لای‌فای داده‌ها را ۱۰۰ برابر سریع‌تر از وای‌فای منتقل می‌کند

دانشمندان اعلام کردند که با استفاده از یک فناوری تلویزیونی برای آزمایش ارتباط اینترنتی با انرژی نور، می‌توان به سرعتی ۱۰۰ برابر بیشتر از وای‌فای دست یافت و ممکن است روزی بتواند جای سیستم ارتباطی وای‌فای به عنوان روشی برای انتقال بی‌سیم داده‌ها را بگیرد.

به گزارش لایوساینس، دانشمندان می‌گویند با استفاده از یک فناوری تلویزیونی برای آزمایش ارتباط اینترنتی با انرژی نور، می‌توان به سرعتی ۱۰۰ برابر بیشتر از وای‌فای دست یافت. آن‌ها نوع جدیدی از فناوری «ارتباطات نور مرئی» (وی‌ال‌سی) ساخته‌اند که قادر است با استفاده از وسایل روشنایی معمولی که در خانه‌ها و ادارات استفاده می‌شود، داده‌ها را منتقل کند. این فناوری ممکن است روزی بتواند جای سیستم ارتباطی وای‌فای به عنوان روشی برای انتقال بی‌سیم داده‌ها را بگیرد.

سیستم لای‌فای یا اصطلاحا «هماندهی با نور» برخلاف فناوری بی‌سیم (وای‌فای) که برای انتقال داده‌ها از امواج رادیویی الکترومغناطیسی استفاده می‌کند، به منابع نور متکی است و به لحاظ نظری می‌تواند به سرعتی بیش از ۱۰۰ برابر سریع‌تر از وای‌فای برسد. به گفته دانشمندان، در حالی که لای‌فای یک سیستم کاملا شبکه‌ای است و می‌تواند نور فروسرخ یا فرابنفش را در خود جای دهد، وی‌ال‌سی یک‌سویه است و فقط از طیف نور مرئی بهره می‌گیرد. برخی دانشمندان هم می‌گویند که لای‌فای تلفیقی از وای‌فای و وی‌ال‌سی است.

وی‌ال‌سی کاربرد چندان گسترده‌ای ندارد چرا که منبع نور همواره باید روشن بماند و لازم است به طور مستقیم در معرض دید گیرنده باشد. همچنین نمی‌توان از آن در خارج از منزل استفاده کرد. در واقع از لای‌فای می‌توان در مکان‌های حساس به امواج الکترومغناطیسی از جمله کابین هواپیما و بیمارستان‌ها، بدون ایجاد تداخل، بهره برد. اما مشکل اینجا است که لای‌فای نمی‌تواند از داخل اشیا عبور کند و هزینه نصب سیستم‌های وی‌ال‌سی نیز بالا است. از طرفی منابع نور خارجی از جمله خورشید و لامپ‌ها هم می‌توانند در عملکرد دستگاه‌های لای‌فای تداخل ایجاد کنند.

با این حال اکنون پژوهشگران با استفاده از نور سفید و ایجاد یک سیستم وی‌ال‌سی سه رنگ شامل قرمز، آبی و سبز که از مجموعه دیود نورگسیل ارگانیک (اُلِد) ساطع می‌شود، تداخل در این فرایند را کاهش داده‌اند. آن‌ها همچنین از یک آرایه آشکارساز نور ارگانیک (اُپی‌دی) به عنوان گیرنده استفاده کردند.

دانشمندان کره جنوبی در یک مقاله پژوهشی که ۱۹ اکتبر ۲۰۲۳ در مجله ادونسد متریال منتشر شد، توضیح می‌دهند که در این فناوری، منبع نور سه طول موج را با هم ترکیب می‌کنند تا تداخل ایجاد نشود و در نتیجه، ثبات و دقت در انتقال داده‌ها افزایش یابد. دانشمندان پیش‌بینی می‌کنند که این فناوری به ابزاری سودمند برای صنایع مختلف تبدیل شود و راه‌حلی برای ارتباط بی‌سیم نسل بعدی باشد که فقط از سیستم‌های نوری معمولی استفاده می‌کند.

در دیود نورگسیل ارگانیک (الد) از یک لایه بسیار نازک از ترکیبی آلی استفاده می‌شود که در واکنش به جریان الکتریکی، نور منتشر می‌کند. این فناوری در صفحه نمایش بسیاری از تلویزیون‌ها، تلفن‌های هوشمند و لپ‌تاپ‌های امروزی استفاده می‌شود. الد‌ها در مقایسه با ال‌ئی‌دی‌ها، برای محیط زیست بهترند، مقرون به‌صرفه‌ترند و طراحی سبک‌تری نیز دارند.

الد‌ها برای نصب در گیرنده‌ها نیز مناسب‌ترند چرا که در طول موج‌های خاص، حساسیت بیشتری نشان می‌دهند؛ اما بر عکس الد‌ها، فناوری آشکارساز نور ارگانیک (اپی‌دی) برای جذب نور و تبدیل آن به جریان الکتریکی، از مواد نیم‌رسانای آلی شبیه به سلول‌های فتوولتائیک در پنل‌های خورشیدی استفاده می‌کند.

پژوهشگران در این بررسی، آشکارساز نور ارگانیک (اپی‌دی) را برای استفاده از تداخل‌سنج فابری‌ــ‌پرو، که از دو آینه منحنی روبروی یکدیگر تشکیل شده است، پیکربندی کردند. زمانی که اپی‌دی‌ها به این شکل تراز شوند، طول موج‌های خاصی از نور منتقل‌شده از آرایه الد را شناسایی می‌کنند. پژوهشگران نشان دادند که با ارسال داده‌ها از فرستنده به گیرنده، حتی وسایل روشنایی خانگی نیز می‌توانند با منبع نور برای انتقال داده‌ها در یک سیستم لای‌فای مجهز شوند. منبع نور مرکب آن‌ها نیز در مقایسه با نورپردازی معمولی، نرخ خطای بیت (Bit error) کمتری دارد، زیرا این روش تداخل را از بین می‌برد.

دانشمندان این فناوری را در شرایط آزمایشگاهی خاص که برای کمینه کردن تداخل و اطمینان از صحت داده‌ها طراحی شده بود، آزمودند. آن‌ها قصد دارند این فناوری را در شرایط واقعی هم آزمایش کنند تا از نحوه عملکرد سیستم در دنیای واقعی درک بهتری داشته باشند.

به گفته این محققان، در آینده ممکن است یک کانال فروسرخ نزدیک مشکلات تداخل را کاهش و به فرستنده‌های وی‌ال‌سی امکان دهد تا برد عملیاتی‌شان را افزایش دهند. این دانشمندان قصد دارند این موضوع را هم که آیا می‌شود مشکل وجود موانع فیزیکی از جمله دیوار‌های خانه را برطرف کرد یا خیر، آزمایش کنند.

فناوری لای‌فای به‌خودی‌خود فناوری جدیدی نیست و پیش از این در سال ۲۰۱۴، نخستین محصول تجاری لای‌فای در همایش جهانی گوشی همراه در بارسلون به نمایش گذاشته شد. اما کشف جدید دانشمندان می‌تواند به توسعه کاربرد‌های عملی و صنعتی این فناوری کمک کند.

منبع: سیتنا