LiFi – 光はコミュニケーションの新しい方法です

あなたの家を見回して、ほとんどすべての電子機器や電気機器に共通していることを 1 つ教えてください。インターネット接続。右！モバイル ネットワークや Wi-Fi ルーターと同じように、これらの LED ライトを通信に使用することもできます。私を信じませんか？うーん、すごいテクニックですね!

コミュニケーションの種類のリストに、もう 1 つのコミュニケーションのカテゴリが追加されたと言えます。正確には光無線通信部門の部門。これには、光ケーブルが使用されていないすべてのタイプの光通信が含まれます。

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LED ライトを使用したデータ転送または通信は、可視光通信と呼ばれます。 VLC について話すとき、通常の目では検出できなかったが、光検出器はそれを検出できる高速で光をオフに切り替えることによってデータを送信するために使用される照明源と呼ばれます。

VLC =イルミネーション + コミュニケーション

VLC に似たその他の用語は

1. 自由空間光通信 – この通信方法も VLC に似ていますが、可視光に限定されません。したがって、紫外線と赤外線も FSO のカテゴリに分類されます。さらに、FSO には照明要件がないため、これは、建物間の通信リンクなどの用途向けに集束光の狭いビームで使用される傾向があります。
2. Li-Fi – これは、Wi-Fi ナイトも使用されるアプリケーション シナリオで高速 VLC を表すために使用される用語です。 Li-Fi 通信は Wi-Fi 通信と似ていますが、Li-Fi は送信に可視光を使用しますが、Wi-Fi は送信に電波を使用します。

定義

LiFi は Light Fidelity の短縮形です。これは、データ伝送に発光ダイオードを使用するワイヤレス光ネットワーク技術である可視光通信 (VLC) システムです。

LiFi は、家庭やオフィスで使用するエネルギー効率の高い照明と同様の LED 電球を使用するように設計されています。これらの LED 電球は、データ転送に役立つだけでなく、毎秒 224 ギガビットまで速度を上げます。

モールス符号信号を送信するために使用できるフラッシュ ライトを想像してみてください。手動で操作すると、これは光信号を使用してデータを送信しますが、点滅しているため、有用な照明源とは見なされません。ここで、コンピューターを介してフラッシュ ライトのオンとオフを非常に迅速に切り替えると、データが見えず、フラッシュ ライトが一定の光を発しているように見えると想像してください。これで、照明と通信が実現し、これが VLC の定義に適合します。

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動作中

このシステムの仕組みはとても簡単です。送信は、データを定義するパターンで LED ライトをオン/オフするだけで行われます。この素早い切り替えは、人間の目には感知できません。

単純な Li-FI または VLC システムには、次の 2 つの適切なコンポーネントがあります:

1. 光信号を受信できるフォトダイオードを備えた少なくとも 1 つのデバイス
2. 信号処理ユニットを搭載した光源

通常の電球を考えてみましょう。一定の電流が流れると、一定の光子の流れが電球から放出され、可視光として観測されます。電流をゆっくりと変化させると、光の出力強度が上下に暗くなります。 LED 電球は半導体デバイスであり、電流、つまり光出力は非常に高速で変調され、光検出デバイスによって検出され、電流に変換されます。

すべての通信技術では、情報は 1 と 0 のバイナリ データ文字列に変換されます。この文字列は、オン信号とオフ信号の形式でコーディングできます。 1 は光の ON 信号、0 は光の OFF 信号を表します。受信側では、光のちらつきが 1 と 0 として解釈されます。

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WiFi と LiFi の比較

Li-Fi と Wi-Fi を比較できます。どちらも電磁的にデータを送信しますが、Wi-Fi は電波を使用するため、Li-Fi の実行中はデータ速度が遅くなります。はるかに高速なデータ転送速度を提供する可視光で。近くのアクセス ポイントからの信号の干渉は、Wi-Fi 伝送における主要な課題でしたが、Li-Fi システムにはそのような欠点はありません。

無線周波数通信には、無線回路、アンテナ、および複雑な受信機が必要ですが、Li-Fi ははるかに単純で、低コストの赤外線通信デバイスと同様の直接変調方式を使用します。

IrDa デバイスと互換性があり、干渉の問題がない Li-Fi は、航空会社や海洋探査など、さまざまな環境で使用できます。一方、Wi-Fi は 802.11 デバイスのみと互換性があり、主にインターネットの閲覧とホットスポットの作成に使用されます。

Wi-Fi にはない Li-Fi テクノロジーの主な利点のいくつかは次のとおりです。

1. 密集した地域や塩水で伝染する可能性があります。
2. このシステムの信号は壁を通過できないため、データはより安全に保護されます。
3. 可視光は電波よりはるかに密度が高いため、大量のデータを転送できます。
4. 記録された Li-Fi システムの最高速度は 10 ギガビット/秒です。

メリット

1. 効率 – この技術は、可視光スペクトルで機能します。オフィスや家庭にはすでにLED電球があるので、2つの用途に使用できます。したがって、コストとエネルギーの面で効率的です。
2. 可用性 – この技術の最大の利点は、照明と LED 電球があるすべての場所に存在できることです。つまり、家庭、飛行機、オフィス、店舗、ショッピング モールなど、あらゆる場所で高速データ伝送が可能です。
3. セキュリティ – 可視信号が不透明な物体を透過できないため、セキュリティは Li-Fi テクノロジーの最大の利点です。その結果、Li-Fi へのアクセスは 1 つの部屋に限定されます。

短所

それ自体で完璧なテクノロジーはありません。それぞれに独自の制限や欠点があります。 Li-Fi テクノロジーも例外ではありません。セキュリティと速度の面ですべてのメリットがあるにもかかわらず、Li-Fi テクノロジーには以下のような課題があります。

1. 視線 – 信号が長くなるため、これは明確な利点です。しかし同時に、私たちの日常生活では信号がオブジェクトから反射されるため、カバレッジ距離に関して制限が生じます。
2. マルチパス歪み – この歪みは、送信元から送信先までの各パスの長さが異なるため、送信先でトランシーバーから信号を受信する際の遅延が原因で発生します。これにより、シンボル間干渉の問題が生じます。
3. シンプレックス コミュニケーション – VLC は、一方向の送信に使用すると最良の結果が得られます。アップリンクとダウンリンクを分離するには、波長、時間、および異なるコードを分割する方法が多数ありますが、コストが高いため、ダウンリンクの実装には VLC が最適であると考えられています。
4. 点灯 – VLC システムが機能するには、ライトが常にオンになっている必要があります。商業および工業地域の場合、ライトは占有されているときはいつでもオンになっています。国内地域の場合、ライトは照明のみに使用され、最大 1 日オフです。
5. 送信元 – LED ライトは、照明目的でのみ製造されています。通信アプリケーションは、計画の二次リストにもありません。実際には、コストのかかる LED デバイスで優れた結果を達成できます。

Li-Fi は素晴らしい技術です。それも初期の頃です。この初期段階でテクノロジーの将来の成長を予測することは困難ですが、Li-Fi と Wi-Fi を組み合わせることで、両方の長所がインターネットにもたらされると言っても過言ではありません。