من المتوقع أن يصبح الإنترنت عبر الضوء "لاي فاي" هو المعيار الجديد في مجال الاتصالات في السنوات القادمة. إليك كل ما تحتاج معرفته حول تقنية لاي فاي Li-Fi، وهي التكنولوجيا التي لديها القدرة على إحداث ثورة في الاتصالات.
هل يذكرك اختصار لاي فاي Li-Fi بشبكة واي فاي Wi-Fi ؟ بالضبط، لأنها تقنية تتيح لك الاتصال بالإنترنت لاسلكيًا. تعد شبكة الواي فاي ناجحة للغاية، خاصة لأنها تتمتع بميزة القدرة على اختراق الجدران. وهذا يسمح لها بتغطية مناطق كبيرة.
وفي المقابل، تستخدم تقنية اللاي فاي Li-Fi الضوء لبث إشارة ذات نطاق محدود. ومع ذلك، فإن هذه التكنولوجيا التي لا تزال سرية لها العديد من المزايا الأخرى. على وجه الخصوص، فهي توفر سرعات فائقة، والتي من المستحيل تحقيقها باستخدام شبكة الواي فاي Wi-Fi، كما أنها تتمتع بمزايا كبيرة من وجهة نظر بيئية، أو حتى من وجهة نظر صحية.
طريقة عمل لاي فاي، مزاياه، عيوبه، وتعميمه. سنوضح كل ما يجب معرفته عن نظام الاتصالات الثوري هذا في هذا المقال.
ما هو اللاي فاي ؟
اللاي فاي أو الـ Li-Fi هو اختصار لـ "Light Fidelity". مثل شبكة الواي فاي Wi-Fi، يعد "لاي فاي" تقنية اتصال لاسلكية تتيح لنا الاتصال بالإنترنت.
وتكمن خصوصيته في أنه يستخدم الضوء لنقل البيانات بسرعة عالية. بينما تستخدم شبكة الواي فاي Wi-Fi موجات الراديو للقيام بذلك. وبالتالي، تعتمد تقنية "لاي فاي" Li-Fi على الجزء المرئي من الطيف الكهرومغناطيسي. في حين تعتمد شبكة واي فاي Wi-Fi على الجزء غير المرئي. تعد هذه التقنية الثورية جزءًا من عائلة اتصالات الضوء المرئي (Visible Light Communications).
لقد أوشك عهد الإنترنت في علبة أو الإنترنت في صندوق (بالإنجليزية : Internet-in-a-Box) على الإنتهاء. مع تقنية "لاي فاي" Li-Fi، كل ما تحتاجه هو ضوء LED للاتصال بالإنترنت. هذا الأخير يرسل البيانات من خلال الإشارات الضوئية. يقوم جهاز الاستقبال (الكمبيوتر أو الهاتف الذكي أو الجهاز اللوحي) بفك تشفير هذه البيانات.
وفقًا للمختصين، من الممكن حاليًا توصيل ما يصل إلى ثمانية أجهزة ضمن دائرة نصف قطرها يتراوح من متر إلى خمسة أمتار، باستخدام وحدة إضاءة لاي فاي Li-Fi واحدة.
🤔 كيف تعمل تقنية اللاي فاي ؟
تتميز تقنية لاي فاي Li-Fi بوضع تشغيل مشابه لشفرة مورس (بالإنجليزية : Morse code) ونبضاته. لنقل إشاراتها، تحتاج تقنية الـ Li-Fi إلى عنصرين رئيسيين، وهما جهاز الإرسال والاستقبال.
تتجسد الباعثات على شكل مصابيح LED تعمل بالأشعة تحت الحمراء ومجهزة بهذه التقنية. وتنتج هذه الأخيرة الإشارة الضوئية عن طريق تعديل شدتها باستخدام ملايين الومضات الدقيقة في الثانية. هذه التغيرات سريعة جدًا لدرجة أنه لا يمكن للعين البشرية رؤيتها.
ومن الناحية العملية، إليكم مراحل التشغيل المختلفة لـ Li-Fi :
- يتم أولاً تشفير البيانات من أجل تأمين الإرسال، والذي يمكن تغييره بسهولة بواسطة بيئته (القناة الضوئية).
- يتم بعد ذلك تحويل هذه البيانات إلى إشارة ضوئية باستخدام دائرة إلكترونية (جهاز توجيه Li-Fi)، وهي المسؤولة عن إرسال الإشارة إلى واحد أو أكثر من مصابيح LED. وللقيام بذلك، يخضع الضوء لتغيرات في الشدة، اعتمادًا على ما تتطلبه البيانات المراد نقلها.
- بمجرد انبعاثه، ينتشر الضوء في البيئة. ويتعرض لتشوهات ناجمة بشكل خاص عن العوائق التي يواجهها هناك.
- وبعد تشويهها، تصل الإشارة الضوئية في النهاية إلى جهاز الاستقبال. ويلتقطها الأخير قبل تحويلها إلى إشارة كهربائية.
- يتم نقل الإشارة أخيرًا إلى الكمبيوتر أو الجهاز المرتبط بجهاز الاستقبال. ثم يقوم الأخير بفك تشفير المعلومات، والتي يمكن بعد ذلك قراءتها.
من الممكن تجهيز أجهزة الإرسال والاستقبال بأجهزة تهدف إلى تحسين جودة الإرسال.
ما هي مميزات تقنية الـLi-Fi ؟
مزايا تكنولوجيا الاتصالات الضوئية اللاسلكية لاي فاي متعددة. مما يجعلها بديلاً قويا للمستقبل. توفر تقنية لاي فاي Li-Fi حلاً للعديد من المشكلات :
- الأمان : نظرًا لعدم قدرة الضوء على اختراق الجدران، يتم نقل البيانات في منطقة محصورة نسبيًا. وهذا يجعل الاتصالات آمنة للغاية ويحد من مخاطر القرصنة. تمثل تقنية لاي فاي Li-Fi بديلاً جيدًا للشركات ومكاتب المحاماة والهيئات الحكومية، الأكثر عرضة للهجمات الإلكترونية.
-السرعة : توفر التكنولوجيا حاليًا سرعات فائقة تتجاوز 1 جيجابت في الثانية. في نهاية المطاف، ومع التقدم التكنولوجي، يمكن أن تصبح تقنية لاي فاي Li-Fi التكنولوجيا الأكثر كفاءة لتبادل البيانات، حيث تقدم سرعات تصل إلى 100 مرة أعلى من شبكة واي فاي Wi-Fi. ومن ناحية أخرى، بما أن الإرسال يقتصر على منطقة صغيرة، فذلك يضمن زمن وصول أقل و استقرار أكبر.
- الصحة : على عكس شبكة واي فاي Wi-Fi، لا تستخدم تقنية لاي فاي Li-Fi الموجات الكهرومغناطيسية، وبالتالي فهي ليست ضارة للإنسان. وبالتالي يمكن استخدام هذه التكنولوجيا في الأماكن التي تستقبل الأطفال و الأشخاص المرضى، مثل المستشفيات أو دور الحضانة على سبيل المثال.
- لا يوجد هناك تداخل : لا تولد موجات الضوء أي تداخل. وبالتالي يمكن استخدامها في المناطق التي لا يُفضل فيها استخدام شبكة واي فاي Wi-Fi : على متن الطائرات، وفي غرف العمليات، وما إلى ذلك. علاوة على ذلك، فكونها لا تستخدم ترددات الراديو يجعلها متوافقة مع تقنيات الاتصال اللاسلكية الأخرى مثل الـ 4G أو 5G أو الواي فاي.
- البيئة : تستهلك مصابيح LED التي تستخدمها تقنية "لاي فاي" طاقة أقل بنسبة 80% من المصابيح التقليدية. في الواقع، بالإضافة إلى نقل البيانات، يمكن استخدام هذه المصابيح لوظيفتها الأساسية : الإضاءة. علاوة على هذا، تتطلب تقنية لاي فاي Li-Fi نصف كمية الكهرباء التي تتطلبها محطات الواي فاي Wi-Fi.
ما هي عيوب تقنية لاي فاي Li-Fi ؟
على الرغم من أن مزايا هذه التكنولوجيا عديدة، إلا أن لها أيضًا بعض القيود، والتي تفسر بشكل خاص سبب صعوبة تنفيذها وتعميمها:
- النطاق المحدود : من الضروري أن تتواجد ضمن نصف قطر انتشار الضوء لتتمكن من التقاط الإشارة. وبالتالي فإن مداها محدود نسبيا ويقتصر على 10 أمتار على الأكثر.
- تكلفة التثبيت مرتفعة : نظرًا لأن تقنية لاي فاي Li-Fi لا يمكنها اختراق البيئات غير الشفافة، فمن الضروري تثبيت نقاط عديدة لتغطية مساحة كبيرة بالشبكة اللاسلكية. والتي يمكن أن ترفع من الفاتورة.
- التشوشات المحتملة : على الرغم من أن الضوء الناتج عن جهاز إرسال لاي فاي Li-Fi لا يمكن تشويشه بواسطة الترددات الراديوية، إلا أنه يمكن تغييره بواسطة مصادر ضوء أخرى مثل ضوء الشمس أو الأجهزة الأخرى. علاوة على ذلك، إذا كانت مصابيح LED ينبعث منها الضوء الأزرق فقط، فسيكون معدل التدفق المقدم هو الأمثل. ومع ذلك، يتم استكمال طيف الضوء بالفوسفور الذي ينبعث منه الضوء الأبيض، وهو ضروري للإنارة. هذا الأخير يحد من قوة الصبيب بشكل كبير.
- التوافق المحدود: نظراً لأن هناك فقط عدد قليل جداً من الأجهزة المتوافقة مع هذه التقنية في الوقت الحاضر، فمن الضروري التوفر على جهاز خارجي لاستقبال الإشارة (مثال: دونجل USB).
مقارنة بين اللاي فاي والواي فاي
تنتشر شبكة الواي فاي عبر موجات الراديو التي تتمتع بميزة المرور عبر الجدران. وبالتالي فمداها كاف لتغطية مساحات واسعة. وكما يمكن توسيع الإشارة باستخدام مكرِّر (بالإنجليزية: Repeater).
ومع ذلك، تمثل شبكة واي فاي Wi-Fi خطرًا على الصحة لأنها تنشر موجات ضارة : ترددات عالية. وقد تم تصنيفها على أنها موجات مسرطنة محتملة. وفي المقابل، يعتبر لاي فاي Li-Fi حلاً مكلّفا. ونظرًا محدودية نطاقه، فمن الضروري زيادة عدد نقاط الوصول.
الجدول التالي يوضح الاختلافات الرئيسية بين تقنيتي لاي فاي والواي فاي.
| Feature | Li-Fi | Wi-Fi |
|---|---|---|
| Spectrum | Visible light | Radio frequencies |
| Range | 10 meters maximum | Approximately 250 meters outdoors and 20 meters indoors |
| Bandwidth | Unlimited | Limited |
| Energy consumption | Low | High |
| Estimated speeds | Up to 224 Gbps | Up to 46.4 Gbps (Wi-Fi 7) |
| IEEE Standard | IEEE 802.15.7 | IEEE 802.11 |
متى سيتم تعميم تقنية لاي فاي ؟
على الرغم من أنها لم تحظى بشعبية كبيرة بعد، إلا أن هذه التكنولوجيا ليست جديدة. في الواقع، يقوم الباحثون بدراسة وتجريب اتصالات لاي فاي Li-Fi منذ عام 2005. علاوة على ذلك، تقوم العديد من الشركات بتطوير وتسويق الحلول التي تستخدم هذه التكنولوجيا. على سبيل المثال، تقدم الشركة الفرنسية Oledcomm مجموعة كاملة من الأجهزة المخصصة لقطاعات الطيران والدفاع والأمن السيبراني والصناعة.
قدمت الشركة المصنعة PureLiFi جهاز Light Antenna One خلال المؤتمر العالمي للجوال (MWC) الأخير. وهو عبارة عن وحدة Li-Fi بحجم شريحة. ويمكن دمج هذا الأخير في أي جهاز متصل لضمان توافقه مع هذه التكنولوجيا.
إذا كان العديد من الفاعلين يعملون من أجل تطوير تقنية اللاي فاي Li-Fi، فذلك لأنها تمثل قبل كل شيء تحديًا كبيرًا للمستقبل. في الواقع، فهي تسمح لنا بالاستفادة من اتصال إنترنت لاسلكي عالي السرعة، آمن وبدون مخاطر على صحتنا. وبالإضافة إلى ذلك، فإن هذه التكنولوجيا ستوفر سرعات تصل إلى 100 مرة أعلى من سرعات شبكة الواي فاي، وهو ما من شأنه أن يفتح الطريق أمام إمكانيات لم يتم تصورها من قبل.
الاستخدامات المحتملة للاي فاي Li-Fi عديدة. حيث يمكن لهذه التكنولوجيا أن تساهم في تطوير المدن المتصلة، على سبيل المثال. ويمكن أن تكون مفيدة أيضًا في الأماكن العامة، مثل دور السينما أو محلات السوبر ماركت أو محطات القطار، حيث سيتم استخدام الإضاءة أيضًا لتوفير معلومات شخصية. ومن المتوقع استخدامها في العديد من الاستخدامات الأخرى : إنترنت الأشياء، والواقع المعزز، وما إلى ذلك.
وبالتالي سيكون المصنعون قادرين على البدء في تصميم الأجهزة المتوافقة مع كل من الـ Wi-Fi و الـ Li-Fi. وبفضل هذا البروتوكول الهجين، ستتمكن أجهزة التوجيه أو الراوتر المستقبلية من استخدام كلتا التقنيتين في وقت واحد لتقديم أداء أقوى. يتراوح الأداء الحالي من 10 ميجابت/ثانية إلى 9.6 جيجابت/ثانية، مثل معيار Wi-Fi 6. لا تزال التكنولوجيا في طور نشأتها بحيث لا يمكنها الوصول إلى سرعات نظرية تبلغ 224 جيجابت/ثانية. ومع ذلك، فإنها تبدو واعدة.
في عالم متصل بشكل متزايد، حيث تتزايد متطلبات السرعة، يعتبر اعتماد بروتوكول اتصال لاسلكي أكثر كفاءة أمرًا ضروريًا. ومن أجل الاستمرار في سباق الأداء، يجب أن تصبح تقنية لاي فاي Li-Fi أكثر انتشارًا في السنوات القادمة. ومن المحتمل أن تحل محل شبكة واي فاي Wi-Fi في النهاية. حتى لو كانت هذه الأخيرة لا يزال أمامها وقت طويل قبل أن تصير من الماضي.
بحلول عام 2030، من المتوقع أن يشهد سوق اللاي فاي Li-Fi العالمي نموًا كبيرًا. حيث أعلنت شركة Grand View Research الأمريكية عن متوسط نمو سنوي قدره 51٪ بدءاََ من عام 2023 إلى عام 2030. بالإضافة الى ذلك، تشير التقديرات إلى أن نمو السوق سيصل إلى أكثر من 7.75 مليار دولار في عام 2030.