عجائب التكنولوجيا… بيانات عبر الضوء!

عجائب التكنولوجيا ... بيانات عبر الضوء
==========================

http://aljarida.com/wp-content/theme...w=280&zc=1&a=t

من جملة الأدوات الجديدة الكثيرة في معرض الإلكترونيات الاستهلاكية الذي أقيم أخيراً في لاس فيغاس، زوجٌ من الهواتف الذكية قادر على تبادل البيانات بواسطة الضوء.

يستطيع نموذجان هاتفيان أصدرتهما شركة «كاسيو» اليابانية نقل الإشارات الرقمية من خلال تغيير قوة الضوء المنبعث من شاشتيهما. توهج الضوء خفيف إلى درجة أنه يصعب على الإنسان رؤيته بالعين المجرّدة، إلا أن الكاميرا الموجودة في الهاتف الثاني تستطيع كشفه على مسافه تصل إلى 10 أمتار. في عصر الـ{واي فاي» والـ{بلوتوث»، قد تبدو الأضواء الوميضة أشبه بالعودة إلى الحقبة الزمنية التي كانت ترسل فيها الرسائل بواسطة مصابيح ألديس. في واقع الأمر، تشكل هذه الأضواء بداية لنظام اتصال لاسلكي سريع ورخيص يسمّيه البعض بنظام الـ{لاي فاي».

كانت البيانات المتبادلة بين هاتفي كاسيو تافهة: رسائل بالونية الشكل يمكن إضافتها إلى الصور المحمّلة على مواقع التواصل الاجتماعية، لكن الشركة تبغي توسيع نطاق الاستعمال هذا ليشمل توجيه الهاتف الذكي باتجاه لافتة أحد المتاجر الضوئية لقراءة المعلومات التي ينقلها الضوء مثل: مواعيد العمل أو آخر العروضات.

مع ذلك، يُعتبر هذا الاستعمال نقطة في بحر الاستعمالات الممكنة لزوج الهاتف هذا. في خريف عام 2011، شكل بعض الشركات والمجموعات الصناعية ائتلاف الـ{لاي-فاي» بغية الترويج لأنظمة لاسلكية بصرية عالية السرعة. الفكرة من ذلك أن الضوء قادر على حلّ مشكلة الطاقة التي تلوح في الأفق، فنظراً إلى انتشار شبكات الإنترنت اللاسلكية الكبير الذي نشهده أصبح بإمكان عدد كبير من الأجهزة التي تنقل البيانات على نحو متزايد الاتصال بالإنترنت، إما عبر شبكات الهواتف المحمولة وإما عبر نظام الـ{واي فاي». لكن تكمن المشكلة في وجود كمية محدودة من الموجات اللاسلكية. في المقابل، يتيح الضوء إمكان حل هذه المشكلة المحيّرة عن طريق استثمار جزء مختلف كلياً من الطيف الكهرومغناطيسي، جزء منتشر أساساً لأنه يُستخدم لغاية أخرى ألا وهي الإضاءة.

تحويل الظلام إلى نور
-----------------------
لتوجيه الضوء نحو نظام توجيه يعمل وفقاً لتقنية الـ{لاي-فاي»، لا بدّ من تعديل مهامه ليصبح قادراً على حمل رسالة، ووصله بواسطة كابل شبكة بمودم متّصل بهاتف أو بشبكة النطاق العريض، أي أن عملية وصله تشبه تماماً عملية وصل موجّه الـ{واي فاي». ليست المصابيح الضوئية المتوهجة والأنابيب الفلورية مناسبة لعملية التعديل هذه، علماً أنها كانت تستخدم سابقاً للإضاءة. فمستقبل عالم الإضاءة سيكون للصمامات الثنائية الباعثة للضوء.

أجهزة ثنائية الانبعاث
-----------------------
يلاحظ اليوم أن هذه الصمامات الثنائية بدأت تحل مكان المصابيح والأنابيب الضوئية على نحو متسارع لأنها أكثر فاعلية منها. بحسب غوردون بوفي الذي يعمل على أبحاث مرتبطة بالاتصالات الضوئية مع هارالد هاس وزملائه في جامعة إدينبرغ البريطانية، تُعتبر هذه الأجهزة الثنائية الانبعاث من أشباه الموصلات ما يسهّل بالتالي عملية تعديل مكوّناتها الإلكترونية لإنتاج إشارات ومضية ضرورية لنقل البيانات.

كذلك توفّر هذه المصابيح سرعة جيدة لنقل بيانات. وصلت سرعة الموجّه الذي استخدمته مجموعة دكتور بوفي ووصلته بصمامات ثنائية تقليدية باعثة للضوء إلى 130 ميغابايت في الثانية (أسرع من بعض الموجّهات القديمة العاملة وفق نظام الواي فاي)، وقد وصل مدى إرساله إلى حوالى المترين.

يعتقد الدكتور بوفي الذي يشغل أيضاً منصب مدير شركة VLC التي أنشئت للترويج لهذه التكنولوجيا، أن سرعة مثل هذه الأجهزة يجب أن تصل إلى واحد جيغابايت في الثانية، وأن تمتدّ على نطاق اوسع. في هذا الإطار، قد تكون الصمامات الثنائية الباعثة للضوء المصمّمة خصيصاً لهذا الغرض أسرع. ويَعتبر «ائتلاف اللاي-فاي» أنه من الممكن زيادة السرعة بمعدّل 10 جيغابايت. نظرياً، ستسمح مثل هذه السرعة بتنزيل فيلم عالي الوضوح في غضون 30 ثانية.

يذكر الدكتور بوفي أن تكييف المصابيح الثنائية الانبعاث الضوئي لتصبح قادرة على العمل مع أجهزة الاستشعار ومصادر الإنارة (مثل الكاميرا، وأجهزة كشف الضوء السائد، والشاشات، وأضواء الكاميرات، والمصابيح وغيرها) الموجودة اليوم في الهواتف الذكية وفي أجهزة مماثلة، قد يكون الطريقة الأسرع لطرح نظام الـ»لاي فاي» في الأسواق. يُذكر أنه سبق لشركة VLC أن ابتكرت تطبيقاً للهواتف الذكية يسمح بنقل البيانات نقلاً بطيئاً بين جهازيْ «آي فون». كذلك صنّعت هذه الشركة جهاز استقبال وإرسال ضوئي تجريبي يمكن وصله بالحاسوب المحمول لتلقّي الإشارات الضوئية واستقبالها. في وقت لاحق من عام 2012، ستعرض الشركة منتجات خاصة بنظام الـ{لاي-فاي» للشركات الراغبة في تركيب أنظمة إضاءة قائمة على الصمامات الثنائية الباعثة للضوء.

لا شك في أن ثمة حدوداً لاستعمالات الضوء. بخلاف الموجات اللاسلكية، لا تستطيع الموجات الضوئية اختراق الجدران. لكن قد يكون هذا الأمر مفيداً للحفاظ على سلامة التطبيقات وحمايتها من أي اختراقات. علاوة على ذلك، المصابيح الضوئية، التي تتوافر منها اليوم في العالم حوالى 14 مليار مصباح، موجودة تقريباً في كل مكان وتترك مضاءة غالباً. بالتالي، استبدالها تدريجاً بمصابيح الصمامات الثنائية الباعثة للضوء سيحوّل كل منزل ومكتب ومبنى عمومي وحتى أعمدة الإنارة في الشوارع إلى نقطة «لاي-فاي» ساخنة. فضلاً عن ذلك، سيحسن تمرير أمواج كهرومغناطيسية مستقيمة الشكل في هذه المصابيح الثنائية الانبعاث الضوئي الإرسال حتماً، علماً أن الضوء المنعكس من الجدران أو السقوف يكون غالباً كافياً لإرسال الإشارة اللازمة. عموماً، يساعد وجود خط بصر جيّد على تسريع أداء نظام الـ{واي فاي» أيضاً. كذلك يعتبر البحث عن إضاءة قريبة منك والجلوس بالقرب منها أسهل حتماً من البحث عن مكان تواجد موّجه الـ{واي فاي».

يقوم عالم الاتصالات على الأخذ والعطاء، والمقصود بذلك أن الصمامات الثنائية الباعثة للضوء المستخدمة في نظام اللاي فاي تحتاج إلى وجود كاشف ضوء كي تكون قادرة على استقبال البيانات، وثمة أنظمة ثنائية الانبعاث الضوئي تأتي مزوّدة بمثل هذه المستشعرات (لمعرفة وقت إشعالها في الليل). لكن حتى لو صعب تعديل الصمامات الثنائية الانبعاث الضوئي، يقول دكتور بوفي، إنه بالإمكان اللجوء إلى أنظمة مختلطة مثل تنزيل البيانات بواسطة الموجات الضوئية في حين تحميلها (وهي عملية تتسم عادةً بكثافة بيانية أقل) بواسطة الموجات اللاسلكية. هكذا، يصبح بالإمكان استعمال لمبة المكتب العاملة وفقاً لتقنية الصمام الثنائي الباعث للضوء كموجّه «لاي-فاي» قادر على الاتصال مع أي جهاز موصول به وموضوع على المكتب.

تكمن ميزة الضوء الأساسية في أنه يمكن استعماله في المناطق التي تحتوي على تجهيزات حساسة من الممكن أن تتداخل معها الإشارات اللاسلكية مثل الطائرات والمسارح. فتركيب نظام صمّام ثنائي باعث للضوء في سقف الطائرة لن يسمح بالنفاذ إلى الإنترنت فحسب، إنما سيبث أيضاً كل فيلم يطلبه راكب أمام مقعده الشخصي، مستبعداً بذلك الحاجة إلى إمداد كثير من الكابلات المكلفة والثقيلة وموفراً استهلاك الطائرات للوقود. هذه الميزة لوحدها تكفي لتشجيع الناس والشركات على استعمال الضوء.