Li-Fi (Light Fidelity), görünür ışık spektrumu üzerinden veri iletimi gerçekleştiren kablosuz haberleşme teknolojisidir. LED (Light Emitting Diode) ışık kaynaklarının insan gözünün algılayamayacağı hızlarda açılıp kapanmasıyla bilgi iletimi sağlanır. Bu yönüyle, Wi-Fi gibi radyo frekansı kullanan teknolojilere göre daha yüksek bant genişliği, daha düşük enerji tüketimi ve daha güvenli bir iletişim sunar.

Teknolojik Arka Plan ve Gelişim Süreci

Li-Fi teknolojisi, ilk kez 2011 yılında Edinburgh Üniversitesi'nden Prof. Harald Haas tarafından tanıtılmıştır. TED Konferansı’nda gerçekleştirilen bu tanıtımda, bir LED üzerinden saniyede 10 Mbps hızında video aktarımı başarıyla gerçekleştirilmiştir. Bu gelişme, görünür ışık haberleşmesi (VLC - Visible Light Communication) kavramının iletişim teknolojileri arasında yeni bir boyut açmasına öncülük etmiştir.

^{Li-Fi teknolojisi ( yapay zeka ile oluşturulmuştur)}

Çalışma Prensibi

Li-Fi sistemleri temel olarak LED’lerden oluşan bir verici, fotodiyot ya da LDR gibi ışık algılayıcı içeren bir alıcı ve bu ikisi arasında gerçekleşen görüş hattına (LoS - Line of Sight) dayalı bir iletim kanalından oluşur. Veri gönderimi, LED’lerin açılıp kapanması ile ‘1’ ve ‘0’ ikili kodlarının gönderilmesi şeklinde olur. Alıcıda bulunan foto-algılayıcı, bu ışık darbelerini elektrik sinyaline dönüştürerek dijital veriye çevirir.

Wi-Fi ile Karşılaştırma

Li-Fi teknolojisi, birçok bakımdan Wi-Fi sistemlerine göre avantajlıdır:

• Bant Genişliği: Li-Fi, radyo dalgalarına göre 10.000 kat daha geniş bir spektrumda çalışabilir.
• Güvenlik: Işığın duvar gibi opak nesneleri geçememesi nedeniyle sinyal dış ortama sızamaz.
• Enerji Verimliliği: LED’lerin düşük güç tüketimi sayesinde daha az enerji ile daha fazla verim elde edilir.
• Hız: Teorik olarak 10 Gbps üzeri veri iletim hızları mümkündür.

Ancak Li-Fi’ın dezavantajları da mevcuttur:

• Görüş hattı zorunluluğu nedeniyle alıcı ile verici arasında fiziksel engel bulunmamalıdır.
• Güneş ışığı veya parazit ışıklar sinyal karışıklığına neden olabilir.
• Kapsama alanı genellikle 10 metre ile sınırlıdır.

Li-Fi’ın fiziksel sınırları onu güvenlik açısından daha üstün kılsa da, bu sınır aynı zamanda kullanımı belirli alanlarla kısıtlar. Ancak bu da kurumsal yapılarda (örneğin ofis odaları, toplantı salonları, bankacılık sistemleri) hassas veri iletimi için ideal ortamlar sağlar. Ayrıca görünür ışık teknolojisinin elektromanyetik spektruma ek yük getirmemesi, Li-Fi sistemlerini elektromanyetik kirliliğin azaltılması gereken ortamlarda cazip hale getirir.

Uygulama Alanları ve Kullanım Senaryoları

Li-Fi teknolojisi, özellikle radyo dalgalarının istenmediği veya güvenlik açısından sakıncalı olduğu ortamlarda öne çıkmaktadır:

• Hastaneler: Elektromanyetik girişimin cihazlara zarar vermemesi adına tercih edilmektedir.
• Uçaklar: Radyo frekanslarının riskli olduğu hava taşıtlarında alternatif iletişim olarak kullanılabilir.
• Madenler ve Tehlikeli Endüstriler: Patlayıcı ortamlar için güvenli haberleşme sağlar.
• Askerî Tesisler: Sinyal sızması riski olmadığından üst düzey güvenlik gerektiren iletişimde avantaj sunar.
• Su Altı Haberleşme: Wi-Fi’nin etkili olmadığı su altında görünür ışıkla iletişim kurulabilir.
• Akıllı Aydınlatma Sistemleri: Li-Fi, mevcut aydınlatma altyapısına entegre edilerek aynı anda hem aydınlatma hem veri iletimi yapılmasına imkân tanır.

Deneysel Çalışmalar ve Prototipler

Li-Fi üzerine yapılan akademik çalışmalar, bu teknolojinin uygulanabilirliğini ve verimliliğini kanıtlamıştır. Gömülü sistemlerle oluşturulan prototiplerde, LED’ler üzerinden veri gönderimi ve LDR sensörleri ile alımı sağlanmıştır. Bazı çalışmalar, cep telefonunun flaşı ile gönderilen verinin Arduino tabanlı sistemlerle başarıyla alındığını göstermiştir. ZMODEM ve XMODEM gibi protokollerle yapılan testlerde, ZMODEM’in aktarım performansı bakımından daha üstün olduğu görülmüştür.

Geleceğe Yönelik Beklentiler

Li-Fi teknolojisinin yaygınlaşması, özellikle akıllı şehirler, IoT cihazları, endüstri 4.0 uygulamaları ve gerçek zamanlı veri aktarımı gerektiren sistemlerde büyük kolaylık sağlayacaktır. LED dizileri, güneş pilleri gibi daha hassas alıcılar ve lazer temelli yönlendirme sistemleri ile bu teknolojinin kapasitesi daha da artırılabilir. Ayrıca hibrit sistemler ile Wi-Fi ve Li-Fi birlikte çalışarak daha geniş kapsama ve güvenlik sunabilecek ağ yapıları oluşturulabilir. Işık yoğunluğunun artırılması ile daha uzak mesafelere ulaşmak da mümkün olacaktır. Li-Fi; güvenli, düşük maliyetli ve yüksek hızlı haberleşme ihtiyaçlarının karşılanmasında geleceğin anahtar teknolojilerinden biri olarak değerlendirilmektedir.