تعرُف ما هي تقنية Li-fi ؟

السلام عليكم ورحمة الله 

بعد تقنية الواي في Wi-fi,الباحثون والعلماء وكالعادة يحاولون استنزاف الأشياء واستخلاص كل طاقتها الممكنة، لذلك فكّروا في الاستفادة من الإضاءة وكيفية استغلالها أشد استغلال والنتيجة كانت تقنية تجري عليها الأبحاث حالياً لتطويرها من قبل العلماء , وبالأخص في معهد فراونهوفر هاينريش هيرتز وبالتعاون مع مختبرات خاصة بشركات عالمية رائدة في مجال الإلكترونيات مثل شركة سيمينز و فرانس تيليكوم أورانج. هذه التكنولوجيا ستغير مفهوم العالم للاتصال , وتُعرف بمصطلح الـ Li-fi أو VLC (Visible Light Communication ).

الـ VLC) Li-fi) أو الاتصال عبر الضوء المرئي , وتعريفها ببساطة هي تقنية تسمح للأشخاص بالاستفادة من أجهزة الإنارة -إلى جانب إضاءتها- لنقل البيانات عبرها والدخول إلى الانترنت باستعمال الضوء العادي القادم من تلك الأجهزة فقط..

حيت يقول البروفسور ناكاغاوا الذي يرأس الكونسرسيوم الصناعي الياباني للاتصالات عن الضوء المرئي “إن الضوء مستخدم يومياً بالفعل منذ زمن طويل من قِبَل ملايين الأشخاص لنقل المعلومات , وعلى سبيل المثال عندما يستخدم مشاهد تلفزيوني جهاز التحكم عن بعد الذي يعمل بالأشعة تحت الحمراء لتغيير القنوات إلّا أنّ هذه الوسيلة لنقل البيانات باستخدام ضوء الأشعة تحت الحمراء يقع خارج مجال رؤية العين البشرية”.

كيف تعمل هذه التقنية ؟ 

الفكرة واضحة ولا تحتوي أي تعقيد وهي نقل البيانات باستخدام موجات الضوء الذي تردده يتراوح بين 400 و800 تيراهيرتز.وبتم نقل البيانات وفقا لبروتوكول إتصال أنشأته  IEEE 802  هذا البروتوكول يعمل في طبقة data link.

 

 تعمل هذه التقنية على أساس تضمين (Modulation) الإشارة المرسلة مع انبعاث الضوء , أي أنّها تضمن موجات داخل موجات , وفكرتها هي أنّ هذه الإضاءة تغلق وتفتح بتردد عالي يقدّر بآلاف المرات,وبسرعة عالية جداً والتي لا تستطيع العين البشرية ملاحظتها وتمييزها وتعتبرها مضيئة دائماً، حيث يكون عملية إرسال المعلومة عن طريق هذا الإغلاق والفتح لتمثيل الصفر والواحد في لغة الكمبيوتر وهو نوع من الـ Modulation يسمى OOK On/Off Keying. 

قد يسألني أحدكم  وكيف نستقبل الإشارة إذا أطفأنا الإنارة؟ الجواب هو : إنّ هذه التقنية تعمل حتى ولو كانت الإنارة مطفئة وستقوم بالتوصيل، حيث أنّ الإنارة هنا سيتم تحويرها لكي تبقى هناك ومضات غير محسوسة هي التي تقوم بعملية النقل. حيث أنّ تغذيتها بتيار ضعيف يمكن أن تسمح لها بإصدار الفوتونات التي تقوم بالنقل. 

أمّا طريقة استقبالها فهي تحتاج إلى جهاز مستقبل خاص يكون أشبه بالمودم يقوم باستقبال هذه الومضات ونقلها إلى دائرة إلكترونية لتحويلها إلى إشارات مفهومة. 

من أهم مكوناته ببساطة هو متحسس ضوئي Photodetector , وهو عبارة عن قطعة إلكترونية تقوم بتحويل الضوء الساقط إلى فولتية أو تيار. ويمكن أن تكون : الدايود الضوئي Photodiodes، الترانسستر الضوئي Phototransistors، أو المقاومة الضوئية Photoresistors.

كيف يمكننا الاستفادة منها ؟

يمكننا استعمال هذه التقنية وتطبيقها في عدة مجالات أبرزها هو الدخول إلى الانترنت  و كذلك نقل البيانات بين أجهزة الشبكة، لذلك تتنوع استعمالاتها بين الشبكات وبين مجال الاتصال بشكل عام ومن هذه الاستخدامات :

• تعتبر حل مناسب في الأماكن التي تزدحم فيها إشارات أجهزة الواي فاي والأجهزة التي تستعمل الموجات الراديوية , حيث تكون أكثر عرضة للضوضاء والتداخل فيما بينها , فعلى سبيل المثال : تزويد الانترنت في الطائرات فقريباً جداً سيكون بمقدور الركاب استخدام شبكة الإنترنت على أجهزتهم الخاصة أثناء السفر، في الوقت نفسه سيوفر لمصنعي الطائرات مبالغ طائلة يتم إنفاقها في إنشاء كيلومترات من الكابلات .

• تستعمل في الأماكن الخاصة والسرية والتي تحتاج إلى تأمين الدخول إلى الشبكة كون البث لا يتعدى الجدران إلى باقي أجزاء المبنى كما في باقي التقنيات وينحصر في الغرفة التي تحتوي الأجهزة فقط .
  

• يمكن أن تكون البديل الأمثل للشبكات التي تستعمل الموجات الراديوية المضرة وخصوصاً التي تبث بقدرات عالية , حيث تعتبر الـ Li-fi غير مضرة للصحة ولا تشكل أي خطورة .
  

• كذلك يستعمل في الأماكن التي يكون فيها البث بالموجات الراديوية ممنوعاً ويحتاج إلى ترخيص كما في المواقع العسكرية .
  

• أيضاً يمكن استعمالها لإيصال الربط بين أجهزة الـ GPS داخل البنايات والأقمار الصناعية وحيث إن اتصال الـ GPS يتطلب وجود فضاء مفتوح للاتصال بالأقمار الصناعية، وبذلك ساهمت في حل بسيط لهذه المشكلة.
  

• يمكن استخدامها في المستشفيات على سبيل المثال، حيث يمكن توظيف جزء من قدرة مصابيح غرفة العمليات في توجيه روبوت داخل غرفة العمليات أو تشغيل أجهزة الغرفة أو جهاز أشعة الإكس راي .
  

• من ناحية الاتصال يمكن الربط عن طريقها بين جهاز وآخر، حيث يمكننا عمل شبكة بين هاتفين أو لربطها مع الكمبيوتر، إضافة إلى ذلك في شهر يوليو من هذا العام 2011 وبالتحديد في مؤتمر TED العالمي تم أيضاً تقديم أول تجربة نقل فيديو بنقاوة HD وعرضه على التلفزيون باستخدام تقنية الـ Li-fi , ويمكن تطبيق غيرها من الأمثلة على ذلك .
  

• يمكن استعمالها للاتصال البحري بين الغواصين بسبب صعوبة إمكانية الاتصال بواسطة الإشارات الراديوية تحت الماء, وكذلك في تبادل المعلومات بين الإشارات المرورية ولوحات الإرشاد و التحذيرات بشأن الاختناقات المرورية أو الحوادث بين السيارات في الشوارع .

هذه التقنية يجري العمل عليها حالياً بشكل أساسي لتحسين سرعتها , ويتوقع أن يكون لها قبول وشعبية في المستقبل القريب، وكما يقول “هارالد هاس” أبرز الباحثين في هذا المجال والذي يعمل كأستاذ في معهد الاتصالات الرقمية في جامعة ادنبره في اسكتلنده  ” إنّ الاتصالات عبر الضوء المرئي ستؤدي إلى ارتباط  أوثق بين البشر والآلات”.  حسب رأيي ستكون حل لبعض نقاط الضعف لتقنيات الشبكات الأخرى وإضافة جيدة لها. وكما قلت هذه التقنية هي الآن تحت الأبحاث والتجارب ومن المؤمّل أن تطبق تجارياً بشكل تجريبي قريبا إن شاء الله.

وأخيرا أتمنى أن تكونوا قد أستفدتم من هذه المقالة, دمتم في رعاية الله والى فرصة قادمة أن شاء الله .

Posted in: الشبكات و النظم, تقنـيات الحاسوب