スマートフォン、モノのインターネット（IoT）、産業オートメーション、スマートホームシステムなどのブームに伴い、インターネットの需要も飛躍的に伸びています。テクノロジーは非常に進化したため、車から冷蔵庫まですべてインターネットに接続する必要があります。これにより、次のような他の質問が発生します。これらすべてのデバイスに十分な帯域幅がありますか？これらのデータは安全ですか？既存のシステムは、これらすべてのデータに対して十分に高速ですか？ネットワークトラフィックに接続が多すぎますか？
これらの質問はすべて、Li-Fiと呼ばれるこの今後のテクノロジーによって解決されます。では、LiFiとは何ですか？Li-Fiという用語は「LightFidelity」の略です。これは、光がデータを転送するための媒体として使用される次世代のインターネットであると考えられています。はい、あなたはそれを正しく読んでいます。これは、家庭やオフィスで使用しているものと同じライトですが、インターネットを必要とするすべてのデバイスにデータを送信するためにいくつかの変更を加えることができます。
それも可能ですか？LiFiはどのように機能しますか？近い将来に期待できますか？…これらすべての質問に対する答えはこの記事にあります
既存のテクノロジーとは何ですか？なぜ変更が必要なのですか？
インターネットの起源から、RFメディアを使用してデータを一方の端からもう一方の端にワイヤレスで送信してきました。RF媒体は電波を使用し、送信されるデータはこれらの波に変調されてから、受信機側で復調されます。私たちは毎秒数キロバイトのデータを送信することから始め、今では世界の平均インターネット速度が約7.2 Mbps（メガバイト/秒）になるように十分な進歩を遂げました。しかし、データを転送するためにRF媒体を使用するこのテクノロジーには、次のような多くの欠点があります。
- 現在の方法では対応できなかったインターネットの需要が多すぎて、スペクトラムクランチと呼ばれる効果が生じています。
- より高速なネットワーク速度が必要なため、高帯域幅が求められています。
- RF媒体は、病院、発電所、飛行機などで使用するのは安全ではありません。また、これらの場所では、現代のインターネット接続も必要になります。
- データは壁から逃げることができ、特定の領域に含めることができないため、無線周波数は安全ではありません。
これらすべての欠点は新しいテクノロジーを必要とします。この新しいテクノロジーはLi-Fiと呼ばれ、その仕組みを理解できます。
おもしろ情報： 今日最も使用されているワイヤレスインターネット（WiFi）は、実際にはジョンオサリバン博士によって偶然に発明されたものであることをご存知でしたか。彼は実際にミニブラックホールの爆発を実験しようとしていましたが、それは1991年にWiFiの発明につながり、現在では世界のインターネットトラフィックの60％に貢献しています。Li-Fiのしくみ
先に述べたように、Li-Fiは電波とは異なり光を使用してデータを送信します。このアイデアは、2011年のTEDトークの1つでハラルドハース教授によって最初に考案されました。Li-Fiの定義は、「LiFiは、光を使用したデータの高速双方向ネットワークおよびモバイル通信です。 LiFiは、ワイヤレスネットワークを形成する複数の電球で構成されており、光スペクトルを使用することを除いて、Wi-Fiと実質的に同様のユーザーエクスペリエンスを提供します。」
ですから、電球があるところならどこでもインターネットに接続できますが、ここでは、電球という用語は私たちの家の通常の白熱灯を指していません。これらはデータを送信できる特別に変更されたLEDライトです。私たちが知っているように、LEDは半導体デバイスであり、すべての半導体と同様に、スイッチング特性を備えています。このスイッチングプロパティは、データを送信するために使用されます。下の画像は、データが光を使用してどのように送信されるかを説明しています。
すべてのLEDランプはLEDドライバーを介して電力を供給される必要があり、このLEDドライバーはインターネットサーバーから情報を取得し、データはドライバーにエンコードされます。このエンコードされたデータに基づいて、LEDランプは人間の目では気付かないほど非常に高速で点滅します。ただし、もう一方の端の光検出器はすべてのちらつきを読み取ることができ、このデータは増幅と処理の後にデコードされます。
ここでのデータ転送はRFよりも非常に高速です。電波の周波数はわずか300ギガヘルツですが、光は最大790テラヘルツに達する可能性があるため、光は空気よりも速く移動します。つまり、光は電波よりも1万倍速くなります。
オックスフォード大学の研究者は、Li-Fiの限界をテストし、224Gbpsの高速で動作するようにプッシュしました。あなたにアイデアを与えるために、この速度は1秒間に10本の高解像度映画をダウンロードするのに十分です。 ダム！..私はこの技術でゲームをどれだけ速くダウンロードできるかをチェックするのをひどく待っています 。
光を介してデータを伝送する技術は新しいように思えるかもしれませんが、私たちは長い間それを使用してきました。私を信用しませんか？さらに読む…
はい、フォトダイオードを介したデータの送信は、IRリモートを介して長い間行われてきました。テレビのリモコンのボタンを押すたびに、リモコンのIR LEDが非常に速くパルスします。これはテレビで受信され、情報のためにデコードされます。ただし、この古い方法は非常に低速であり、価値のあるデータを送信するために使用することはできません。したがって、LiFiを使用すると、この方法は、複数のLEDを使用し、一度に複数のデータストリームを渡すことで高度になります。このようにして、より多くの情報を渡すことができるため、より高速なデータ通信が可能になります。
Li-Fiを楽しむことからどれくらい離れていますか？
Li-Fiの概念は単なる理論上の概念ではありません。実際、ハラルドハース教授（Li-Fiの創設者）がTEDビデオでLi-Fiの概念を紹介したとき、彼はライブHDビデオをオーディエンスを画面に表示し、テクノロジーに驚かされます。それ以来、多くの優秀な頭脳がLi-Fiの概念に貢献し、改善し始めています。今日、Pure LiFiのように、ラップトップのUSBに接続してLi-Fi対応のライトからデータを読み取ることができるLi-Fiドングルを介して自宅やオフィスにLi-Fiサービスを提供する準備ができている企業があります。したがって、私たちは読書灯を照明や机だけでなくインターネット接続の提供にも使用することからそう遠くはありません。
独自のLi-Fiを構築する
この記事が、Li-Fiとは何か、そしてそれがどれほど革新的であるかを理解するのに役立つことを願っています。しかし、Li-Fiのクエンチが、L-Fiについてもっと知るようにあなたをさらに押し込もうとしている場合は、自分でL-Fiを構築してみてください。リチャード・ファインマンの「 私が作れないもの、わからない 」という非常に有名な言葉がありますが、これは私の個人的なお気に入りの1つです。ですから、オーディオ信号を一方の端からもう一方の端に送信するためのミニLi-Fiを独自に構築できるかどうかをお知らせください。
始める前に、簡単に言うと、私たちが最初に試してみるわけではありません。人々はすでにそれを行っているので、それは複雑なプロセスではないでしょう。光を介して信号を送受信するには、エンコーダーとデコーダーの部品が必要です。受信機側では、トランジスタを使用して、入力オーディオ信号のLEDライトを点滅させることができます。このちらつきは周波数が高いため肉眼では見えませんが、ソーラーパネルを使用してスコープを通して出力DC電圧を分析すると、パターン化された変化を見つけることができます。このバリエーションは、オーディオ信号に他なりません。出力側にアンプ回路とスピーカーを使用するだけで、送信された音声信号を受信して再生することができます。