LiFi چیست؟
یکی از سیستم‌هایی که در چند سال اخیر به عنوان جایگزین وای‌فای مطرح شده است؛ Light Fidelity (همان‌دهی با نور) است که به طور اختصار و به پیروی از WiFi به نام LiFi شناخته می‌شود. صحبت اصلی لای‌فای این است که از نور به جای امواج رادیویی و به جای دستگاه‌هایی به نام روتر از چراغ‌های LED برای انتقال اطلاعات استفاده شود؛ در واقع به جای استفاده از طیف‌های نامریی امواج رادیویی به سراغ طیف‌های مریی فراسرخ و نزدیک به فرابنفش نور برویم. ایجاد تغییر با سرعت زیاد در میزان شدت نوری که تابیده می‌شود، می‌تواند منبع تولید اطلاعات باینری یا همان دودویی باشد. یک دستگاه گیرنده با دریافت پرتوهای نور و مقایسه میان شدت روشنایی هریک از آن‌ها و میزان تغییراتی که رخ داده، اطلاعات دیجیتالی را دریافت و تبدیل کند؛ در نتیجه این انتقال اطلاعات، کامپیوترها، تبلت‌ها، اسمارت‌فون‌ها و دستگاه‌های همراه دیگری می‌توانند به اینترنت متصل شوند؛ پس، لای‌فای چیزی بیش‌تر از تابش نور با درخشندگی بیش‌تر و کم‌تر برای ساختن صفرها و یک‌های دیجیتالی و در کنار یک‌دیگر قراردادن‌شان تا رسیدن به اطلاعات واقعی نیست؛ در حالی که در آزمایش‌های اخیری که صورت گرفته است، فناوری لای‌فای به صورت عملی توانسته است اطلاعات را با سرعت ۱۵۰ مگابیت بر ثانیه منتقل کند؛ البته کارشناسان پیش‌بینی می‌کنند این میزان سرعت به مرز ۱۰ گیگابیت بر ثانیه برسد که چیزی در حدود ۲۵۰ برابر میانگین سرعت شبکه‌های باندپهن کنونی است؛ پس، تعجب‌آور نیست که می‌بینیم مردم با شنیدن لای‌فای هیجان‌زده می‌شوند و دوست دارند زودتر این فناوری کاربردی و عملیاتی شود. در میان افراد مختلفی که روی فناوری لای‌فای کار کردند، باید از استاد دانشگاه ادینبورگ، پروفسور هارالد هاس (Harald Haas) نام ببریم؛ در واقع وی اولین نفری بود که در سال ۲۰۱۱ روی این ایده کار و در سخنرانی خود در موسسه TED بدان اشاره کرد.
پروفسور هالس می‌گوید: «ایده لای‌فای یک ایده نسبتاً قدیمی است؛ حتی الکساندر گراهام بل در سال ۱۸۸۰ از نور برای برقراری ارتباط در حین ساخت فتوفون استفاده کرده است؛ اما ایده اصلی لای‌فای، هنگامی مطرح شد که چراغ‌های LED ظهور کردند؛ چون آن‌ها ظرفیت‌های جدیدی را به وجود آوردند و اجازه دادند تا انتقال اطلاعات روی نور با سرعت بیش‌تری رخ بدهد. من این موضوع را ۱۲ سال پیش هنگامی که داشتم روی یک پروژه در دانشگاه کار می‌کردم، متوجه شدم و از آن هنگام دائم به این فکر می‌کردم که چگونه می‌توان اطلاعات را با سرعت زیاد، روی طیف‌های نوری متصاعد شده از چراغ‌های LED جدید منتقل کرد. همان زمان هم الگوریتم‌های مدولاسیون رمزنگاری برای چراغ‌های LED وجود داشت که مشکل بزرگ دیگری به نام امنیت اطلاعات را حل می‌کرد».
لای‌فای چگونه کار می‌کند؟
شاید در سایت‌های مختلف چیزهایی درباره لای‌فای خوانده باشیم و بدانیم که انتقال اطلاعات از طرق نور انجام می‌شود؛ اما سوالات فنی زیادی پیرامون این فناوری مطرح است. اطلاعات چگونه به دست یک لامپ LED می‌رسد؟ لامپ‌های LED به کدام شبکه یا سرور یا زیرساخت وصل هستند؟ در دستگاه گیرنده چه اتفاقاتی می‌افتد؟ سعی می‌کنیم به طور مختصر به این سوال‌ها جواب بدهیم. گفتیم که اینفرارد در کنترل راه دور تلویزیون‌ها، به نوعی ساده شده فناوری لای‌فای است. هر یک از لامپ‌های LED از طریق یک کابل شبکه به یک روتر/اکسس‌پوینت یا سرور مرکزی وصل می‌شوند. کاربران، این دستگاه‌ها یا کابل‌ها را نخواهند دید و اصولاً از دسترس عموم مردم پنهان خواهند بود( قاعدتاً در دیوار کار گذاشته می‌شوند یا با استفاده از کف‌پوش‌های کاذب سقفی پهنان می‌شوند). هسته اصلی لامپ با استفاده از فلش زدن و روشن/خاموش شدن سعی می‌کند اطلاعات دریافت شده از کابل شبکه را روی طیف‌های نور متصاعدکننده از خود منتشر کند. در دستگاه گیرنده (مثلاً گوشی تلفن همراه یا تبلت) یک فتودیتکتور قرار دارد که رشته‌های نور را دریافت و کدگشایی می‌کند. اطلاعات کدگشایی شده به یک مبدل تحویل داده می‌شوند تا به صورت سیگنال‌های الکتریکی، تحویل پردازنده دستگاه شوند؛ همان‌طور که می‌بینید فناوری وای‌فای بسیار ساده و بدون هیچ‌گونه پیچیدگی خاصی کار می‌کند
چرا لای‌فای امن‌تر از وای‌فای است؟
فناروی لای‌فای از نور چراغ‌های LED برای ساختن اطلاعات و سپس ارسال آن‌ها به یک دستگاه گیرنده استفاده می‌کند. یک سوراخ کوچک در دستگاه گیرنده کافی است تا نور از طریق آن وارد شود و بعد تبدیل به اطلاعات شود؛ بنابراین، نه در دستگاه فرستنده که یک لامپ LED است و نه در دستگاه گیرنده، هیچ چیز اضافی فیزیکی نمی‌تواند نفوذ کند و این یک مزیت است؛ از سوی دیگر نور مرئی نمی‌تواند از دیوار، در و اشیای با جنس سخت عبور کند و در نتیجه اطلاعات درون یک اتاق یا خانه باقی می‌مانند. لای‌فای امن‌ترین روش برای انتقال اطلاعات میان کاربران یک خانه است. نور کاملاً قابل کنترل و محدودشدن است؛ اما امواج رادیویی فاقد این ویژگی‌اند و تا ده‌ها متر آن‌طرف‌تر قابل شنود و سرقت اطلاعات هستند. پروفسور هاس می‌گوید: «وقتی به اطراف خودمان نگاه می‌کنیم، حداقل ۱۰، ۱۵ یا ۲۰ شبکه بی‌سیم می‌بینیم. یعنی به طور طبیعی این شبکه‌ها قابل هک شدن هستند؛ اما برای فناوری لای‌فای چنین اتفاقی نمی‌افتد؛ چون شما هیچ شبکه‌ای نخواهید دید». مزیت امنیتی دیگر روی فناوری لای‌فای استفاده از الگوریتم‌ها و مدولاسیون‌های رمزنگاری بهتر و قوی‌تر روی طیف‌های نور مرئی نسبت به امواج رادیویی است. محققان روی این بعد از فناوری لای‌فای نیز تحقیقات زیادی کردند و چندین روش برای رمزنگاری اطلاعات با کم‌ترین هزینه و انرژی یافتند که در آینده مطرح خواهند شد.
آینده
هاس و همکارانش در دانشگاه ادینبورگ به شدت مشغول کار برای توسعه لای‌فای هستند؛ ولی آن‌ها تنها نیستند و تیم‌های تحقیقاتی دیگری در دانشگاه‌های سنت اندروز، استراتکلاید، آکسفورد، کمبریج و غیره نیز بر روی طیف‌های مختلف نور مرئی کار می‌کنند. کشور انگلیس یکی از پیشگامان این فناوری محسوب می‌شود که در توسعه لای‌فای سرمایه‌گذاری‌های کلانی انجام داده است. کشورهای دیگر دنیا از جمله ایالات متحده نیز به طور موازی دارند برنامه‌های خود را برای عملیاتی کردن لای‌فای پیش می‌برند؛ حتی هاس پیشنهاد داده است یک شهر به طور کامل به لای‌فای مجهز شود و سرویس‌های دیگری مانند ۴G و وای‌فای حذف شوند تا مزیت‌ها و ارزش واقعی این فناوری برای کارهای روزمره مردم نمایان شود و فرآیند جایگزینی آن با سیستم‌های ارتباطی قدیمی شتاب بیش‌تری بگیرد.
هاس با قاطعیت می‌گوید: «هم‌اکنون هم می‌توان یک شهر مجهز به لای‌فای داشت و نه تنها مشکل حادی پیش نخواهد آمد، بلکه روش‌های جدیدی از ارتباط مردم با یک‌دیگر کشف می‌شود. آن‌ها همیشه آنلاین و متصل خواهند بود و این چیزی است که همه انتظارش را دارند؛ به خصوص شرکت‌های ارائه‌دهنده خدمات آنلاین را خوشحال می‌کند». هاس بیش‌تر از یک فناوری، درباره تغییر روش‌های ارتباطی صحبت می‌کند و می‌گوید: «امروزه انسان به شیوه‌های متفاوتی با آیفون و شبکه‌های اجتماعی در ارتباط است؛ شیوه‌هایی که برای محیط زیست خطرناک هستند و زندگی شهری را با تهدیداتی روبرو کرده‌اند». هاس اعتقاد دارد باید این شیوه‌های ارتباطی تغییر کنند و از نور برای ارتباط انسان با ماشین و محیط زیست استفاده شود؛ اگر بتوانیم هر چیزی در محیط اطراف‌مان را با نور به اینترنت متصل کنیم؛ جهان تازه‌ای را ایجاد کرده‌ایم و ارتباطات در سطح بالاتری از اکنون قرار می‌گیرد و دیگر محدودیت‌های کانال‌های رادیویی یا پهنای‌باند، رویاهای ما را متوقف نمی‌کنند. هاس می‌گوید: «چنین جهانی را شاید در ده سال آینده ببینیم ولی از همین الان هیجان‌انگیز است»
