در حال بار گذاری
امروز: دوشنبه ۱ مهر ۱۳۹۸

فناوری > آينده اينترنت و گذار از امواج الکترومغناطيس به پرتوهاي نوري

گروه فناوري:امروزه اينترنت نقشي حياتي در زندگي مردم دارد و در آينده نيز بخش‌هاي بيشتري از زندگي مردم را تحت تأثير قرار مي‌دهد.

    گروه فناوري:امروزه اينترنت نقشي حياتي در زندگي مردم دارد و در آينده نيز بخش‌هاي بيشتري از زندگي مردم را تحت تأثير قرار مي‌دهد.
     اينترنت برخلاف تصور رايج، تنها در دسترس نيمي از جمعيت جهان قرار دارد. اتصالي که امروزه به قابليتي پيش‌فرض و عادي در اکثر کشورهاي جهان تبديل شده است، براي بسياري در دسترس نيست. در واقع ميلياردها نفر در سرتاسر جهان هنوز به اينترنت پايه و اتصالي پايدار به جامعه‌ي جهاني دسترسي ندارند.
    وضعيت موجود نشان مي‌دهد که اگر به‌دنبال برابري ديجيتال در کل جهان باشيم، ابتدا بايد دسترسي جامعه‌ي باقي‌مانده را به اينترنت ممکن کنيم.علاوه بر تلاش براي اتصال جمعيت باقي‌مانده از جهان به اينترنت، پديده‌اي به نام اينترنت اشياء هم تأثير قابل توجهي در آينده‌ي دنياي فناوري دارد.
     ده‌ها ميليارد دستگاه هوشمند در صف توليد قرار دارند و تقريبا همه‌ي آن‌ها با پيش‌فرض اتصال دائمي به اينترنت طراحي مي‌شوند. در نتيجه‌ي برنامه‌هاي مذکور و بسياري برنامه‌هاي توسعه‌اي جهان امروز، فشار عظيم بر زنجيره‌ي تأمين انرژي بيش از همه محتمل به نظر مي‌رسد.
    تحقيقات جديد نشان مي‌دهد که استفاده‌ي جهاني از اينترنت تا سال 2020 سهمي برابر با 20 درصد از مصرف انرژي را به خود اختصاص خواهد داد. با نگاهي به آمارهاي اين‌چنيني به اين نتيجه مي‌رسيم که توسعه‌ي اينترنت جهاني يا هرگونه زيرساخت فناوري ديگر تنها در صورتي ممکن و مقرون‌به‌صرفه خواهد بود که روشي با حداقل مصرف انرژي (يا حتي مصرف انرژي صفر) براي آن تدوين شود.
    *فناوري LiFi
    هارالد هاس استاد دانشگاه ادينبرا در سال 2011 يک سخنراني تد انجام داد که توجه مخاطبان را به فناوري جديدي جلب کرد. او گفت که چراغ‌هاي LED بي‌شمار موجود در جهان را مي‌توان علاوه بر تأمين نور براي توزيع داده هم به کار گفت. فناوري مورد نظر هاس به‌نام LiFi شناخته مي‌شود و علاوه بر زنجيره‌ي تأمين بسيار قدرتمند، سرعت قابل‌توجهي را هم در اختيار مردم قرار مي‌دهد. کارشناسان سرعت انتقال داده با استفاد از LiFi را به يک گيرنده‌ي استاندارد قدرت گرفته از سلول خورشيدي، نزديک به 50 مگابايت بر ثانيه بيان مي‌کنند.صحبت‌هاي هاس پيشنهادي براي يک اينترنت بي‌سيم با بازدهي بالاتر، سرعت بيشتر و ارزان‌تر بود.
    دنياي فناوري در واکنش به پيشنهاد اين استاد دانشگاه به تکاپويي عجيب افتاد و استارتاپ‌هاي متنوع براي پياده‌سازي فناوري وارد عمل شدند؛ اما آيا برنامه‌هاي آن‌ها با موفقيت همراه بود؟ ژورنال علمي Binary District براي بررسي پيشرفت فناوري با يکي از محققان دانشگاه ادينبرا در بخش تحقيق و توسعه‌ي R&D به نام محمد سفيان اسليم مصاحبه کرد که در ادامه به بخش‌هايي از آن مي‌پردازيم.
    * LiFi  چگونه کار مي‌کند؟
    فناوري WiFi از نگاه علم طيف‌شناسي الکترومغناطيس در نقطه‌اي بين موج‌هاي راديويي و مايکروويو عمل مي‌کند. اين محدوده‌ي باريک از طيف موج را مي‌توان در ميان شبکه‌هاي متعدد به اشتراک زماني گذاشت. LiFi در طيفي ديگر عمل و از طيف نور مرئي براي جابه‌جايي داده استفاده مي‌کند. نور مرئي محدوده‌اي تقريبا 10 هزار برابر طيفي دارد که توسط موج‌هاي راديويي اشغال مي‌شود. در نتيجه اين موج مي‌تواند پهناي باندي 100 برابر بيشتر از WiFi ارائه کند.در فرايند LiFi ،ابتدا داده‌ها در نور ساطع‌شده از LED کدگذاري مي‌شوند. کدگذاري يعني داده‌ها به تغيير شدت نور در لامپ اصلي تبديل مي‌شوند که البته از ديد انسان مخفي خواهد بود.
     داده‌ي ياد شده تنها توسط گيرنده‌هاي مخصوص قابل دريافت و تفسير خواهد بود. البته هاس و تيم تحت مديريتش موفق به توسعه‌ي روش‌هايي براي دريافت داده‌ها توسط سلول‌هاي خورشيدي عادي شده‌اند. در روش جديد دريافت داده‌هاي LiFi ، زيرساخت ارسال و دريافت کاملا موجود است. در واقع نيروي محرکه براي توسعه‌ي انرژي پايدار در سال‌هاي گذشته باعث شد تا چنين فناوري‌هايي امروز در سرتاسر جهان به وفور ديده شوند. همان‌طور که گفته شد اجراي فناوري جديد تقريبا در هر نقطه‌اي که لامپ LED وجود داشته باشد، ممکن خواهد بود. در نتيجه مي‌توان ادعا کرد که در حال حاضر در نقاط گسترده‌اي از جهان، زيرساخت لازم توسعه يافته است.
    در تصوري از آينده‌ي مجهز به فناوري LiFi ، بسياري از رويکردهاي موجود در جهان تغيير مي‌کنند. تبليغات محلي در فروشگاه‌ها با دقت و قدرت بيشتري پخش مي‌شوند. هر فرد حاضر در يک محيط شهري شلوغ تقريبا هميشه به اينترنت فوق سريع دسترسي خواهد داشت. حتي ماشين‌ها نيز با استفاده از LEDهاي جلو و عقب خود قابليت ارتباط با هم را پيدا مي‌کنند که منجر به کاهش تصادفات هم مي‌شود. مکان‌هايي که توزيع اينترنت WiFi در آن‌ها دشوار بود، با استفاده از فناوري جديد نوري به اينترنت پرسرعت مجهز مي‌شوند. از ميان چنين مکان‌هايي مي‌توان به کابين هواپيما يا مکان‌هاي شهري باز اشاره کرد.
    *توسعه‌ي فناوري LiFi
    لاي‌فاي از سال 2011 و زماني‌که هاس آن را معرفي کرد، تغيير و توسعه‌هاي متعددي را پشت سر گذاشته است. نيکولا سرافيموفسکي، معاون ارشد استانداردسازي و توسعه‌ي کسب‌وکار در شرکت PureLiFi در سال 2017 ارائه‌ي مهمي درباره‌ي فناوري اينترنت نوري داشت. در آن ارائه، اولين دانگل کاربردي اينترنت نوري شرکت، معرفي شد. نيکولا در ارائه‌ي خود دانگل شرکتش را اولين قدم در مسير تبديل کردن LiFi  به محصولي عمومي و جامع بيان کرد. در واقع او کاربردي بودن فناوري و همچنين قابليت جابه‌جايي اتصال از يک نور به نوري ديگر را در ارائه‌ي خود نشان داد.
    محمد سفيان اسليم به‌عنوان دستيار تحقيقات در کنار هارالد هاس فعاليت مي‌کند. او در مصاحبه‌اي پيرامون روند توسعه‌ي فناوري و ارتباط آن با فناوري‌هاي موجود مانند واي‌فاي صحبت کرد. LiFi در قدم اول نياز به اتصالي دائمي و بدون وقفه دارد تا با ظرفيت کامل به فعاليت ادامه دهد. در نتيجه فعاليت‌هايي همچون جابه‌جايي يک دستگاه حتما منجر به قطع شدن اتصال مي‌شود. در چنين شرايطي چگونه مي‌توان به لاي‌فاي در شرايط دشوار عملکردي اطمينان کرد؟ محمد در مصاحبه پيرامون کاربرد روزمره‌ي فناوري مذکور مي‌گويد: گوشي‌هاي هوشمند کنوني ما مجهز به حسگرهاي دريافت‌کننده‌ي نور همچون حسگرهاي مجاورت و دوربين هستند. ما پيش‌بيني مي‌کنيم که در آينده حسگرهاي تشخيص نور پرسرعت به بازار خواهند آمد که LiFi را به راحتي در دستگاه‌ها فعال مي‌کنند.
    تحقيقات متعددي پيرامون تأثير حرکت کاربر و حفظ اتصال در دستگاه‌هاي در حال حرکت منتشر شده است که راهکارهايي همچون جابه‌جايي اتصال به نقطه‌ي اتصال ديگر را پيشنهاد مي‌دهند. از تحقيقات مذکور مي‌توان نتيجه گرفت که جهت دستگاه موبايل و جابه‌جايي کاربر احتمالا تأثيري منفي روي کارايي LiFi خواهد داشت. به هر حال پيش‌بيني مي‌شود که با استفاده از مجموعه‌اي از گيرنده‌ها مي‌توان کيفيت سرويس را افزايش داد و همچنين مانع از قطعي‌هاي مکرر به‌خاطر حرکت يا مسدود شدن مسير شد. در واقع اکنون هم محصولاتي تجاري در حوزه‌ي LiFi وجود دارند که از جابه‌جايي دستگاه پشتيباني مي‌کنند.
    علاوه بر توضيحات بالا، جابه‌جايي کاربر را مي‌توان با مواردي همچون جابه‌جايي اتصال از LiFi به اتصال‌هاي ديگر همچون WiFi جبران کرد. به‌عنوان‌مثال وقتي کاربر پس از جابه‌جايي به محيطي وارد شود که فناوري اتصال نوري در آن پشتيباني نمي‌شود، از اينترنت واي‌فاي يا داده‌ي موبايل استفاده خواهد کرد.با نگاهي به توضيحات محمد اين سؤال ايجاد مي‌شود که براي رسيدن به راهکاري کاربردي از جنس LiFi چه مقدار ديگر زمان نياز داريم؟ ارائه‌ي نيکولا و نمايش محصول شرکتش نشان داد که به فناوري کاربردي نزديک شده‌ايم.
    *فناوري LiFi در خدمت اينترنت اشياء
    سلول‌هاي خورشيدي که براي دريافت داده‌هاي LiFi استفاده مي‌شوند، توانايي انجام وظايف اصلي خود يعني جذب انرژي را هم خواهند داشت. در واقع نوري که براي ارسال داده استفاده مي‌شود هم توسط سلول‌ها جذب خواهد شد و در نتيجه فرايند را از لحاظ انرژي کاملا مقرون‌به‌صرفه مي‌کند. در واقع اگر سلول‌هاي خورشيدي به الماني الزامي در زيرساخت اينترنت تبديل شوند، شاهد افزايش شديد تعداد آن‌ها خواهيم بود. روندي که نه‌ تنها به توسعه‌ي اينترنت سريع، بلکه به افزايش استفاده از انرژي‌هاي تجديدپذير هم منجر خواهد شد.
    *ترکيب LiFi و اينترنت اشياء آينده‌ي فناوري را شکل مي‌دهد
    يکي از نقاط مزيت مهم LiFi، کاهش انرژي مورد نياز براي کاربردهاي مرتبط با داده خواهد بود. LiFi توانايي تأمين اتصال همه انواع دستگاه‌هاي حاضر در اکوسيستم اينترنت اشياء را دارد. البته واي‌فاي نيز چنين توانايي را دارد، اما نيازهاي پهناي باند و هزينه‌هاي مرتبط انرژي در آن، بسيار بيشتر خواهد بود. طبق صحبت‌هاي محمد درباره‌ي ظرفيت‌هاي LiFi ، فناوري نوري توانايي اتصال با حسگرهاي اينترنت اشياء را دارد تا در کنار قابليت‌هاي متعدد، انواع کنترل را نيز به کاربر ارائه کند. او در ادامه مي‌گويد:LiFi را مي‌توان يک فناوري کاربردي براي سيستم‌هاي IoT دانست. زيرساخت موجود نوري را مي‌توان به‌عنوان نقاط اتصال ارتباطي مورد استفاده قرار داد. در نهايت LiFi مي‌تواند پلي بين ارتباطات و صنعت نورپردازي باشد و به ظهور پديده‌اي به نام نور به‌عنوان سرويس (LaaS) کمک کند. حضور دائمي منابع نوري امکان ايجاد شبکه‌اي مملو از نقاط اتصال را ايجاد مي‌کند.
    در نتيجه تعداد کاربران و مکان‌هاي متصل به اينترنت نيز بيشتر مي‌شود که در نهايت کاربردهاي متنوعي را ايجاد خواهد کرد.
    به‌عنوان مثال مي‌توان از چراغ‌هاي وضعيت دستگاه‌هاي IoT براي انتقال داده استفاده کرد و حسگرهاي نوري نيز به مرور با دستگاه‌ها ادغام شوند. از ميان کاربردهاي جذاب مي‌توان به استفاده از سلول‌هاي فتوولتاييک اشاره کرد تا به‌عنوان دريافت‌کننده در دستگاه‌هاي متصل به اينترنت به کار گرفته شوند. چنين رويکردي منجر به ايجاد يک اتصال LiFi بدون نياز به انرژي اضافه مي‌شود که در دستگاه‌هاي IoT به کار گرفته خواهد شد.
    * LiFi  براي جايگزيني WiFi توسعه مي‌يابد؟
    قطعا سؤال بالا پاسخ منفي دارد. در واقع رويکرد صحيح درباره‌ي LiFi آن را به‌عنوان يک لايه‌ي اتصالي ديگر در کنار WiFi و اينترنت داده معرفي مي‌کند. در حالت ايده‌آل وقتي کاربر مثلا در خيابان حرکت مي‌کند، اتصال LiFi به‌صورت گسترده در اختيار او خواهد بود. اتصالي که به لطف حضور منابع بي‌شمار نوري همچون چراغ‌هاي ترافيکي يا ابزارهاي ديگر فراهم مي‌شود. در چنين حالتي وقتي گوشي هوشمند را درون جيب خود قرار مي‌دهيد يا به منطقه‌ي تاريک وارد مي‌شويد، قطع ارتباط ناگذير خواهد بود.
    در زمان قطع شدن از اينترنت LiFi به خاطر عدم حضور منبع نوري، اتصال واي‌فاي يا داده به کمک کاربر مي‌آيد. اکنون نيز واي‌فاي و اينترنت داده به‌نوعي مکمل هم هستند و در زمان عدم حضور يکي، ديگري ارتباط اينترنتي را فراهم مي‌کند. در نهايت LiFi هم با چنين رويکردي به اتصالات قديمي اضافه مي‌شود. محمد در ادامه‌ي مصاحبه مي‌گويد: LiFi با هدف جايگزيني WiFi توسعه نمي‌يابد. اين يک برداشت عمومي غلط است. ما پيش‌بيني مي‌کنيم که LiFi به‌عنوان يک فناوري کمکي با قابليت هماهنگي و همکاري با WiFi و ارتباطاتي همچون 5G وارد عمل خواهد شد. در چنين رويکردي LiFi مي‌تواند قابليت‌هاي اضافه‌اي همچون اتصال سريع‌تر و امنيت بيشتر در سطح فيزيکي را به کاربر ارائه کند. اتصال نوري بي‌سيم از يک نقطه‌ي اتصال LiFi هيچ‌گاه قابل ردگيري يا نفوذ توسط عامل خارجي نخواهد بود. به‌علاوه اينترنت نوري در مکان‌هايي همچون بيمارستان‌ها يا مراکز ديگر کاربرد بيشتري خواهد داشت که اتصال WiFi در آن‌ها محدوديت دارد.
    توضيحات محمد به مزيت مهم ديگري براي اينترنت نوري اشاره مي‌کند. سرعت اتصال که قبلا در موارد متعدد بيان شده بود؛ اما LiFi در کنار آن امنيت ذاتي را هم به کاربر ارائه مي‌کند. نور مرئي برخلاف واي‌فاي يا ديگر امواج راديويي از ديوار عبور نمي‌کند. در نتيجه مي‌توان نور را با روش‌هايي همچون بستن منافذ در محيطي مشخص حبس کرد.
     چنين رويکردي امکان هک ارتباط از بيرون را غير ممکن مي‌کند.توضيحات بالا نشان داد که دلايل مناسبي براي پذيرفتن LiFi به‌عنوان فناوري کاربردي وجود دارد. البته قطعا به‌کارگيري فناوري جديد به زمان بيشتري نياز خواهد داشت. به‌عنوان مثال، هنوز هيچ دستگاه مخصوص مصرف‌کننده‌ي کاربردي با قابليت دريافت سيگنال‌هاي LiFi در بازارها وجود ندارد. وقتي فناوري به اندازه‌ي کافي توسعه پيدا کند و عموم جامعه هم به آن علاقه‌مند شوند، قطعا سرمايه‌گذاري‌هاي بزرگي از سوي غول‌هاي فناوري در آن رخ خواهد داد.
    به گزارش امانت به نقل از خبر آنلاين،زيرساخت کنوني لامپ‌هاي LED در جهان نشان مي‌دهد که LiFi را مي‌توان به مناطقي گسترش داد که اکنون از اتصال WiFi بي‌بهره مانده‌اند. به‌علاوه اينترنت اشياء نيز امکاناتي بسيار بيشتر از اتصالات موبايل را به کاربران ارائه مي‌کند.

نظر خود را بنویسید ...

نظر سنجی