شمالی بیشترین سهم از این بازار را به خود اختصاص دهد. در حالی که تخمین زده می‎شود آسیا در طول دوره پیش‌بینی، سریع‌ترین نرخ رشد را داشته باشد. همچنین برآورد می‌شود که بازار لای‌فای 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 و تا سال ۲۰۲۳رشد تقریبی بازار جهانی لای ‎فای چیزی در حدود ۵۱۰۰۰ میلیون دلار باشد.

از بازیگران اصلی این حوزه از فناوری میتوان به شرکت‌هایی نظیر General Electric (U.S.), Panasonic Corporation (Japan), PureLiFi Limited (U.K.), Koninklijke Philips N.V. (Netherlands) و LightPointe Communications, Inc. (U.S.) اشاره کرد.