نسل‌ آینده وای‌فای سه برابر سریع‌تر از نسل‌های امروزی

مشکل چیست؟
بزرگ‌ترین مشکل سیستم‌ها و روترهای فعلی وای‌فای اصطلاحاً Spectrum Crunch یا تداخل طیفی است. یعنی چند روتر هم‌زمان از یک فرکانس برای ارسال و دریافت اطلاعات استفاده می‌کنند و در نتیجه تداخل امواج، محدودیت پهنای ‌باند و سرریز شبکه رخ می‌دهد. تصور کنید در یک ورزشگاه چند ده هزار نفری، تماشاچیان بخواهند از وای‌فای استفاده کنند یا در یک مجتمع مسکونی یا سالن کنفرانس، ده‌ها کاربر بخواهند هم‌زمان به وای‌فای متصل شوند و آنلاین به تماشای فیلم بنشینند. تا به امروز، راه‌ حل این بوده است که در نقاط مختلف دستگاه‌های روتر/ اکسس‌پوینت نصب کنند تا امواج قوی‌تر و با سرعت بیشتری به دست کاربر برسد. اما این راهکار تا یک اندازه مشخص پاسخ‌گو است و افزایش دستگاه‌های روتر/ اکسس‌پوینت از یک تعداد مشخص، نه‌تنها مشکل وای‌فای را حل نمی‌کند، بلکه آن را نابود می‌کند. دستگاه‌هایی مانند رادیو و تلویزیون می‌توانند بر روی یک فرکانس امواج رادیویی گاه مشابه را دریافت کنند، ولی روترها نمی‌توانند اطلاعات مختلف را روی یک کانال رادیویی با هم ارسال و دریافت کنند. 
ازلدین حامد یکی از مدیران آزمایشگاه تحقیقاتی علوم کامپیوتر و هوش مصنوعی دانشگاه MIT می‌گوید: «در دنیای بی‌سیم امروز، دیگر نمی‌توانید با افزودن روترها مشکل تداخل طیفی را حل کنید. تمام این روترها با یکدیگر در تعامل هستند و برهم تأثیر می‌گذارند و مانع یکدیگر می‌شوند. یکی از راهکارها این است که تمام این روترها با هم روی یک فرکانس خاص کار کنند تا به‌طور مؤثر از طیف موجود سود ببرند.»

مطلب پیشنهادی

ترفندهای وای‌فای

ده آموزش ساده وای‌فای که هر کاربر عادی باید بداند!

MegaMIMO 2.0 چیست؟
ایده‌ای که ازلدین حامد بیان می کند همان فناوری MegaMIMO 2.0 است. این فناوری می‌خواهد همکاری و هماهنگی میان چند روتر/ اکسس‌پونت به‌وجود بیاورد تا هم‌زمان اطلاعات را روی یک فرکاس خاص ارسال و دریافت داشته باشند تا از تداخل امواج جلوگیری شود. تیم توسعه‌دهنده MegaMIMO 2.0 به یک الگوریتم کلیدی و بااهمیت دست پیدا کردند که اجازه می‌دهد فرستنده مستقل هم‌زمان از یک طیف رادیویی استفاده کنند، بدون اینکه از یکدیگر جدا شوند یا روی همدگیر اثر بگذارند. در واقع، تیم CSAIL مشکلی را حل کرده است که برای سال‌های متمادی توسعه‌دهند‌گان وای‌فای را آزار داده است. MegaMIMO 2.0 به‌دنبال پیاده‌سازی ایده امواج تلویزیون و رادیو در شبکه‌های بی‌سیم است. (شکل 1)

شکل 1

مطلب پیشنهادی

سیگنال‌های افشا کننده

سیگنال‌های وای‌فای از روی دست شما تقلب می‌کنند!

MIMO یک فناوری شناخته ‌شده در دنیای بی‌سیم است و سال‌های زیادی است که در دستگاه‌های مختلف حتی امروزه در گوشی‌های هوشمند و تبلت‌ها نیز استفاده می‌شود. در MIMO یک دستگاه می‌تواند چند دریافت و ارسال مختلف روی کانال‌های رادیویی جداگانه داشته باشد. MU-MIMO نسل بعدی این فناوری است که اخیراً در روترهای پرسرعت و امروزی به کار گرفته می‌شود و روی فرکانس ۵ گیگاهرتز امکان دریافت و ارسال چندگانه هم‌زمان را برای چند دستگاه فراهم می‌کند. اما این دو فناوری با افزایش تعداد دستگاه‌های گیرنده/ فرستنده به‌شدت دچار کاهش کارایی و افت سرعت و تداخل امواج می‌شوند و نرخ تأخیر و خطای شبکه به‌طرز وحشتناکی افزایش پیدا می‌کند. اکنون، باید منتظر نسل جدید فناوری MegaMIMO 2.0 باشیم که می‌خواهد به روش دیگری دریافت و ارسال چندگانه را پیاده‌سازی کند. در MegaMIMO 2.0 برخلاف MIMO و MU-MIMO دیگر کلاینت نقش محوری ندارد و این روترها هستند که با هماهنگی یکدیگر، ارسال و دریافت اطلاعات روی یک کانال رادیویی خاص انجام می‌دهند. در اینجا روترها سعی می‌کنند به‌طور سنکرون و زمان‌بندی شده، در فازهای مختلف اطلاعات را با هم ارسال کنند. طبیعی است هم روی روترها و هم روی دستگاه‌های دریافت‌کننده اطلاعات نیاز به سیستم‌های پردازش سیگنال داریم. در سمت روترها، باید سیستم چندگانه پردازش سیگنال برای ارسال و دریافت مستقل اطلاعات روی بخش خاصی از یک طیف فرکانسی وجود داشته باشد و در سمت کلاینت نیز سیستم‌های چندگانه دریافت مستقل اطلاعات بدون تداخل و اعوجاج نیاز است. سچین کتی دانشمند علوم کامپیوتری از دانشگاه استنفورد می‌گوید: «در وضعیتی که با بحران کمبود فرکانس و طیف رادیویی مواجه هستیم، تنها راه ‌حل افزایش ظرفیت‌های ارتباطی بی‌سیم، افزودن تعداد اکسس‌پوینت‌ها و استفاده از تکنیک‌ها و الگوریتم‌های توزیع‌شده MIMO روی یک طیف برای مرتب‌سازی و هماهنگی انتقال اطلاعات است.»

مطلب پیشنهادی

اسپرسو را با وای‌فای میل می‌کنید یا بدون وای‌فای؟

وی می‌گوید در حالی که برای مدت‌ها شک و تردید درباره استفاده همکارانه روترها از یک فرکانس رادیویی وجود داشت و هیچ طرح عملیاتی ارائه نمی‌شد، محققان MIT با الگوریتم جدید خود نشان دادند این ایده شدنی است و می‌توان چالش عمده سیستم‌های وای‌فای فعلی را رفع کرد. 
تیم تحقیقاتی CSAIL برای آزمایش سیستم MegaMIMO 2.0 در یک اتاق کنفرانس، چهار دستگاه لپ‌تاپ قرار دادند. این لپ‌تاپ‌ها به‌طور تصادفی در این اتاق حرکت کرده و به انتقال اطلاعات روی شبکه بی‌سیم می‌پردازند. آن‌ها دریافتند سرعت انتقال اطلاعات روی شبکه مجهز به فناوری MegaMIMO 2.0 نزدیک به ۳۳۰ درصد بیشتر از وای‌فای معمولی است. به علاوه، قدرت سیگنال‌ها در سیستم جدید نیز بیشتر و نزدیک به دو برابر وای‌فای معمولی است. علت آن نیز عدم تضعیف و برهم‌کنش امواج روی یکدیگر است (شکل 2).

شکل 2: تیم تحقیقاتی CSAIL دانشگاه MIT در حال آزمایش فناوری MegaMIMO 2.0

مطلب پیشنهادی

یک اتصال قابل اطمینان به اینترنت با شبکه سیمی

چگونه کابـل اترنت مناسب کار خود را انتخاب کنیم؟

آینده چیست؟
در زمان نگارش این مقاله، هنوز هیچ دستگاه یا نمونه آماده‌ای از این فناوری عرضه نشده است و می‌توان گفت در عمل هنوز هیچ‌ چیز وجود ندارد. تیم تحقیقاتی CSAIL دانشگاه MIT در تلاش هستند با سازندگان تجهیزات شبکه و شرکت‌های مطرح بازار وارد مذاکره و همکاری شوند تا با کمک شرکای تجاری جدید بتوانند فناوری MegaMIMO 2.0 را روی روترها و اکسس‌پوینت‌ها نصب و روانه بازار کنند. کارشناسان امیدوارند به‌زودی چنین اتفاقی رخ بدهد و شاهد ورود اولین نسل روترهای مجهز به MegaMIMO 2.0 باشیم تا وضعیت وای‌فای عمومی دست‌خوش تغییر و تحول بزرگی شود. MegaMIMO 2.0 به‌طور هدفمند برای مراکز عمومی و مکان‌های شلوغ طراحی شده است تا کاربران بیشتری از وای‌فای عمومی سریع استفاده کنند. همچنین، انتظار می‌رود این فناوری برای سرعت بخشیدن به اینترنت اشیا، واقعیت مجازی و واقعیت افزوده نیز به‌ کار گرفته شود. پیش‌بینی می‌شود شرکت‌هایی مانند سیسکو و نت‌گیر جزء اولین برندهایی باشند که از این فناوری در محصولات خود سود ببرند.