Li-Fi の概念をわかりやすく説明しましょう。また、なぜ Li-Fi が将来的にそうなるのか、その理由、無線通信において Wi-Fi よりも優れている理由、LiFi と WiFi の違いについても説明します。
光をベースにした光ファイバーは現代の電気通信およびインターネット サービスの基盤ですが、私たちは通常、家庭やオフィスでコンピューター、ラップトップ、またはモバイル デバイスを接続するために Wi-Fi またはイーサネットを使用します。 Wi-Fi の無線周波数とイーサネット ケーブルの電気信号は家庭やオフィスでのデータトランザクションを簡単に処理できますが、インターネット サービス プロバイダーや ISP は光ファイバーを使用しており、言うまでもなく、ティア 1 ISP もデータ伝送の処理に同じ光ファイバーを使用しています。大量に。光ファイバーを使用する主な理由は、より多くのデータをスペクトルに適合させるための光の速度と可視光の高周波です。
想像してみてください。可視光を使用してラップトップやその他のデバイスとルーターの間で信号を送信できたり、可視光を介して複数のデバイス間で信号を送受信できたりすることができたら、どれほどすばらしいことになるでしょうか。私は不可能を提示する SF 映画について話しているのではありません。それは現実であり、今後数日のうちに、リビングルームの LED やオフィスの照明がルーターとして機能し、高速データ転送を実現し、干渉を受けやすい無線信号や、干渉の原因となるワイヤーを排除することができるようになります。そもそも、たくさんの混乱があります。私が話しているのは、Light Fidelity の頭字語である Li-Fi テクノロジーについてです。それを Wi-Fi またはワイヤレス忠実度に関連付けるだけです。
Li-Fi は、次のことを実現する通信方式です。可視光通信またはVLC、信号は可視光を介して送信でき、光検出器を使用して信号をリアルタイムで解釈できます。
信号は、非常に高速にオンまたはオフにできる LED などのライトの明るさを制御することによって送信されます。これは、ライトに供給される電力を制御してオフにするために使用される光学式ドライブを使用して実現されます。 、送信される信号に従って、暗くしたり明るくしたりします。
クライアントまたはデバイス側の光検出器は、これらの非常に小さな変化を検出するのに十分な能力を備えている必要があり、これは最終的には可視光を通じて送信されたデータを受信するのに役立ちます。 LED の切り替えは人間の目では理解できないほど速いため、LED 照明のちらつきが部屋やオフィスの明るさに影響を与えることはありません。
なぜ Li-Fi が Wi-Fi よりも優れているのでしょうか?
必要は発明の母であり、私たちは自分たちの利便性のためだけでなく、これから起こる新たな課題に対処するために物事を洗練させます。同様に、Li-Fi を使用すると、ワイヤレス データ送信に関する現代の課題に効率的に対処できます。
使用するメリットをいくつか見てみましょうWi-Fi 経由の LiFi。
帯域幅が増えると速度も向上します
未来は IoT の時代であり、考えられるほぼすべてのデバイスがインターネットに接続されることになり、より多くの帯域幅が必要になります。最近のルーターは、電波のスペクトルが非常に短いため、あまりにも多くのデバイスを接続するとすぐに圧倒されてしまいますが、可視光はより広いスペクトルを持っており、より多くのデータを収容できます。
電波の周波数は3KHzおよび300GHz、可視光の周波数範囲は次のとおりです。430および770THz、可視光のスペクトルは電波のスペクトルよりもほぼ 1,000 倍広くなります。 Li-Fi は驚異的な速度を処理できます。224ギガビット/秒、および速度100ギガビット/秒テスト環境下で達成されました。現時点ではほとんどの ISP がそのような速度を提供しておらず、個々のユーザーにこれほどの高速ダウンロードを提供する Web サーバーもほとんどないため、このような満足のいく速度でファイルをダウンロードすることはできません。しかし、控えめに言っても、このスピードは達成可能であり、新たな可能性をもたらす可能性があります。
インフラストラクチャのセットアップコストが低い
Wi-Fi は、デバイスから空中に送信される電波を送受信することで機能します。無線信号を送受信するには特別なデバイスが必要ですが、そのために当社の Wi-Fi ルーターを使用します。そこにはロケット科学は含まれていません。しかし、光について考えてみましょう。それは私たちが見ることができるあらゆるところにあります。私たちの机や部屋には照明があり、それらの光源は光学ドライブを追加するだけで光信号を送信するために使用できます。
そのため、通信目的でまったく新しいインフラに追加投資することなく、日常的に使用する光源を使用して信号を送信できます。 LED 電球を入手するだけで、ワイヤレスでインターネットにアクセスする準備が整います。
放射線の危険がない
電波に関連した健康被害は常に深刻ですが、一部の精密な機器に干渉して誤動作を引き起こす可能性があり、これはほとんどの人が望んでいることではありません。健康上のリスクは証明されていないかもしれませんが、安全上の理由から電波はさまざまな場所で禁止されています。しかし、Li-Fi では光がどこにでもあるため、そのような問題は発生しません。光があるところには Li-Fi があり、したがってインターネットにアクセスできます。電波による放射線の危険はありません。
光波は干渉を受けにくいため、データ ソースの速度や利便性を低下させる可能性のある干渉やその他の要因がほとんどなく、非常に高速なインターネット接続またはデータ ソースとして Li-Fi を使用できます。
データ密度の管理の改善
電波は、データの受信機が範囲内のどこにあるかに関係なく、発信元から全方向に伝わります。範囲内であれば自由に Wi-Fi 接続に接続できるので、これは間違いなく素晴らしいことですが、1 か所に座ってインターネットにアクセスしている場合は、多くの無駄が発生します。この問題はビームフォーミングなどの新しいテクノロジーを使用することである程度軽減できますが、それでも完全ではありません。
可視光について考えてみましょう。物理的な障害物を使ってより簡単に光の透過を遮断することで、光を一点に集中させ、散乱をほぼ完全に止めることができます。光を 1 点に集中させることで、エネルギーの無駄を削減できるだけでなく、光源から得られる完全な光ビームを最大限に活用することもできます。一部の特別なアクチュエータは、ユーザーが異なる方向に移動している場合に光源を移動または回転させるために使用することもできます。
セキュリティの向上
プライバシーを非常に重視している場合は、Wi-Fi の通信範囲内に悪意のある人がいる場合、特別なツールを使用すると信号が簡単に傍受される可能性があるため、Wi-Fi を使用することを恐れるかもしれません。理由は簡単です。電波は壁やその他の障害物を通過することができるため、通信範囲を広げるのに役立つことは間違いありませんが、安全性も危険にさらされています。
まあ、光波はそこまで有能ではない。周囲がガラスの壁に囲まれた立派な建物に住んでいない限り、彼らは壁を通り抜けて移動することはできません。時には少ない方が良い場合があり、それは Li-Fi にも当てはまります。攻撃者があなたと同じ部屋にいる場合を除き、他人があなたのネットワークに盗聴して信号を傍受することは不可能です。それと同じことはほとんど不可能に近いです。これは、プライバシーに関して Wi-Fi に比べて大幅に改善されました。
以上が、Li-Fi が Wi-Fi よりも優れている、あるいは少なくともそうなるであろう方法でした。
LiFi テクノロジーの限界または課題
しかし、優れたテクノロジーにはそれぞれ独自の限界があります。それほどではありませんが、Li-Fiも例外ではありません。 Li-Fi の制限をいくつか見てみましょう。
最初の制限は間違いなく、Li-Fi ネットワークの範囲です。 Li-Fi 信号はある部屋から別の部屋に伝わることができず、これが大きな制限となります。しかし、異なる部屋でデータ ソースとして使用される電球を同期することは、この問題の解決策になる可能性があります。言うまでもなく、壁やその他の不透明な障害物を光が通過するようにしてもこの問題を根絶することはできません。
光害は今日深刻な問題であり、光検出器を混乱させる可能性のある複数の光源がある公共の場所やその他の場所でLi-Fiを使用する場合、それがハードルとなる可能性があり、最終的にはデータの損失やデータの破損を引き起こす可能性があります。最悪の場合は断線。
Li-Fiのさまざまな用途
この技術は、インターネットにアクセスするための信号源として LED 電球を使用してインターネットにアクセスする以外にも、さまざまな方法で使用できます。 Li-fi の実装をいくつか見てみましょう。
デバイス間のデータ送信
Li-Fi は、光源からデータを受信するだけでなく、短距離の 2 つのデバイス間で非常に高速にデータを送信するためにも使用できます。
街路灯を利用した公衆への安価なインターネット アクセス
街路灯は何も目新しいものではありません。 Li-Fi を使用すると、街路灯をインターネット アクセスのソースとして使用できます。基本的なインフラストラクチャがすでに存在しているため、非常に低コストで無料の公衆インターネット接続を提供するのに役立ちます。
鉱山やその他の危険な環境での使用
無線信号は鉱山のような危険な環境には適していません。 Li-Fi は可視光を使用するため、電波が損害を引き起こす可能性がある鉱山やその他の同様の危険な環境内でインターネット アクセスを提供するためにも使用できます。
機内で簡単にインターネットにアクセス
航空機の各乗客の座席の上にあるライトは、真下に座っている乗客にサービスを提供する高速インターネットのソースとして使用できます。 Wi-Fi やその他の電波が必ずしも航空管制からの信号に干渉するわけではありませんが、可視光がインターネット アクセスを提供する媒体であるため、干渉の問題は発生せず、苦情の余地もありません。
自動運転車間の通信
最近のすべての車には、後部、側面、前部に LED ライトが装備されています。自動運転車も例外ではありません。 LED ライトにより、車は近くの他の車と通信できるようになり、意思決定や衝突や事故の回避に役立ち、よりスマートで信頼性の高いものになります。
さらに知っておきたいポイント
Wi-Fiは電波が目に見えないため、寝ている人に迷惑をかけることなく、夜でもインターネットにアクセスできます。しなやかな光が目に見えるにもかかわらず、Li-Fi を使用すると、同じ部屋で寝ている他の家族の邪魔をせずにインターネットにアクセスできます。しかしなんと！光の強度は非常に低い強度に抑えることができ、他の人に迷惑をかけることなく、インターネットへのアクセス方法にほとんど変化を引き起こすことはありません。ナイトランプを使用すれば、Li-Fiの信号源としても使用できます。
Wi-Fi とは異なり、ネットワークに接続しているユーザーの数や、ソースの実際の使用状況や帯域幅の使用状況に応じて、光の明るさや強度を制御することもできます。これにより電力が節約され、永久に環境に多大な影響を与えることになります。
ハラルド・ハースは、2011 年の TED トークのエピソードで Li-Fi の概念を説明しましたが、それ以来大きな進歩を遂げました。このテクノロジーを実装するために追加のインフラストラクチャは必要ないため、Li-Fi の夢が数年のうちに実現することが期待できます。さまざまな課題があるとき、実装する5G技術何らかの新しいインフラストラクチャが必要な場合、消費者への Li-Fi の導入は、地理的エリア内での移動やローミング中はそうではないとしても、少なくとも家庭内で非常に高速なインターネットを提供するための大きな進歩となる可能性があります。
私たちは、光ファイバーを使用する以外に、データを送信するために長い間光を使用してきました。 Li-Fi はそのキャップに新たな羽を加えようとしています。
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