現在のインターネットは、室内の配管のようにユビキタスなものになっています。 インターネット接続やWiFi信号さえない場所に魅了されるほど、ユビキタスになっています。 さらに、以前は贅沢品とされていたものが、今では現代社会で普通に生活するための必需品となっています。
インターネットは現代社会に深く浸透しており、もしインターネット全体が機能しなくなれば、世界の政府の大部分が基本機能を提供するためにインターネットに依存しているので、結果は壊滅的なものになるかもしれないのです。 また、現代のビジネスが、ビジネスの獲得や実行の手段としてだけでなく、ビジネスにとって重要なさまざまな日常業務を実行するために、インターネットに大きく依存しているという事実も無視できません。 このため、増大する需要に対応し、より良い結果を出すために、より新しい技術が必要とされています。 1047>
LiFi の定義
Light Fidelity を略した LiFi という言葉は、この技術のパイオニアである Harald Haas 教授が 2011 年の TEDx TALK で作り出したものです。
LiFi は、WiFi が使用する電波とは対照的に、可視光通信を使用することで現在の技術を改善しようとする最新の通信技術の 1 つです。
LiFiの導入は、光の伝達媒体として光ファイバーケーブルを使用しない一方で、ローカルな環境での接続を提供することを目的としており、光無線技術の新しいパラダイムを提示しています。 LiFiは、光の伝送媒体として光ファイバーケーブルを使用せず、一般家庭の天井に設置されているLED照明を利用することで、局所的な環境下での接続を実現する新しいパラダイムを提示します。
LiFiの仕組み
LiFi は、データ伝送のために頭上の照明を通して可視光を利用します。 これは、データ伝送に可視光通信（VLC）システムを使用することで可能となります。
- 光信号を受信するためのフォトダイオードを含む少なくとも1つのデバイス、および
- 信号を伝送するための信号処理ユニットを備えた光源です。 しかし、堅牢な LiFi システムには非常に高い光出力率が必要なため、LED 電球が最も最適な VLC 光源です。 蛍光灯は、より広い波長帯域で発光するため、LEDに比べると相対的に効率が悪い光源です。
LED は半導体でもあり、光強度の増幅と高速スイッチングが可能です。 これは、VLC光源に求められる重要な特性です。なぜなら、LiFiはデータ転送のために可視光として放出される一定のフォトンストリームに依存しているからです。 光源に流す電流をゆっくり変化させると、光源は上下に暗くなり、LiFiシステムではなく、家庭用照明器具の光源としては不向きである。 VLC光源と家庭用照明のバランスを取るため、光出力だけでなくこの電流も超高速に変調し、フォトダイオード素子で検出して電流に戻すが、人間の目では認識できないようにした。 これらの信号が受信され復調されると、ビデオ、画像、音声、テキスト、または任意のインターネット対応デバイスで容易に消費できるアプリケーションを含むバイナリデータの連続ストリームに変換できるようになります。 既存の技術に対する革新の1つとして、従来のブロードバンドやWiFiと同様の双方向通信システムを構築することが提案されています。 これは、光検出器からの可視光と赤外線を交互に照射し、接続されたモバイル機器が光源にデータを送り返し、アップリンクすることで実現できる。
Is There Really a Need to Replace WiFi?
Consider the vast applications of the internet on modern technology (and almost all basic government and daily functions cease to exist without it), perhaps really there is a need to come up to the existing WiFi technology.もうひとつのイノベーションは、マルチカラー RGB LED を再構築して、シングルカラーの蛍光体コート白 LED より広い範囲のシグナルでデータを送信および受信できるようにするものです。 これは、データ転送媒体として無線周波数を使用する際に、さまざまな制限があるためです。
Does LiFi Stand to Eliminate WiFi?
LiFi は、データ ネットワークにおける WiFi のすべての制限を緩和、あるいは排除するのに適した選択肢と見なされています。 また、多くの人が、LiFi はインターネット接続の未来だと宣言するまでに至っています。 しかし、本当にそうなのでしょうか？ LiFi のメリットを確認し、WiFi を置き換えるべきかどうかを判断するためには、これら 2 つの技術のいくつかの側面を比較して、互いがどのように積み重なるかを確認することが不可欠です。
データ転送速度
LiFi のパイオニアであるローランド・ハース教授が立ち上げた pureLiFi 社が、制御環境下で行ったテストでは、100 Gbps 以上の速度が得られることが判明しています。 一部のテストでは、最大224Gbpsのデータ配信が可能であることも判明しています。 この速度は、現在最大100MbpsにとどまっているWiFiの速度を明らかに凌駕するものです。
エネルギー効率
WiFi では、データの送信には、電波を送信するために 2 つの無線機が必要です。 これらの無線機は、無線機内に設置されたRFトランスミッターとベースバンドチップで常時通信しており、同じ電波を使用する他の複数の機器からのノイズからデータ信号を識別するだけでも多くのエネルギーを消費しています。 これに対し、LiFiは、頭上のLEDライトをデータ通信の媒体として利用します。 光源と、その信号を解読するフォトダイオードがあればよいので、データの送受信に必要なエネルギーが少なくて済みます。
Coverage
WiFiはデータ転送の媒体として電波を使用するため、WiFi信号は最大32メートルまで届く（ただし、その距離では接続が遅くなることが多い）ので、より広い範囲をカバーすることを誇ります。 これは、電波が壁を通過することができるためである。 可視光線は壁を通過できないので、LED送信機が設置されている部屋しかカバーできないのです。
セキュリティ
LiFiのカバー範囲が狭いことは、ネットワークのセキュリティを高めるという点では良いこととも言えます。 繰り返しになりますが、LiFi 信号は壁を通過できないため、外敵からの干渉は限定的です。 このため、遠隔地からの海賊行為やハッキングが横行しているような機密性の高い場所での使用にも適しています。
Data Density
WiFiの最大の制約の1つは、混雑したエリアでの脆弱性です。 利用者が多いエリア内でのデータ転送は、利用者が少ないエリアよりも遅くなる傾向があります。 一方、LiFiはそのような制約を受けず、むしろ非常に密集した環境でもうまく機能します。 特に、多くの電球が存在する地域では、複数のユーザーがいても、各 VLC 光源が同じ速度を提供できるため、LiFi は依然として高速を実現できます。
結論
LiFi から得られるメリットは計り知れないものがあります。 これは、WiFiが、より高速な通信と最も基本的な社会機能さえ改善する道を開くのに役立ち、生活の質を指数関数的に向上させたという事実を否定するものではありません。 しかし、WiFiはその性能に影響を与える様々な要因に屈してきました。 これらの要因には、混雑、他の機能との干渉による使用制限、帯域幅の飽和などがあり、この既存技術の欠点が明らかに露呈しています。
LiFiの導入は、確かに歓迎すべきものです。 もちろん、基本的なインフラに制限があるため、WiFiをLiFiに完全に置き換えることは不可能に近い。 しかし、特に現行の技術に敏感な地域では、代替手段として使用できる実行可能な選択肢を提示しています。