علم فردا

تکنولوژی به زبان ساده

چند روزی هست که واژه لای فای LiFi سر زبون ها افتاده و چون بر شبیه به کلمه وای فای هست شاید واستون جالب باشه که بدونید لای فای چیه و واسه چی طراحی شده . تو این پست می خوام در مورد لای فای صحبت کنم پس تا انتهای پست همراه من باشید .

لای فای چیست ؟

واژه لای فای بر وزن وای فای انتخاب شده . Li مخفف Light و Fi مخفف Fidelity هست . واژه Fidelity دو تا معنی داره. یکی به معنی وفاداری و یکی دیگه هم به معنی تطابق و تشابه هست که معنی دوم توی علم الکترونیک استفاده میشه . این تطابق یعنی اینکه خروجی یه سیگنال با ورودی تطابق داشته باشه و دچار تغییر و تخریب زیادی نشه .

لای فای یه ارتباط دو طرفه سریع و وایرلس هست که توسط پروفسور Harald Haas در دانشگاه Edinburgh اسکاتلند طراحی و معرفی شده .

تلفظ صحیح دانشگاه Edinburgh به صورت ادینبِرِ ( edinbere ) هست و واژه ادینبورگ یه چیز من درآوردی فارسیه . پروفسور Harald Haas موسس شرکت PureLiFi هم هست .

منظور از ارتباط دو طرفه یعنی احتیاج به یه فرستنده و یه گیرنده برای کار داره . فرستنده که منبع نوری هست و گیرنده هم یه گیرنده نوری یا فتودیتکتر ( آشکارساز نور ) هست که در ادامه طرز کارش رو میگم .

با وجود تکنولوژی لای فای می تونیم اینترنت وایرلس با سرعت 100 گیگابیت در ثانیه داشته باشیم !! می تونید تصور کنید ؟ الان با این همه پیشرفت و ادعا تو خونه های من و شما نهایتا اینترنت 8 مگابیت یا 10 مگابیت در ثانیه هست و خیلی از ماها حتی با اینترنت 128 کیلوبیت هم کارمون رو راه میندازیم . حالا فرض کن اینترنت 100 گیگابیت در ثانیه دستمون باشه ! دیوونه کنندست خدایی ! البته این اعداد و ارقام در حد آزمایشگاه بوده و هدف اینه که در عمل و با شرایط واقعی هم این اعداد درست از آب در بیان .

نکته مهمی که باید بگم اینه که کلمه وایرلس با وای فای فرق می کنه . وایرلس یعنی بی سیم . این بی سیم می تونه در مورد هر چیزی استفاده بشه مثلا تکنولوژی بلوتوث هم یه ارتباط وایرلس هست یعنی بدون نیاز به سیم می تونید ارتباط رو برقرار کنید . پس وقتی میگیم لای فای یه تکنولوژی وایرلس هست فکر نکنید که نوعی از وای فای هست ، منظور اینه که بدون نیاز به سیم می تونید اطلاعات رو جابجا کنید .

لای فای چگونه کار می کند ؟

لای فای مثل تکنولوژی اینفرارد کار می کنه . اساس کار لای فای به این شکله که از لامپ های LED مخصوص که به یه منبع اطلاعات مثل اینترنت یا سرور متصل هستن اطلاعات با سرعت زیادی به یه گیرنده مثل موبایل ، لپ تاپ و هر وسیله دیجیتال دیگه که گیرنده نوری داره منتقل میشه . بهترین مثالی که میشه در مورد اساس کار لای فای زد ، کنترل تلویزیون هست . قبلا به طور کامل طرز کار کنترل تلویزیون رو توضیح دادم . درون کنترل تلویزیون یه دیود فرستنده نوری وجود داره و داخل مدار تلویزیون ( قسمت پنل جلوی تلویزیون مشخصه ) یه دیود گیرنده نوری ( فتو دیتکتر ) وجود داره . وتی شما دکمه ای رو روی کنترل فشار میدید ،  کد مخصوص به اون دکمه توسط سیگنال مادون قرمز به سمت تلویزیون ساطع میشه و در مدار داخلی تلویزیون ، اون کد رمزگشایی و پردازش میشه و اون کاری که می خواستید انجام میشه .

در تکنولوژی لای فای هم تقریبا از یه همچین پروسه ای استفاده میشه . به زبون ساده و جامع بخوام توضیح بدم اینجوری میشه : لامپ های LED مخصوصی طراحی میشن که درایور و تغذیه دارن ( درایو رو مثل یه کنترل کننده در نظر بگیرید ) اطلاعات از اینترنت ، از طریق سیم یا بی سیم به این لامپ ها فرستاده میشن ، این دیتا توسط مدار کنترلی ( درایور ) پردازش و از طریق نور لامپ به یه ماژول گیرنده نوری ارسال میشه . اون ماژول نوری می تونه روی دستگاه نصب باشه یا مثل یه فلش مموری باشه . اگه جدا باشه شبیه به یه فلشی ( دانگل ) میشه که یه سرش گیرنده نوری داره و یه سر دیگش کانکتور ارتباطی با موبایل ، لپ تاپ یا وسایل دیجیتالی دیگه هست . نور دریافتی توسط سنسور نوری ، توسط مدارات داخلی ماژول تقویت و پردازش میشن و به صورت دیتا در میان و شما مثلا می تونید برید توی گوگل یا هر چیز دیگه .

جالب اینجاست که با تکنولوژی ساخت فعلی لامپ های LED می تونیم لای فای رو پیاده سازی کنیم . منظور دقیقا ” تکنولوژی ساخت ” هست نه لامپ های LED امروزی .

مزایای لای فای LiFi

در ادامه به مهمترین مزیت های تکنولوژی لای فای اشاره می کنم . مزیت هایی که داره خیلی وسوسه انگیزه و به همین دلیل نمیشه به خاطر مشکلاتش کلا بی خیالش بشیم .

■ سرعت بیشتر لای فای

سرعت بیشتر لای فای اولین مزیتی هست که مطرح میشه . با سرعتی معادل 100 گیگابیت در ثانیه اصلا جای حرف دیگه نمی مونه . این سرعت زیاد به خاطر تداخل خیلی کمتر و همینطور پهنای باند بیشتر  نسبت به امواج رادیویی امکان پذیره . پهنای باند لای فای به خاطر طیف امواج نوری می تونه 10 هزار برابر وای فای باشه .

■ امنیت بیشتر لای فای

همونطور که می دونید وای فای می تونه از دیوار و سقف و هر چیز دیگه ای رد بشه و مهم تر از اینها اینه که تو هر جهتی می تونه پخش بشه . تو انگلیسی به امواجی که در تمام جهات پخش میشه میگن Omnidirectional . اما لای فای فقط تو محدوده ای که توسط لامپ ها روشن شده می تونه کار بکنه و امکان هک کردن توسط غریبه ها تقریبا صفره . این مسئله می تونه برای مراکز نظامی ، تاسیساتی و بانکی خیلی مفید باشه . حداقل دغدغه هک شدن رو ازشون دور کنه .

■ مصرف انرژی کمتر و بازدهی بیشتر

لامپ های LED فعلی خیلی کم مصرف هستن چه برسه به لامپ هایی که قراره چند سال آینده و به خاطر وجود لای فای طراحی بشن . ضمن اینکه امواج وای فای باتری بیشتری از گوشی شما رو مصرف میکنه .

■ لای فای مضر نیست

امواج وای فای برای بدن ضرر داره حالا چقدر ضرر داره خدا می دونه اما قطعا بی ضرر نیست اما طیف نور مرئی برای بدن هیچ ضرری نداره که حتی یه طیف مشخصی از نور مرئی برای بدن مفید هم هست . به همین دلیل ، لای فای می تونه جایگزین بسیار مناسبی برای مدارس ، دانشگاه ها ، بیمارستان ها و کلا اماکن عمومی باشه .

■ تراکم اطلاعات بیشتر لای فای

جایی که مودم شما قرار داره شاید 4 تا 5 تا لامپ روشن باشه. هر کدوم از این لامپ ها می تونن حاوی اطلاعات باشن که مجموع تراکم دیتاشون از این مودمه بیشتره . حالا فرض کنید داخل یه کارگاه یا سالن بزرگ که کلا با یه مودم کار می کنن چند تا لامپ روشنه ؟

■ لای فای بر خلاف وای فای تداخل الکترومغناطیسی نداره چون اصلا طیف شون با هم فرق داره . به همین دلیل درگیر کانفلیکت و تداخل و این حرفا نمیشه .

معایب لای فای LiFi

■ مهمترین مشکل یا محدودیت در مورد لای فای LiFi اینه که نور باید در جهت مناسب تابیده بشه . درست مثل کنترل تلویزیون که باید به سمت تلویزیون گرفته بشه . اگه این مشکل حل نشه باید همه جای خونه نور بارون باشه تا بتونیم از اینترنت استفاده کنیم مگر اینکه مثل اتاق خواب یا حمام ، یه محل دیگه به خونه هامون اضافه بشه به نام ” اتاق اینترنت ” !

■ مشکل بعدی اینه که چون برای دسترسی به اینترنت هم باید نور باشه و هم اونو نوره باید مستقیم و در جهت درستی بتابه ، قابلیت اطمینان کم میشه . مثلا وسط دانلود اگه یهو برق بره یا اون دستگاه جابجا بشه و از معرض نور خارج شه اینترنت قطع میشه .

■ مشکل بعدی اینه که سنسور های دریافت نور ( فتودیتکتر ها ) توی نور زیاد دیگه نمی تونن نور حامل اینترنت رو به درستی حس کنن . مثلا توی نور زیاد خورشید این مسئله می تونه مشکل ساز باشه .

■ برای اینکه مکانیزم دسترسی به اینترنت از طریق نور مثل بچه آدم کار کنه باید زیرساخت ها و دستگاه ها و تجهیزات جدیدی طراحی و تولید بشه که خب این مسئله هزینه زیادی داره .

اینها مشکلاتی هستن که الان وجود دارن . شاید یک یا چند سال دیگه یه سری از مشکلات یا همشون حل بشن .

نکات مهم در مورد لای فای LiFi

■ لای فای نیومده که وای فای رو نابود کنه چون اصلا امکان پذیر نیست . لای فای طراحی میشه تا دسترسی ما به اینترنت بیشتر بشه و تحت هر شرایطی بتونیم به اینترنت وصل باشیم . اگه شکل زیر رو ببینید می فهمید که از تکنولوژی LTE برای خارج از خونه ، وای فای داخل خونه و لای فای هم قسمت هایی از خونه که برای همین منظور طراحی شده ، استفاده میشه .

■ در برخی منابع فارسی گفتن که لای فای 100 برابر سریع تر از وای فای هست . این حرف اشتباهه ! نسل جدید وای فای که وای گیگ نام داره سرعتی حدود 7 گیگ بر ثانیه داره . لای فای هیچ وقت 700 گیگ بر ثانیه نشده ! اما اگه بخوایم وای فای معمولی رو در نظر بگیریم ( سرعتی بین 1 تا 54 مگابیت در ثانیه ) همون 100 برابر درسته .

■ نوع و اندازه لامپ های LED ، اینکه کوچکی باشن یا بزرگ ، لیزری باشن یا معمولی ، چه رنگی باشن و … همه توی سرعت اطلاعات تاثیرگذاره .

■ سرعت لای فای در آزمایشگاه ها و بهترین حالت حدود 100 گیگابیت در ثانیه بوده و از سریع ترین وای گیگ بیشتر از 10 برابر سریعتره .

■ سرعت اینترنت ، بستگی به سرویس دهنده اینترنتی داره . منظورم اینه که اگه سرعت لای فای 100 گیگ هم باشه ، اگه شرکت های سرویس دهنده نخوان این سرعت رو بدن ، همون 128 کیلو بیت نصیبمون میشه 🙂

راستی دوستان ، پیشنهاد میکنم دوره های انگلیسی علم فردا رو تهیه کنید ، دنیاتون عوض میشه ! خیلی فرقه بین کسی که انگلیسی میدونه و نمیدونه !

حتما مطالب زیر رو هم بخونید