نسل آینده واى فاى سه برابر سریع تر از نسل هاى امروزى
مراکز تحقیقاتى و شرکت هاى فناورى بنیان در سراسر جهان روى حل مشکلات سیستم واى فاى فعلى کارمىکنند. واى فاى در چند سال اخیر به شدت رشد کرده است و همه کاربران مى خواهند همیشه به شبکه هاى بىسیم متصل باشند. اما مشکلاتى مانند محدودیت هاى پهناى باند، سرعت، ناپایدارى سیگنال ها و محدوده پوشش دهى و دسترسى به واى فاى در شرایط غیرطبیعى مانند زمان بروز سوانح و حوادث غیر مترقبه مانع رشد شبکه هاى واى فاى فعلى شده اند. یکى از راه حل هاى ارائه شده در سال 2016 ،عرضه سیستم ها و روترهاى مش وای فای بود. دانشگاه MIT روى سیستم جدیدى از واى فاى به نام 0.2 MegaMIMO کارمى کند که وعده سه برابرى سرعت واى فاى را مى دهد ومحدوده پوشش دهى را دو برابر مى کند.
مشکل فناوری وای فای امروزی چیست؟
بزرگترین مشــکل سیســتم ها و روترهاى فعلى واى فــاى اصطلاحا Crunch Spectrum یا تداخل طیفى اســت. یعنــى چند روتر همزمان از یک فرکانس براى ارســال و دریافت اطلاعات اســتفاده مىکنند و در نتیجه تداخل امواج، محدودیت پهناى باند و ســرریز شبکه رخ مىدهد. تصور کنید در یک ورزشگاه چند ده هزار نفرى، تماشاچیان بخواهند از وای فای استفاده کنند یا در یک مجتمع مسکونى یا سالن کنفرانس، دهها کاربر بخواهند همزمان به وای فای متصل شــوند و آنلاین به تماشاى فیلم بنشــینند. تا به امروز، راه حل این بوده اســت که در نقاط مختلف دستگاه هاى روتر/ اکسسپوینت نصب کنند تا امواج قوىتر و باسرعت بیشــترى به دست کاربر برســد. اما این راهکار تا یک اندازه مشخص پاسخگو اســت و افزایش دستگاه هاى روتر/ اکسسپوینت از یک تعداد مشخص، نه تنها مشکل وای فای را حل نمى کند، بلکه آن را نابود مىکند. دســتگاه هایى مانند رادیو و تلویزیون مى تواننــد بر روى یک فرکانس امــواج رادیویــى گاه مشــابه را دریافت کنند، ولى روترهــا نمى توانند اطلاعات مختلف را روى یک کانال رادیویى با هم ارسال و دریافت کنند. ازلدیــن حامد یکى از مدیران آزمایشــگاه تحقیقاتى علــوم کامپیوتر و هوش مصنوعى دانشگاه MIT مى گوید: «در دنیاى بىسیم امروز، دیگر نمى توانید با افزودن روترها مشــکل تداخل طیفى را حل کنید. تمام این روترها با یکدیگر در تعامل هستند و برهم تأثیر مى گذارند و مانع یکدیگر مى شوند. یکى از راهکارها این است که تمام این روترها با هم روى یک فرکانس خاص کار کنند تا به طور مؤثر از طیف موجود سود ببرند.» چیست؟ MegaMIMO 2.0 ایده اى که ازلدین حامد بیان مــى کند همان فناورى 0.2 MegaMIMO اســت. ایــن فنــاورى مى خواهــد همــکارى و هماهنگــى میــان چند روتر/ اکســسپونت به وجــود بیاورد تــا همزمان اطلاعــات را روى یک فرکاس خاص ارســال و دریافت داشــته باشــند تا از تداخل امواج جلوگیرى شــود. تیم توسعه دهنده 0.2 MegaMIMO به یک الگوریتم کلیدى و با اهمیت دســت پیدا کردند که اجازه مى دهد فرســتنده مستقل همزمان از یک طیف رادیویى اســتفاده کنند، بدون اینکه از یکدیگر جدا شــوند یا روى همدگیر اثر بگذارند. در واقع، تیم CSAIL مشکلى را حل کرده اســت که براى سالهاى متمادى توسعه دهندگان وای فایرا آزار داده است. 0.2 MegaMIMO به دنبال پیاده سازى ایده امواج تلویزیون و رادیو در شبکه هاى بىسیم است.
MIMO یک فناورى شناخته شــده در دنیاى بىسیم است و سال هاى زیادى اســت که در دســتگاه هاى مختلف حتى امروزه در گوشى هاى هوشمند و تبلت ها نیز استفاده مىشود. درMIMO یک دستگاه مىتواند چند دریافت و ارســال مختلف روى کانالهاى رادیویى جداگانه داشته ً در روترهاى باشد. MIMO-MU نسل بعدى این فناورى است که اخیرا پرسرعت و امروزى به کار گرفته مىشود و روى فرکانس 5 گیگاهرتز امکان دریافتو ارســال چندگانه همزمان را براى چند دســتگاه فراهم مىکند. اما این دو فناورى با افزایش تعداد دستگاه هاى گیرنده/ فرستنده به شــدت دچار کاهش کارایى و افت ســرعت و تداخل امواج مىشوند و نرخ تأخیر و خطاى شــبکه به طرز وحشــتناکى افزایش پیدا مىکند. اکنون، باید منتظر نســل جدید فناورى 0.2 MegaMIMO باشــیم که مىخواهد به روش دیگرى دریافت و ارســال چندگانه را پیاده ســازى کند. در MegaMIMO 2.0 برخــلاف MU-MIMO و MIMO دیگر کلاینــت نقش محورى نــدارد و این روترها هســتند که بــا هماهنگى یکدیگر، ارسال و دریافت اطلاعات روى یک کانال رادیویى خاص انجام مى دهند. در اینجا روترها ســعى مىکنند به طور سنکرون و زمان بندى شــده، در فازهاى مختلف اطلاعات را با هم ارســال کنند. طبیعى است هــم روى روترها و هم روى دســتگاه هاى دریافت کننده اطلاعات نیاز به سیســتم هاى پردازش سیگنال داریم. درسمت روترها، باید سیستم چندگانه پردازش سیگنال براى ارسال و دریافت مستقل اطلاعات روى بخش خاصى از یک طیف فرکانســى وجود داشــته باشــد و درسمت کلاینت نیزسیستم هاى چندگانه دریافت مستقل اطلاعات بدون تداخل و اعوجاج نیاز است. ســچین کتى دانشمند علوم کامپیوترى از دانشگاه استنفورد مىگوید: «در وضعیتى که با بحران کمبود فرکانس و طیف رادیویى مواجه هســتیم، تنها راه حل افزایــش ظرفیتهاى ارتباطى بى ســیم، افــزودن تعداد اکســسپوینت ها و اســتفاده از تکنیک ها و الگوریتم هاى توزیع شده MIMO روى یک طیف براى مرتب سازى و هماهنگى انتقال اطلاعات است.» وى مىگوید در حالى که براى مدتها شــک و تردید درباره اســتفاده همکارانــه روترهــا از یک فرکانس رادیویى وجود داشــت و هیچ طرح عملیاتى ارائه نمى شد، محققان MIT با الگوریتم جدید خود نشان دادند این ایده شــدنى است و مىتوان چالش عمده سیستم هاى وای فای فعلى را رفع کرد. تیم تحقیقاتى CSAIL براى آزمایش سیستم 0.2 MegaMIMO در یک اتاق کنفرانس، چهار دســتگاه لپ تاپ قرار دادنــد. این لپتاپ ها به طور تصادفــى در این اتاق حرکت کــرده و به انتقال اطلاعات روى شــبکه بىســیم مى پردازند. آنها دریافتند سرعت انتقال اطلاعات روى شبکه مجهز به فناورى 0.2 MegaMIMO نزدیک به 330 درصد بیشــتر از وای فای معمولى است. به علاوه، قدرت سیگنال ها در سیستم جدید نیز بیشــتر و نزدیک به دو برابر وای فای معمولى اســت. علت آن نیز عدم تضعیف و برهم کنش امواج روى یکدیگر است.
آینده فناوری وای فای چگونه خواهد بود؟
در زمان نگارش این مقاله، هنوز هیچ دســتگاه یا نمونه آماده اى از این فناورى عرضه نشده است و مى توان گفت در عمل هنوز هیچ چیز وجود ندارد. تیم تحقیقاتى CSAIL دانشگاه MIT در تلاش هستند با سازندگان تجهیزات شبکه وشرکت هاى مطرح بازار وارد مذاکره وهمکارىشوند تا با کمک شــرکاى تجارى جدید بتوانند فناورى 0.2 MegaMIMO را روى روترها و اکســسپوینت ها نصب و روانه بازار کنند. کارشناسان امیدوارنــد به زودى چنین اتفاقى رخ بدهد وشــاهد ورود اولین نســل روترهــاى مجهز به 0.2 MegaMIMO باشــیم تــا وضعیت وای فای عمومى دســتخوش تغییر و تحول بزرگى شود. 0.2 MegaMIMO به طور هدفمند براى مراکز عمومى و مکان هاى شلوغ طراحى شده است تا کاربران بیشــترى از وای فای عمومى سریع استفاده کنند. همچنین، انتظار مى رود این فناورى براى ســرعت بخشــیدن به اینترنت اشــیا، واقعیــت مجازى و واقعیــت افزوده نیز به کار گرفته شــود. پیش بینى مى شود شرکت هایى مانند سیسکو و نتگیر جزء اولین برندهایى باشند که از این فناورى در محصولات خود سود ببرند.
منبع: ماهنامه شبکه