มองไปรอบๆ บ้านของคุณ และบอกเราถึงสิ่งที่คุณพบได้ทั่วไปในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และไฟฟ้าเกือบทั้งหมดของคุณ การเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ต ถูกต้อง! จะเป็นอย่างไรถ้าเราบอกว่าเหมือนกับเครือข่ายมือถือและเราเตอร์ Wi-Fi ของคุณ เราก็สามารถใช้ไฟ LED เหล่านั้นเพื่อการสื่อสารได้เช่นกัน! ไม่เชื่อฉันเหรอ เป็นเทคนิคที่น่าทึ่งมาก!
เราอาจกล่าวได้ว่ามีประเภทการสื่อสารเพิ่มขึ้นอีกหนึ่งประเภทในรายการประเภทการสื่อสาร เพื่อให้แม่นยำในหมวดการสื่อสารไร้สายด้วยแสง ซึ่งรวมถึงการสื่อสารด้วยแสงทุกประเภทที่ไม่ได้ใช้สายเคเบิลออปติก
อ่านด้วย: 21 เทคโนโลยีขนาดใหญ่แห่งทศวรรษหน้า – ตอนที่ 1
การถ่ายโอนข้อมูลหรือการสื่อสารโดยใช้ไฟ LED เรียกว่า Visible Light Communication เมื่อเราพูดถึง VLC จะเรียกว่าแหล่งกำเนิดแสงซึ่งใช้ในการส่งข้อมูลโดยการปิดสวิตช์แสงด้วยความเร็วที่สูงมาก ซึ่งตาปกติไม่สามารถตรวจจับได้ แต่ตัวตรวจจับภาพถ่ายสามารถตรวจจับได้
VLC =การส่องสว่าง + การสื่อสาร
คำอื่นๆ ที่คล้ายกับ VLC คือ
- การสื่อสารด้วยแสงในอวกาศฟรี – วิธีการสื่อสารนี้คล้ายกับ VLC แต่ไม่จำกัดเฉพาะแสงที่มองเห็น ดังนั้นรังสีอัลตราไวโอเลตและอินฟราเรดจึงจัดอยู่ในประเภท FSO นอกจากนี้ยังไม่มีข้อกำหนดเกี่ยวกับการส่องสว่างสำหรับ FSO ดังนั้นจึงมีแนวโน้มที่จะใช้ในลำแสงที่โฟกัสแคบสำหรับการใช้งานต่างๆ เช่น การเชื่อมโยงการสื่อสารระหว่างอาคาร
- Li-Fi – เป็นคำที่ใช้อธิบาย VLC ความเร็วสูงในสถานการณ์แอปพลิเคชันที่มีการใช้ Wi-Fi night ด้วย การสื่อสารด้วย Li-Fi คล้ายกับการสื่อสารด้วย Wi-Fi โดยมีข้อแตกต่างที่ Li-Fi ใช้แสงที่มองเห็นได้ในการส่งสัญญาณ ในขณะที่ Wi-Fi ใช้คลื่นวิทยุในการส่งสัญญาณ
คำจำกัดความ
LiFi ย่อมาจาก Light Fidelity เป็นระบบ Visible Light Communications (VLC) ซึ่งเป็นเทคโนโลยีเครือข่ายออปติกแบบไร้สายซึ่งใช้ไดโอดเปล่งแสงในการรับส่งข้อมูล
LiFi ได้รับการออกแบบให้ใช้หลอดไฟ LED คล้ายกับหลอดไฟประหยัดพลังงานที่เราใช้ในบ้านและสำนักงานของเรา หลอดไฟ LED เหล่านี้ไม่เพียงแค่ช่วยในการถ่ายโอนข้อมูล แต่ยังช่วยเพิ่มความเร็วได้สูงสุดถึง 224 กิกะบิตต่อวินาที
ลองนึกภาพแสงแฟลชที่คุณอาจใช้เพื่อส่งสัญญาณรหัสมอร์ส เมื่อดำเนินการด้วยตนเอง นี่จะเป็นการส่งข้อมูลโดยใช้สัญญาณไฟ แต่เนื่องจากไฟกะพริบและเปิดอยู่ จึงไม่สามารถพิจารณาว่าเป็นแหล่งกำเนิดแสงที่เป็นประโยชน์ได้ ตอนนี้ลองนึกภาพว่าแสงแฟลชถูกเปิดและปิดอย่างรวดเร็วมากผ่านคอมพิวเตอร์ จากนั้นเราไม่สามารถมองเห็นข้อมูลได้ และแสงแฟลชดูเหมือนจะเปล่งแสงคงที่ ดังนั้นตอนนี้เราจึงมีแสงสว่างและการสื่อสาร ซึ่งสิ่งนี้เหมาะกับคำจำกัดความของ VLC ของเรา
อ่านด้วย: การผลิตกระแสไฟฟ้าจากคริสตัลเพียโซอิเล็กทริก
กำลังทำงาน
การทำงานของระบบนี้ง่ายมาก การส่งทำได้เพียงแค่เปิดและปิดไฟ LED ในรูปแบบที่กำหนดข้อมูล การเปลี่ยนอย่างรวดเร็วนี้ไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า
ระบบ Li-FI หรือ VLC อย่างง่ายมีส่วนประกอบที่มีคุณสมบัติตามที่กำหนดสองส่วน:
- อุปกรณ์อย่างน้อยหนึ่งเครื่องที่มีโฟโตไดโอดสามารถรับสัญญาณแสงได้
- แหล่งกำเนิดแสงที่ติดตั้งหน่วยประมวลผลสัญญาณ
ลองพิจารณาหลอดไฟธรรมดา เมื่อใช้กระแสคงที่กับหลอดไฟ กระแสโฟตอนที่คงที่จะถูกปล่อยออกมาจากหลอดไฟซึ่งสังเกตได้ว่าเป็นแสงที่มองเห็นได้ หากกระแสไฟฟ้ามีการเปลี่ยนแปลงอย่างช้าๆ ความเข้มของแสงที่ส่งออกไปจะหรี่ลง หลอดไฟ LED เป็นอุปกรณ์กึ่งตัวนำ กระแสไฟและด้วยเหตุนี้เอาต์พุตแบบออปติคอลจึงสามารถมอดูเลตด้วยความเร็วที่สูงมาก ซึ่งตรวจจับได้ด้วยอุปกรณ์ตรวจจับภาพถ่ายและแปลงกลับเป็นกระแสไฟฟ้า
ในเทคโนโลยีการสื่อสารทั้งหมด ข้อมูลจะถูกแปลงเป็นสตริงข้อมูลไบนารีของ 1 และ 0 สตริงนี้สามารถเข้ารหัสในรูปแบบของสัญญาณเปิดและปิด 1 จะแสดงเป็นสัญญาณเปิดของแสง และ 0 จะแสดงเป็นสัญญาณปิดของแสง ที่ปลายเครื่องรับ การกะพริบของแสงจะตีความเป็น 1 และ 0
อ่านด้วย: สุดยอดเครื่องมือรวมข้อมูลแบบโอเพ่นซอร์ส
WiFi กับ LiFi
เราสามารถเปรียบเทียบ Li-Fi กับ Wi-Fi ได้ เนื่องจากทั้งคู่ส่งข้อมูลทางแม่เหล็กไฟฟ้า โดยมีข้อแตกต่างตรงที่ Wi-Fi ใช้คลื่นวิทยุ ทำให้อัตราการรับส่งข้อมูลช้าลงในขณะที่ Li-Fi ทำงาน บนแสงที่มองเห็นซึ่งให้อัตราการถ่ายโอนข้อมูลที่เร็วกว่ามาก การรบกวนของสัญญาณจากจุดเข้าใช้งานใกล้เคียงเป็นความท้าทายที่สำคัญในการส่งสัญญาณ Wi-Fi ในขณะที่ระบบ Li-Fi ไม่มีข้อบกพร่องดังกล่าว
การสื่อสารด้วยคลื่นความถี่วิทยุต้องใช้วงจรวิทยุ เสาอากาศ และเครื่องรับที่ซับซ้อน ในขณะที่ Li-Fi นั้นง่ายกว่ามากและใช้วิธีการมอดูเลตโดยตรงคล้ายกับที่ใช้ในอุปกรณ์สื่อสารอินฟราเรดราคาประหยัด เช่น เป็นหน่วยควบคุมระยะไกล
Li-Fi เข้ากันได้กับอุปกรณ์ IrDa และไม่มีปัญหาการรบกวน สามารถนำไปใช้ในสภาพแวดล้อมที่หลากหลาย เช่น สายการบินและการสำรวจทางทะเล ในทางกลับกัน Wi-Fi เข้ากันได้กับอุปกรณ์ 802.11 เท่านั้นที่ใช้สำหรับการท่องอินเทอร์เน็ตและสร้างฮอตสปอตเป็นหลัก
ข้อดีหลักบางประการของเทคโนโลยี Li-Fi ซึ่ง Wi-Fi ไม่ได้นำเสนอคือ
- มันสามารถแพร่กระจายในบริเวณที่มีความหนาแน่นสูงและในน้ำเค็มได้
- สัญญาณในระบบนี้ไม่สามารถผ่านกำแพงได้ ดังนั้นข้อมูลจึงมีความปลอดภัยและได้รับการปกป้องมากกว่า
- แสงที่มองเห็นมีความหนาแน่นมากกว่าคลื่นวิทยุ ซึ่งทำให้สามารถถ่ายโอนข้อมูลจำนวนมากได้
- ความเร็วสูงสุดที่บันทึกไว้ของระบบ Li-Fi คือ 10Gbit/วินาที
ประโยชน์
- ประสิทธิภาพ – เทคโนโลยีทำงานในสเปกตรัมแสงที่มองเห็นได้ เนื่องจากสำนักงานและบ้านมีหลอด LED อยู่แล้ว ดังนั้นจึงสามารถใช้เพื่อวัตถุประสงค์สองประการได้ จึงทำให้มีประสิทธิภาพทั้งในด้านต้นทุนและพลังงาน
- ความพร้อมใช้งาน – ข้อได้เปรียบที่ดีที่สุดของเทคโนโลยีคือสามารถมีอยู่ในทุกสถานที่ที่มีแสงสว่างและหลอดไฟ LED นั่นหมายความว่า บ้าน เครื่องบิน สำนักงาน ร้านค้า และห้างสรรพสินค้า ทุกแห่งสามารถรับส่งข้อมูลความเร็วสูงได้
- ความปลอดภัย – ความปลอดภัยเป็นข้อได้เปรียบที่ใหญ่ที่สุดของเทคโนโลยี Li-Fi เนื่องจากสัญญาณที่มองเห็นไม่สามารถทะลุผ่านวัตถุทึบแสงได้ ด้วยเหตุนี้ การเข้าถึง Li-Fi จึงถูกจำกัดไว้ที่ห้องเดี่ยว
ข้อบกพร่อง
ไม่มีเทคโนโลยีใดที่สมบูรณ์แบบด้วยตัวมันเอง แต่ละคนมีข้อจำกัดหรือข้อบกพร่องของตัวเอง เทคโนโลยี Li-Fi ก็ไม่มีข้อยกเว้น แม้จะมีประโยชน์ทั้งหมดในแง่ของความปลอดภัยและความเร็ว แต่เทคโนโลยี Li-Fi ก็ยังมีความท้าทายที่ต้องเผชิญดังต่อไปนี้:
- แนวสายตา – นี่เป็นข้อได้เปรียบที่ชัดเจนเนื่องจากสัญญาณจะยาวขึ้น แต่ในขณะเดียวกันก็มีข้อจำกัดในแง่ของระยะครอบคลุมเนื่องจากสัญญาณสะท้อนจากวัตถุในชีวิตประจำวันของเรา
- การบิดเบือนหลายเส้นทาง – ความผิดเพี้ยนนี้เกิดจากการล่าช้าในการรับสัญญาณที่ปลายทางจากตัวรับส่งสัญญาณ เนื่องจากแต่ละเส้นทางมีความยาวจากต้นทางถึงปลายทางไม่เท่ากัน สิ่งนี้สร้างปัญหาของการรบกวนระหว่างสัญลักษณ์
- การสื่อสารแบบซิมเพล็กซ์ – VLC ให้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดเมื่อใช้สำหรับการส่งสัญญาณทางเดียว แม้ว่าจะมีหลายวิธีในการแยกอัปลิงก์และดาวน์ลิงก์โดยการแบ่งความยาวคลื่น เวลา และการมีรหัสที่แตกต่างกัน แต่เนื่องจาก VLC ที่มีต้นทุนสูง ดูเหมือนจะเป็นความคิดที่ดีที่สุดสำหรับการใช้งานดาวน์ลิงก์
- เปิดไฟ – เพื่อให้ระบบ VLC ทำงานได้ ต้องเปิดไฟไว้ตลอดเวลา ในกรณีของพื้นที่เชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรม ไฟจะเปิดทุกครั้งที่มีคนว่าง ในกรณีของพื้นที่ภายในบ้าน ไฟจะใช้สำหรับการส่องสว่างเท่านั้น และจะปิดเป็นเวลาสูงสุดในแต่ละวัน
- แหล่งเครื่องส่งสัญญาณ – ไฟ LED ถูกผลิตขึ้นเพื่อการส่องสว่างเท่านั้น แอปพลิเคชั่นการสื่อสารไม่ได้อยู่ในรายการแผนรอง ในทางปฏิบัติ ผลลัพธ์ที่ยอดเยี่ยมสามารถทำได้ด้วยอุปกรณ์ LED ที่มีราคาย่อมเยา
Li-Fi เป็นเทคโนโลยีที่น่าทึ่ง นอกจากนี้ยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น เป็นการยากที่จะคาดเดาการเติบโตของเทคโนโลยีในอนาคตในช่วงเริ่มต้นนี้ แต่ก็ปลอดภัยที่จะบอกว่าการรวมกันของ Li-Fi และ Wi-Fi จะนำสิ่งที่ดีที่สุดของทั้งสองโลกมาสู่อินเทอร์เน็ต
