اللاي فاي منافس جديد للواي فاي.. تكنولوجيا جديده تعرف عليها الآن

منذ ظهور شبكات الواي فاي في بيوتنا ومكاتبنا قبل أكثر من 20 عاما حيث كانت تعتبر صيحة مبتكرة في عالم الشبكات، إذ أصبح بالإمكان توصيل عدد هائل من الهواتف الذكية وأجهزة الحاسوب المحمول بكافة أنواعه، ولكن في الآونة الاخيرة سمعنا كثيرا في النشرات الاخبارية العلمية والتقينية عن تكنولوجيا جديدة يشار لها بالاسم لاي فاي LiFi، وهي من ابتكار أستاذ هندسة الاتصالات بجامعة أدنبرة بأسكتلندا هارلد هاس Harald Haas وقد صنفت كواحدة من أفضل الابتكارات لعام 2011. وقد جذبت انتباهنا لما جاء عن مزاياها العديدة وبالاخص السرعة التي توفرها لنا بالاتصال في شبكة الانترنت والتي تفوق قدرة شبكات الواي فاي بأكثر من 100 مرة.

وكالمعتاد تقنية جديدة ومزايا عديدة لابد وان خلفها علم وفيزياء وفي هذا المقال من كيف تعمل الاشياء سوف نقوم بتسليط الضوء لشرح تقنية اللاي فاي وكيف ستقوم بتغير اتصال العالم بالانترنت، حيث أن Li-Fi هي اختصار الى Light Fidelity واقرب معنى لهذا المصطلح (العمل وفق الإضاءة او الإعتمادية على الضوء) وهي تقنية إتصالات ضئية لاسلكية عالية السرعة، تعتمد على الضوء المرئي كوسيلة لنقل البيانات.

تعتمد التقنية على مصابيح LED حيث تقوم بإرسال أشعة ضوئية يعتذر رؤيتها بالعين المجرده، الأشعة المرسلة تقوم بنقل المعلومات التي تستقبل بواسطة محطة إستقبال وهي الحواسيب والهواتف الخاصه بالمستخدمين، الأمر الذي من شأنه أن يمثل ثوره في عالم نقل البيانات، كما ان هناك الكثير من الاختلافات في نفس الوقت. تتشابه تقنيتي الواي فاي واللاي فاي في ان كلاهما يعتمد على الاتصالات اللاسلكية، لكنهما مختلفتين جدا فيما بينهما، في حين ان الواي فاي تعتمد على امواج الراديو في الاتصالات ونقل البيانات فان اللاي فاي تستخدم الضوء المرئي او ضوء الاشعة تحت الحمراء وضوء الاشعة فوق البنفسجية. بمعنى ان تقنية اللاي فاي LiFi تستخدم الضوء المرئي مثل الضوء الصادر عن مصابيح الانارة العادية.

ما هي طريقة عمل لاي فاي Li-Fi؟

المبدأ الأساسي قائم على العرض الطيفي الخاص بالضوء (عرض الترددات) فالعرض الترددي الخاص بالضوء أكبر بـ 10000 مره من العرض الترددي الخاص بالـ WiFi التي تعتمد على موجات الراديو، مما يسمح بوجود عرض ترددي واسع جدا.

يتم عمل ذلك من خلال مصابيح من نوع LED حيث ان لها اضاءة من نوع خاص تكون متقطعة بمعدلات عاليه لا ترى بالعين المجرده.

وعند تطبيق تيار مستمر على مصباح ليد LED تتحرر من مصباح الليد حزم من الطاقة والتي نطلق عليها اسم الفوتونات photons والتي نراه باللون الابيض. اذا تغير التيار المطبق على مصباح الليد بدرجة طفيفة فان الضوء الصادر سوف يتغير ايضا. ولكن هذا التغير في شدة الضوء لا تستطيع عين الانسان ان تدركه. ويفيد هذا التغير بإنشاء ما يسمى بـ Binary Code أي 0 و 1 وهو الشكل الأصلي للبيانات في أجهزة الكمبيوتر. وحيث ان مصابيح الليد من الاجهزة شبه الموصلة semiconductor devices فانه يمكن التحكم في مقدار التيار الكهربي والضوء الصادر بسرعات كبيرة جدا، والتي يمكن رصدها باستخدام كاشف ضوئي photodetector يقوم بتحويل الضوء إلى تيار كهربي مرة اخرى.

بهذه الطريقة تستخدم تقنية اللاي فاي LiFi الضوء المرئي الصادر عن مصابيح الليد لنقل البيانات وتوفر سرعة اتصال عالية بشبكة الانترنت.

مزايا اللاي فاي LiFi

التشويش.

لعل من أبرز المشاكل التي تواجه تقنية واي فاي هو التشويش وذلك بسبب تقنيات الإتصال التي تعتمد عليها (موجات الراديو)، الا ان تقنية لاي فاي بسبب اعتمادها على الإضاءه فإنه لا يحدث تشويش على عملية نقل البيانات وذلك لإعتمادها على رقائق تقوم بعملية الترشيح والفلتره، بذلك يمكن استخدام هذه لاي فاي في المستشفيات والطائرات ومصانع البتروكيماويات والتي كان من غير الممكن استخدام تقنية واي فاي بها.

الأمان.

عملية نقل البيانات في تقنية لاي فاي تكون محصورة في المساحة التي يصل اليها الضوء، بالتالي لن يتم تسريبها للخارج، مما سيكون من الصعب على الهاكرز الوصول لأجهزه المستخدمين والإستيلاء على بياناتهم، ووبسبب اعتماد لاي فاي على الضوء يمكن التحكم بها بشكل اكبر من موجات الراديو.

السرعة.

من أبرز مميزات تقنية لاي فاي ، السرعه الهائله في نقل البيانات التي تصل الى 1 غيغابايت في الثانيه، وذلك لأن موجات الضوء المرئي ذات تردد أكبر من ترددات موجات الراديو بمقدار 10000 ضعف.

التكاليف.

لإعتماد واي فاي على الضوء حيث يمكن نقل البيانات من خلال مصابيح LED ، وهي منتشره بشكل كبير، فانه بفضل ذلك لن نحتاج الى المزيد من الأسلاك والكابلات وبناء محطات وأبراج جديده، وذلك بسبب وجود بنيه تحتيه متوفره لهذه التقنية، كما أن سعر مصابيح LED منخفض فهي رخيصة وتتمتع بعمر طويل علميا، ولا يوجد مكان تقريبا لا يخلو من وجود إضاءه.

التلوث البيئي.

كثيرا ما نسمع عن موجات الراديو وأضرارها عن المستخدمين بالرغم من ان العلم لم ينفي ولم يثبت ذلك، الا انه من خلال استخدام لاي فاي ، فسيتم ازاله الجدل القائم عن أضرار موجات الراديو بسبب اعتماد لاي فاي على الضوء فقط.

حيث اننا نستخدم الضوء المرئي الصادر عن المصابيح في حياتنا اليومية وتتواجد تقريبا في كل مكان في المنازل والمدارس والمساجد والمقاهي والاماكن العامة والطرقات، فبالتالي فان لتقنية اللاي فاي LiFi مزايا عديدة وغير مسبوقة في تقنية الاتصال اللاسلكي بشبكة الانترنت.

حيث ان مصابيح الاضاءة متوفرة في كل الاماكن فان الاتصال بشبكة الانترنت سيصبح متاحا في كل مكان من خلال تقنية اللاي فاي LiFi. وكما ذكرنا سابقا ان اللاي فاي تعتمد على الضوء المرئي وهذا له الكثير من الفوائد من اهمها انها تستطيع ان تنقل معلومات اكثر بكثير من امواج الراديو المستخدمة في تقنية الواي فاي.

يشغل طيف الضوء المرئي مدى ترددي اكبر بـ 10,000 مرة من المدى الترددي لطيف امواج الراديو. كما ان تقنية اللاي فاي تعمل على زيادة bandwith بحوالي 100 مرة من ما هو متوفر الان بتقنية الواي فاي. وهذا الامر ممكنا فقط لان تقنية اللاي فاي تنقل البيانات بمعدل يصل إلى 224 جيجا بايت في الثانية (224 Gb/s)!

كما ان تقنية اللاي فاي مناسبة جدا في مناطق حساسة للاشعة كهرومغناطيسية مثل المستشفيات والطائرات ومحطات الطاقة النووية حيث يكون التداخلات في الامواج الكهرومغناطيسية تشكل خطرا.

كما عملية نقل البيانات باستخدام تقنية Li-Fi تكون محصورة في المساحة التي يصلها الضوء، وبالتالي لن يتم تسريبها للخارج، وهذا سيفوت الفرصة على المخترقين للوصول إلى الأجهزة والهواتف لسرقة البيانات، فهذه لا تعتمد على موجات الراديو مثل باقي التقنيات الموجودة حاليا، ولكنها تعتمد على موجات الضوء المرئي.

وبفضل تقنية Li-Fi فلن نحتاج إلى المزيد من الأسلاك و التوصيلات والكابلات، كما أننا لن نحتاج إلى بناء أبراج ومحطات جديدة، لأننا بالفعل نمتلك البنية التحتية لهذا التقنية، وهي المصابيح الكهربائية، التي يقدر عددها بالمليارات من المصابيح، لذا يمكن اعتبار كل مصباح محطة تقوية قائمة بذاتها!

بما أن لاي فاي تعتمد على الضوء، هل يجب ان يبقى الضوء مفتوحا حتى يصل الإنترنت؟

الجواب لا، هذه المصابيح يمكن تخفيض إضاءتها بحيث لا يمكن للعين المجرده ملاحظة تلك الإضاءة، الا ان ذلك سيؤثر على سرعه نقل البيانات، فكلما كانت شدة الإضاءة أكبر كانت سرعة نقل البيانات أكبر.

هل لاي فاي ستكون بديله عن واي فاي؟

نعم ستكون بديل عن واي فاي، كما ذكرنا سابقا ان سرعه النقل في تقنية واي فاي هي أسرع بـ 100 مره من تقنية واي فاي، كما ان الإتصالات اللاسلكية التي تعتمد على موجات الراديو انتشرت بشكل كبير، وتشير الإحصائيات لإزدياد غير مسبوق في كمية البيانات كنتيجة طبيعية لزياده أعداد الأجهزه المحموله التي تتصل بالإنترنت، بذلك زاد استهلاك البيانات بالتالي زياده الضغط على الشبكات اللاسلكية، من هنا جاءت مجموعه من الحلوول كتوسيع الشبكة اللاسلكية وترقيتها، الا انها ما زالت عاجزة عن مسايرة هذا الكم الهائل من البيانات ، من هنا كان الإتجاه لإيجاد وسيلة جديده ، فجاءت تقنية لاي فاي التي تعتمد على الضوء في حل هذه المشكله وذلك لأنها تتيح طيف من الترددات المغناطيسية أكبر 10000 مره من موجات الراديو التي تعتمد عليها تقنية الواي فاي، فنتيجة لذلك ستكون تقنية لاي فاي هي المستقبل.

بما ان تقنية لاي فاي تعتمد على مصابيح LED هل هذه المصابيح من نوع خاص؟

الجواب : لا ، لن نحتاج إلى مصابيح من نوع خاص ،كل ما تحتاجة هو دمج رقاقة صغيرة داخل المصباح لبث البيانات ، وبالتالي سنحتاج لاستبدال المصابيح الموجودة حاليا بمصابيح LED ذات الضوء الأبيض تحمل تلك الرقاقات.