लाई-फाई (Li-Fi) | विज्ञान और प्रौद्योगिकी (Science & Technology) for UPSC CSE PDF Download

परिचय

Li-Fi, या लाइट फिडेलिटी, एक क्रांतिकारी वायरलेस तकनीक है जो डेटा को अद्भुत गति से संचारित करने के लिए दृश्य प्रकाश का उपयोग करती है, जो Wi-Fi से 100 गुना अधिक तेज है।

Li-Fi के कार्य करने के सिद्धांत

Li-Fi एक प्रकार की दृश्य प्रकाश संचार (VLC) है, जिसमें एक फोटो-डिटेक्टर और सिग्नल प्रोसेसिंग तत्व शामिल होते हैं। यह रेडियो तरंगों के बजाय दृश्य प्रकाश पर कार्य करता है।

• डेटा ट्रांसमिशन: डेटा को एक LED लाइट बल्ब में इनपुट किया जाता है, जिसमें सिग्नल प्रोसेसिंग तकनीक होती है।
• प्रकाश-आधारित डेटा ट्रांसमिशन: LED बल्ब अपनी प्रकाश किरण में निहित डेटा को तेजी से एक फोटो-डिटेक्टर (फोटोडायोड) को संचारित करता है।
• सिग्नल रूपांतरण: फोटोडायोड LED बल्ब के तेज़ मंद होने में छोटे-छोटे परिवर्तनों को इलेक्ट्रिकल सिग्नल में परिवर्तित करता है।
• डेटा डिकोडिंग: इलेक्ट्रिकल सिग्नल को फिर से बाइनरी डेटा में परिवर्तित किया जाता है, जिसे इंटरनेट-सक्षम उपकरणों के लिए वेब, वीडियो और ऑडियो सामग्री के रूप में पहचाना जाता है।
• उच्च गति मंदी: LED बल्ब अत्यधिक तेज़ी से मंद और उज्ज्वल हो सकते हैं, जो मानव आंख के लिए अदृश्य होता है।

Li-Fi के लाभ

• IoT कनेक्टिविटी: अधिक उपकरणों को कनेक्ट करने और डेटा को उच्च स्तर पर स्थानांतरित करने की अनुमति देता है।
• डेटा-भारी संचार: Wi-Fi की सीमाओं को पार करता है और छोटे रेंज में डेटा-भारी संचार का समर्थन करता है।
• सुरक्षा: इसकी छोटी रेंज और सीमित दृष्टि रेखा के कारण सुरक्षा में वृद्धि करता है।
• हरित तकनीक: पर्यावरण के अनुकूल है, क्योंकि यह प्रदूषण उत्पन्न नहीं करता और कम ऊर्जा का उपभोग करता है।

Li-Fi की सीमाएँ

• Li-Fi की सीमा छोटी होती है, जिससे यह केवल सीधे दृष्टि में कार्य करता है।
• वायर्ड कनेक्शन की आवश्यकता हो सकती है, जो कुछ स्थितियों में उपयोग को सीमित कर सकता है।

सीमित रेंज: रेंज सीमित होती है और इसको संचार के लिए दृश्य संचार की आवश्यकता होती है।

• निरंतर प्रकाश: कनेक्टिविटी के लिए दिन के समय लाइटबुल्स का जलना आवश्यक है।
• विपरीत प्रभाव: बाहरी प्रकाश स्रोतों और बाधाओं से प्रभावित होने की संभावना।
• स्थापना लागत: लाइटिंग सिस्टम के साथ Li-Fi को एकीकृत करने के लिए प्रारंभिक उच्च लागत।

Li-Fi कार्यान्वयन में चुनौतियाँ

• इकोसिस्टम विकास: एक Li-Fi इकोसिस्टम बनाना, जिसमें मौजूदा स्मार्टफोनों को Li-Fi सक्षम उपकरणों में परिवर्तित करना शामिल है।
• एकीकृत चिप्स: लाइट-से-इलेक्ट्रिकल रूपांतरण और डेटा-प्रोसेसिंग क्षमताओं को जोड़ने वाली एकीकृत चिप्स का विकास और बड़े पैमाने पर उत्पादन।

Li-Fi के संभावित अनुप्रयोग

• स्मार्ट ट्रैफिक नियंत्रण: सड़क और ट्रैफिक लाइटें वाहनों और एक-दूसरे के साथ संवाद कर सकती हैं ताकि बुद्धिमान ट्रैफिक प्रबंधन किया जा सके।
• वाहन संचार: LED-आधारित लाइट्स वाले वाहन जानकारी का आदान-प्रदान कर सकते हैं ताकि दुर्घटनाएँ रोकी जा सकें।
• विशेषीकृत वातावरण: ऐसे वातावरणों के लिए उपयुक्त जहाँ रेडियो तरंगें व्यावहारिक नहीं हैं, जैसे पेट्रोकेमिकल संयंत्र, अस्पताल, और विमान।
• जल के भीतर संचार: जल के भीतर प्रभावी संचार, Wi-Fi के विपरीत।
• बिना तार पावर ट्रांसमिशन: डेटा ट्रांसफर के साथ-साथ बिना तार पावर ट्रांसमिशन की संभावना।

भारत में चुनौतियाँ और अवसर

• ब्रॉडबैंड पहुँच: Li-Fi भारत में सर्वव्यापी ब्रॉडबैंड पहुँच की कमी को दूर कर सकता है।
• ट्रैफिक प्रबंधन: ट्रैफिक लाइट्स को Li-Fi पहुँच बिंदुओं में परिवर्तित करने से ट्रैफिक प्रबंधन में सुधार हो सकता है।
• ब्रॉडबैंड हॉटस्पॉट्स: सड़क की लाइट्स Li-Fi पहुँच बिंदु बन सकती हैं, विभिन्न क्षेत्रों में ब्रॉडबैंड हॉटस्पॉट्स का निर्माण कर सकती हैं।

निष्कर्ष:

Li-Fi में LED लैंप्स को सर्वव्यापी हॉटस्पॉट्स में परिवर्तित करने की क्षमता है, जिससे सार्वभौमिक ब्रॉडबैंड संचार सक्षम होता है। इसके लाभों में उच्च गति, बढ़ी हुई सुरक्षा, और हरी प्रौद्योगिकी शामिल हैं, लेकिन सीमित रेंज और प्रारंभिक लागत जैसे चुनौतियों का समाधान करना आवश्यक है ताकि इसे व्यापक रूप से अपनाया जा सके। भारत में, Li-Fi ब्रॉडबैंड पहुँच और ट्रैफिक प्रबंधन से संबंधित समस्याओं को हल कर सकता है, जिससे यह भविष्य के लिए एक आशाजनक प्रौद्योगिकी बनता है।