LiFi – 光は新しいコミュニケーション方法です

あなたの家を見回して、ほぼすべての電子機器や電気機器に共通している点を 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、LED ライトも通信に使用できると言えばどうでしょうか。信じられない？そうですね、これは素晴らしいテクニックです!

コミュニケーションの種類のリストに、コミュニケーションのカテゴリが 1 つ追加されたと言えます。正確には光無線通信部門の部門です。これには、光ケーブルを使用しないあらゆる種類の光通信が含まれます。

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データ転送LEDの光を使った通信を可視光通信といいます。 VLC について話すとき、それは、通常の目では検出できないが、光検出器がそれを検出できる高速で光をオンオフすることによってデータを送信するために使用される光源と呼ばれます。

VLC = 照明 + 通信

VLC に類似したその他の用語は次のとおりです。

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、建物間の通信リンクなどの用途で、集束光の狭いビームで使用される傾向があります。

Li-Fi – 高速 VLC を説明するために使用される用語です。 Wi-Fi 夜間も使用されるアプリケーション シナリオ。 Li-Fi 通信は Wi-Fi 通信に似ていますが、Li-Fi は伝送に可視光を使用するのに対し、Wi-Fi は伝送に電波を使用するという違いがあります。

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定義

LiFi は、Light Fidelity の短縮形です。これは、データ送信に発光ダイオードを使用する無線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、私たちが使用してい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。私たちの家やオフィスで。これらの LED 電球は、データ転送に役立つだけでなく、速度を最大 224 ギガビット/秒まで向上させます。

モールス信号信号の送信に使用できるフラッシュ ライトを想像してください。手動で操作すると光信号でデータを送信しますが、点滅しているため消灯します。 n それは有用な照明源とはみなされません。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が非常に速く切り替えられると想像してください。その場合、データは表示されず、フラッシュ ライトは一定の光を発しているように見えます。つまり、照明と通信が可能になり、これは VLC の定義に当てはまります。

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動作

このシステムの動作は次のとおりです。とてもシンプルです。データを定義したパターンでLEDライトをオン/オフするだけで送信が行われます。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。

光信号を受信できるフォトダイオードを備えたデバイスが少なくとも 1 つある

信号処理ユニットを備えた光源。

通常の電球を考えてみましょう。それに一定の電流が流れると、光子が一定の流れになります。電球から放射され、可視光として観測されます。電流がゆっくりと変化すると、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、したがって光出力は非常に高速で変調でき、光検出器デバイスで検出して電流に変換し直すことができます。

全体として通信技術では、情報は 1 と 0 のバイナリ データ列に変換されます。この文字列は、オン信号とオフ信号の形式でコード化できます。 1は光のON信号、0は光のOFF信号として表します。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

Li-Fi と Wi-Fi を比較できます。どちらもデータを電磁的に送信しますが、Wi-Fi は電波を使用するため、Li-Fi の動作中にデータ速度が遅くなります。可視光を使用するため、データ転送速度がはるかに速くなります。 Wi-Fi 伝送では、近くのアクセス ポイントからの信号の干渉が大きな課題でしたが、Li-Fi システムにはそのような欠点がありません。

無線周波数通信には、無線回路、アンテナ、複雑な受信機が必要です。一方、Li-Fi ははるかに単純で、リモコンなどの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。

Li-Fi は IrD と互換性があります。 デバイスであり、干渉の問題がないため、航空会社や海洋探査などの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 では提供されない Li-Fi テクノロジーの主な利点のいくつか

密集した地域や塩水の中では送信される可能性があります。

このシステムの信号は壁を通過できないため、データはより安全で保護されます。

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。

Li-Fi システムの最高記録速度は 10G ビット/秒です。

利点

効率 – このテクノロジーは可視光スペクトルで動作します。オフィスや家庭にはすでにLED電球が普及しているので、二目的で使用することができます。したがって、コストとエネルギーの点で効率的になります。

可用性 – このテクノロジーの最大の利点は、照明と LED 電球があるすべての場所に利用できることです。つまり、家、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になります。

セキュリティ – セキュリティは、Li-Fi テクノロジーの最大の利点です。可視信号は不透明な物体を透過できません。その結果、Li-Fi のアクセシビリティは 1 つの部屋に限定されます。

欠点

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多くの利点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いくつかの課題があります。

見通し線 – これは明確な利点です。信号が長くなります。しかし同時に、日常生活の中で信号が物体から反射されるため、到達距離の点で制限が生じます。

マルチパス歪み – この歪みは遅延が原因で発生します。各パスの長さは発信元から宛先まで異なるため、トランシーバーから宛先で信号を受信する際に発生します。これにより、シンボル間干渉の問題が発生します。

シンプレックス通信 – 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、波長や時間を分割したり、異なるコードを使用したりする方法がたくさんありますが、コストが高いため、VLC が一般的であると思われます。

ライトオン – VLC システムが動作するには、ライトが常にオンになっている必要があります。商業地域や工業地域の場合は、人がいる場合は常に照明が点灯します。国内地域の場合、ライトは照明のみに使用され、一日の最大時間は消灯されます。

送信源 – LED ライトは照明目的のみに製造されています。通信アプリケーションはプランの 2 番目のリストにも含まれていません。実際には、コストの高い LED デバイスを使用して優れた結果を達成できます。

Li-Fi は素晴らしいテクノロジーです。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のは困難ですが、Li-Fi と Wi-Fi を組み合わせることで、インターネットに両方の長所がもたらされることは間違いありません。

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