LiFi: रेडियो तरंगों के बजाय प्रकाश से डेटा भेजना

LiFi का पूरा नाम लाइट फिडेलिटी (Light Fidelity) है। यह एक वायरलेस तकनीक है, जो डेटा भेजने के लिए रेडियो तरंगों की जगह प्रकाश का उपयोग करती है। WiFi इसके विपरीत काम करता है। WiFi रेडियो तरंगों का उपयोग करता है।

भारत का दूरसंचार अभियांत्रिकी केंद्र (Telecommunication Engineering Centre, TEC), LiFi को एक “वायरलेस ऑप्टिकल नेटवर्किंग तकनीक” कहता है। इसके अनुसार, LiFi डेटा भेजने के लिए प्रकाश उत्सर्जक डायोड (LEDs) का उपयोग करता है।

एक पंक्ति में क्या अंतर है?

• WiFi रेडियो तरंगों के माध्यम से डेटा भेजता है।
• LiFi प्रकाश तरंगों के माध्यम से डेटा भेजता है।
• दोनों वायरलेस हैं और दोनों विद्युतचुंबकीय स्पेक्ट्रम का उपयोग करते हैं।

क्या LiFi, WiFi की जगह ले सकता है?

पूरी तरह नहीं। TEC के अनुसार, WiFi किसी इमारत या परिसर में सामान्य कवरेज के लिए उपयुक्त है। वहीं, LiFi एक कमरे या सीमित क्षेत्र में सघन कवरेज के लिए उपयुक्त है। इसलिए TEC दोनों को एक-दूसरे का पूरक कहता है। इसके लिए उसने “complementary” की जगह “complimentary” लिखा है।

IEEE मानक इसे अब भी WiFi जैसा क्यों कहता है?

IEEE 802.11 मानकों का परिवार WiFi से संबंधित है। 2023 में IEEE ने इसमें संशोधन के रूप में “प्रकाश संचार” जोड़ा। इसलिए अब LiFi, WiFi के मानक के भीतर ही काम कर सकता है।

LiFi शब्द एडिनबरा विश्वविद्यालय (University of Edinburgh) के प्रोफेसर हेराल्ड हास (Harald Haas) ने दिया था। उन्होंने 2011 में एक सार्वजनिक मंच पर यह विचार प्रदर्शित किया।

2011 में क्या हुआ था?

• हास ने जुलाई 2011 में TED Global में एक व्याख्यान दिया।
• इस व्याख्यान का शीर्षक “हर बल्ब से वायरलेस डेटा” (Wireless Data from Every Light Bulb) था।
• TEC के अनुसार, उन्होंने LED बल्ब वाले एक टेबल लैंप की मदद से खिलते हुए फूल का वीडियो भेजा था।
• एडिनबरा विश्वविद्यालय के अनुसार, उन्होंने वहाँ “LiFi का प्रदर्शन किया और यह नाम दिया”।
• उसी पृष्ठ के अनुसार, LiFi को TIME पत्रिका के 2011 के 50 सर्वश्रेष्ठ आविष्कारों में शामिल किया गया था।

क्या प्रकाश से डेटा भेजना एक नया विचार था?

नहीं। यह विचार बहुत पुराना है। रक्षा मामलों के विचार मंच MP-IDSA के 2026 के एक संक्षिप्त विश्लेषण के अनुसार, अलेक्जेंडर ग्राहम बेल (Alexander Graham Bell) ने 1880 में सूर्य की किरण के माध्यम से आवाज़ भेजी थी। उन्होंने अपने उपकरण का नाम फोटोफोन (photophone) रखा था।

बेल का फोटोफोन व्यावहारिक उपयोग में सफल नहीं हुआ। यह अनिश्चित धूप और शुरुआती, कम विकसित रिसीवरों पर निर्भर था। बाद में LEDs और फोटोडायोड ने इस समस्या को दूर किया।

आपको क्या याद रखना चाहिए?

परीक्षा के लिए LiFi नाम को हेराल्ड हास (Harald Haas) और 2011 से जोड़कर याद रखें। इसे बेल के साथ न मिलाएँ। बेल का फोटोफोन इस विचार का शुरुआती रूप था।

इसकी तरकीब है प्रकाश को एक खास क्रम में टिमटिमाना। यही क्रम डेटा होता है।

इसके दो मुख्य भाग कौन-से हैं?

• एक चमकीली सफेद LED डेटा भेजने का काम करती है।
• सिलिकॉन फोटोडायोड रिसीवर का काम करता है। यह दृश्य प्रकाश के प्रति अच्छी प्रतिक्रिया देता है।

LED वास्तव में क्या करता है?

TEC बताता है कि LED को चालू और बंद करने से 1 और 0 की शृंखलाएँ बनती हैं। LED की रोशनी इतनी तेजी से कम या ज्यादा की जाती है कि इंसान को वह स्थिर दिखाई देती है। TEC के अनुसार, यह “प्रति सेकंड लाखों बार” झिलमिलाती है।

रिसीवर इसे कैसे पढ़ता है?

फोटोडायोड रोशनी की तीव्रता में होने वाले हर छोटे बदलाव को पहचानता है। MP-IDSA इसे सरल शब्दों में बताता है: “एक LED को एक सेकंड में लाखों बार चालू और बंद किया जा सकता है, और फोटोडायोड इस झिलमिलाहट को पढ़कर फिर से डेटा में बदल देता है।”

गति कैसे बढ़ाई जा सकती है?

• कई LEDs का एक समूह इस्तेमाल करें। हर LED एक ही समय में अलग डेटा भेज सकता है।
• लाल, हरे और नीले LEDs इस्तेमाल करें। TEC के अनुसार, हर रंग डेटा भेजने के लिए अपना अलग चैनल दे सकता है।

क्या यह रोशनी लैम्प का काम भी करती है?

हाँ। यही इसकी बड़ी खासियत है। एक ही लाइट कमरे को रोशन करती है और डेटा भी भेजती है। TEC के अनुसार, डेटा भेजने के लिए जरूरी अतिरिक्त बिजली “नगण्य” होती है।

LiFi को अक्सर केवल दृश्य प्रकाश पर काम करने वाली तकनीक बताया जाता है। लेकिन इसके मानकों में इससे अधिक व्यापक आवृत्ति बैंड शामिल है।

दृश्य प्रकाश के बारे में TEC क्या कहता है?

TEC के अनुसार, दृश्य प्रकाश की आवृत्ति 400 THz (780 nm) से 800 THz (375 nm) तक होती है। उसके अनुसार, LiFi इस बैंड का इस्तेमाल डेटा के वाहक के रूप में कर सकता है। इसी बैंड का इस्तेमाल कमरों को रोशन करने में भी होता है।

TEC यह भी बताता है कि यह बैंड लगभग 400 THz का अतिरिक्त स्पेक्ट्रम उपलब्ध कराता है। इसकी तुलना में रेडियो संचार के लिए केवल लगभग 300 GHz स्पेक्ट्रम है।

IEEE मानक में क्या शामिल है?

• IEEE 802.15.7-2018 में 10,000 nm से लेकर 190 nm तक की तरंगदैर्ध्य वाला प्रकाश शामिल है।
• इस दायरे में अवरक्त, दृश्य और पराबैंगनी प्रकाश शामिल हैं।
• मानक के अनुसार, इसमें आँखों की सुरक्षा के नियमों का पालन किया जाता है।

WiFi जैसा मानक किस प्रकाश का इस्तेमाल करता है?

IEEE 802.11bb, 800 nm से 1000 nm बैंड में काम करता है। यह निकट-अवरक्त प्रकाश है, दृश्य प्रकाश नहीं। इसलिए जरूरी नहीं कि LiFi लिंक का प्रकाश आपको दिखाई दे।

प्रकाश रेडियो नियमों के दायरे से बाहर क्यों है?

MP-IDSA के अनुसार, प्रकाश की आवृत्ति 3,000 GHz से अधिक होती है। उसके अनुसार, यह ITU के रेडियो विनियमों के दायरे से बाहर है। इसलिए प्रकाश आधारित लिंक के लिए रेडियो स्पेक्ट्रम लाइसेंस की जरूरत नहीं होती।

TEC ने रेडियो की लागतों में “स्पेक्ट्रम शुल्क” को शामिल किया है। LiFi में यह खर्च नहीं होता।

LiFi बहुत तेज हो सकता है। लेकिन “100 Gbps तक” के आँकड़े को सावधानी से समझना चाहिए। अलग-अलग स्रोत बहुत अलग आँकड़े देते हैं और हर आँकड़े का संदर्भ अलग होता है।

मानक क्या कहते हैं?

• IEEE 802.11bb में 10 Mb/s से 9.6 Gb/s तक की दर दी गई है। इसे MAC परत पर मापा जाता है।
• IEEE 802.15.13 में, जब प्रेषक और रिसीवर के बीच सीधी दृष्टि में कोई बाधा न हो, तब 200 m तक की दूरी पर 10 Gbit/s तक की डेटा दर बताई गई है।
• TEC के अध्ययन पत्र के अनुसार, LiFi ने प्रयोगशाला की परिस्थितियों में 1 Gbps से अधिक की डेटा दर हासिल की है।

व्यावहारिक परिस्थितियों में क्या दिखाया गया है?

Fraunhofer HHI ने व्यावहारिक परिस्थितियों में लगभग 1.6 Gbit/s की अधिकतम डेटा दर दिखाई। इसके लिए ITU G.9991 मानक के अनुसार बने चिपसेट इस्तेमाल किए गए। इसने चलते-फिरते इस्तेमाल की परिस्थितियों में भी “कई सौ Mbit/s” की डेटा दर दिखाई।

परीक्षा के लिए इसका क्या मतलब है?

UPSC के कथन में LiFi को WiFi से “कई गुना तेज” बताया गया है। इसे एक सामान्य तुलना के रूप में समझें। TEC की तालिका में LiFi की लगभग 1 Gbps की दर की तुलना WiFi 802.11n की लगभग 150 Mbps की दर से की गई है।

क्या 100 Gbps, LiFi की मानक गति है?

कुछ वेब पृष्ठों पर कहा गया है कि LiFi, 100 Gbps की दर से डेटा भेज सकता है। ऊपर दिए गए किसी भी मानक में यह आँकड़ा नहीं है। ऊपर दी गई मानक दरों का इस्तेमाल करें।

मानक अलग-अलग निर्माताओं के उपकरणों को एक साथ काम करने में मदद करते हैं। अब LiFi के लिए दो संस्थाओं के मानक हैं। ये हैं IEEE और ITU। ITU के मानक उसके ITU-T और ITU-R क्षेत्रों के तहत आते हैं।

हर मानक क्या काम करता है?

आपको क्या याद रखना चाहिए?

• IEEE 802.15.7-2018 को 5 दिसंबर 2018 को मंजूरी मिली और यह 23 अप्रैल 2019 को प्रकाशित हुआ। इसने 2011 के संस्करण की जगह ली।
• ITU के अनुसार, ITU-T G.9991 दृश्य और अवरक्त प्रकाश का उपयोग करके इमारत के अंदर गीगाबिट गति का वायरलेस संचार देने वाला पहला मानक है।
• IEEE 802.11bb का प्रकाशन 10 नवंबर 2023 को हुआ।
• IEEE के पेज पर अब 802.11bb को “नए मानक से प्रतिस्थापित (superseded)” बताया गया है। पेज पर इसका कारण नहीं दिया गया है। इसे LiFi का समर्थन बंद होने का संकेत न मानें।

मानक क्यों जरूरी हैं?

मानक की मदद से एक निर्माता का लैंप दूसरे निर्माता के रिसीवर से संचार कर सकता है। इसी वजह से WiFi मानक परिवार में 2023 का संशोधन चर्चा में आया। यह LiFi को साझा नियम देता है।

LiFi उन जगहों पर सबसे उपयोगी है जहाँ रेडियो तरंगों से समस्या होती है। जहाँ चलते-फिरते कनेक्शन चाहिए या दीवारों के पार संचार करना हो, वहाँ इसकी क्षमता सीमित है।

यह कहाँ मदद करता है?

• अस्पताल। TEC के अनुसार, विकिरण संबंधी चिंताओं के कारण ऑपरेशन थिएटर में WiFi की अनुमति नहीं होती। उसके अनुसार, WiFi निगरानी उपकरणों के काम में भी बाधा डाल सकता है।
• विमान। TEC के अनुसार, WiFi नेविगेशन प्रणालियों के काम में बाधा डाल सकता है, इसलिए केबिन की लाइटों के जरिए LiFi का उपयोग किया जा सकता है।
• पानी के नीचे। TEC के अनुसार, जहाँ WiFi बिल्कुल काम नहीं करता, वहाँ LiFi काम कर सकता है।
• संवेदनशील स्थल। TEC ने बिजली संयंत्रों का उदाहरण दिया है, जहाँ रेडियो तरंगों से होने वाला हस्तक्षेप सुरक्षा के लिए चिंता का विषय है।

इसमें गोपनीयता अधिक क्यों है?

प्रकाश अपारदर्शी दीवारों के पार नहीं जा सकता। TEC के अनुसार, LiFi का उपयोग केवल उस क्षेत्र के भीतर मौजूद उपयोगकर्ता ही कर सकते हैं। TEC रेडियो संचार को कम सुरक्षित बताता है।

यह कहाँ काम नहीं करता या सीमित हो जाता है?

• TEC के अनुसार, इसके लिए प्रेषक और रिसीवर के बीच का सीधा रास्ता लगभग या पूरी तरह बाधारहित होना चाहिए।
• अपारदर्शी बाधाएँ इसके संकेत रोक देती हैं।
• सूरज की रोशनी और सामान्य बिजली की रोशनी इसकी गति को प्रभावित कर सकती हैं।
• इसकी पहुँच 10 m से कम है, जबकि TEC के अनुसार WiFi की पहुँच 300 m से कम है।
• पूरा नेटवर्क स्थापित करने की शुरुआती लागत अधिक होती है।

MP-IDSA भी यही सीमाएँ बताता है। इनमें लगभग 10 m की रेंज, सीधी दृष्टि-रेखा की जरूरत, धूप से प्रभावित होना और सीमित उपकरणों में समर्थन शामिल हैं।

क्या इसका भारत से कोई संबंध है?

• TEC का अध्ययन पत्र दूरसंचार इंजीनियरिंग केंद्र (Telecommunication Engineering Centre) के FN प्रभाग ने तैयार किया है।
• MP-IDSA के अनुसार, दिल्ली की एक कंपनी ने March 2026 में भारतीय पनडुब्बियों पर मुक्त-अंतरिक्ष ऑप्टिकल लिंक लगाने का अनुबंध मिलने की जानकारी दी थी।
• MP-IDSA के अनुसार, यह मुक्त-अंतरिक्ष प्रकाशिकी (free-space optics) है, जो LiFi से मिलती-जुलती तकनीक है और लंबी दूरी पर काम करती है। यह स्वयं LiFi नहीं है।

UPSC प्रारंभिक परीक्षा 2016 के सामान्य अध्ययन प्रश्नपत्र I में प्रश्न 5 (श्रृंखला A) LiFi पर था।

प्रश्न क्या था?

“हाल ही में समाचारों में रहे ‘LiFi’ के संदर्भ में, निम्नलिखित में से कौन-सा/से कथन सही है/हैं?”

1. यह तेज गति से डेटा भेजने के लिए प्रकाश को माध्यम के रूप में उपयोग करता है। 2. यह एक बेतार तकनीक है और ‘WiFi’ से कई गुना तेज है।

• (a) केवल 1
• (b) केवल 2
• (c) 1 और 2 दोनों
• (d) न तो 1, न ही 2

श्रृंखला A की आधिकारिक उत्तर कुंजी में उत्तर (c) दिया गया है।

कथन 1 सही क्यों है?

LiFi डेटा ले जाने के लिए प्रकाश का उपयोग करता है। TEC के अनुसार, यह “तेज गति से संचार के लिए प्रकाश को माध्यम के रूप में उपयोग करता है”।

कथन 2 सही क्यों है?

LiFi एक बेतार तकनीक है। गति का यह दावा एक सामान्य तुलना है। TEC लगभग 1 Gbps की तुलना WiFi 802.11n की लगभग 150 Mbps गति से करता है। UPSC ने इसे सही माना था।

इसका उत्तर जल्दी कैसे दें?

नाम को दो हिस्सों में बाँटें। “Li” का अर्थ प्रकाश (light) और “Fi” का अर्थ फिडेलिटी (fidelity) है, जैसे WiFi में। दोनों कथन इसके मूल विचार को बताते हैं। इसलिए दोनों चुनें।