Οι ασύρματες επικοινωνίες (Wi-Fi) πλησιάζουν πια τα όριά τους, καθώς "ζορίζονται" να τα βγάλουν πέρα με τις ολοένα πιο απαιτητικές εφαρμογές  που απαιτούν μεγαλύτερο εύρος ζώνης και μεγαλύτερη ταχύτητα μετάδοσης δεδομένων, όπως π.χ. συμβαίνει με το βίντεο υψηλής ανάλυσης και, ακόμη περισσότερο, με το τρισδιάστατο βίντεο. Αναπόφευκτα, λοιπόν, έντονη κινητικότητα επικρατεί διεθνώς στον κόσμο των ερευνητών για την προώθηση της επόμενης γενιάς Wi-Fi, η οποία υπόσχεται μια νέα επανάσταση στα σπίτια και τα γραφεία μας - κι ένας Έλληνας της Αυστραλίας, ο καθηγητής Σταν (Ευστράτιος) Σκαφιδάς του πανεπιστημίου της Μελβούρνης βρίσκεται στην πρωτοπορία αυτών των εξελίξεων, σύμφωνα με το "New Scientist".

Για να γίνουν κατανοητές οι εξελίξεις, θα είναι χρήσιμη μια ματιά στο τωρινό "τοπίο" του Wi-Fi. Σήμερα, διεθνώς χρησιμοποιούνται κατά βάση τρεις προδιαγραφές (standards) για τα ασύρματα δίκτυα: τα 802.11a, 802.11b και 802.11g (το τελευταίο είναι και το προτιμώμενο πλέον). Οι κάθε είδους συσκευές με δυνατότητα ασύρματης σύνδεσης (επιτραπέζιοι υπολογιστές, φορητοί κλπ.) συνδέονται στο Ίντερνετ μέσω ραδιοκυμάτων σε ζώνες συχνοτήτων 2,4 GHz (gigahertz) και 5 GHz, που έχουν καθοριστεί από το αρμόδιο διεθνή φορέα προτύπων, το διεθνές Ινστιτούτο Ηλεκτρολόγων και Ηλεκτρονικών Μηχανικών (ΙΕΕΕ).

Πέρυσι, το ΙΕΕΕ συμφώνησε για τις προδιαγραφές ενός νέου στάνταρντ Wi-Fi, του 802.11n, που λειτουργεί τόσο στα 2,4 GHz όσο και στα 5 GHz. Θεωρητικά το νέο στάνταρντ μπορεί να μεταδώσει δεδομένα με ταχύτητα 300 megabits ανά δευτερόλεπτο (Mbps), έναντι μόλις 54 Mbps του τωρινού 802.11g. Το νέο στάνταρντ αναμένεται να διευκολύνει τη μετάδοση (streaming) βίντεο υψηλής ανάλυσης, που σήμερα ...δυσκολεύεται. Με περαιτέρω βελτιώσεις, το νέο στάνταρντ θα μπορούσε να φτάσει ταχύτητες γύρω στα 600 Mbps.

Ακόμα κι έτσι όμως, όπως δείχνει η μέχρι σήμερα εμπειρία, το πρόσθετο εύρος ζώνης που θα προσφέρει το νέο στάνταρντ ασύρματης μετάδοσης δεν θα αργήσει να "φαγωθεί" από τις όλο και πιο απαιτητικές νέες υπηρεσίες. Η λύση που εξετάζεται, είναι η μετάδοση δεδομένων σε μια τελείως διαφορετική ζώνη συχνοτήτων. Σε γενικές γραμμές, όσο πιο υψηλή η συχνότητα, τόσο πιο πολλά δεδομένα μπορεί να "χωρέσει".

WiGig, Gi-Fi και ο ...πανταχού παρών Έλληνας!

Ήδη αρκετές ερευνητικές κοινοπραξίες εργάζονται για να δημιουργήσουν ασύρματα συστήματα που θα λειτουργούν στη ζώνη των 60 GHz. Μεταξύ αυτών είναι και το προτεινόμενο νέο στάνταρντ 802.11ad από το ίδιο το ΙΕΕΕ.

Στα μέσα του 2009, η Wireless Gigabit Alliance (WiGig), μια συμμαχία πολλών εταιριών τεχνολογίας (που περιλαμβάνει την Microsoft και την Intel) έδωσε στη δημοσιότητα τις προδιαγραφές της για το Wi-Fi των 60GHz. Το νέο πρωτόκολλο θα υποστηρίζει ταχύτητες μετάδοσης δεδομένων μέχρι 7 Gbps. Με τέτοια μεγάλη ταχύτητα, ένας χρήστης θα μπορεί να "κατεβάσει" στον φορητό υπολογιστή του ένα ολόκληρο δίσκο Blu-ray μέσα σε λίγα μόνο δευτερόλεπτα.

Ενώ η ταχύτητα του WiGig θα είναι πολύ μεγαλύτερη από το τωρινό Wi-Fi, η ακτίνα μετάδοσης θα είναι πολύ μικρότερη, γύρω στα δέκα μέτρα σε ανοιχτό χώρο. Αυτό θα συμβαίνει, επειδή τα ραδιοκύματα στα 60 GHz θα είναι πιο ευάλωτα σε παρεμβολές από τα μόρια του οξυγόνου στον αέρα. Από την άλλη, το Wi-Fi των 60 GHz δεν θα μπορεί να ξεπερνά τους τοίχους ενός σπιτιού ή γραφείου, πράγμα που, από την πλευρά της ασφάλειας, αποτελεί πλεονέκτημα, επειδή εκθέτει τον χρήστη πολύ λιγότερο σε έναν...ωτακουστή-χάκερ.

Στην "καρδιά" του WiGig βρίσκεται ο ελληνικής καταγωγής Σταν Σκαφιδάς, καθηγητής νανοηλεκτρονικής του πανεπιστημίου της Μελβούρνης και στέλεχος του Κέντρου NICTA (National Information and Communication Technology Australia), του μεγαλύτερου ερευνητικού φορέα της Αυστραλίας στον τομέα της πληροφορικής και των τηλεπικοινωνιών. Ο Σκαφιδάς είναι επικεφαλής της ομάδας που αναπτύσσει το "τσιπάκι", το οποίο έχει όλα τα απαραίτητα χαρακτηριστικά για τη σύνδεση Wi-Fi στα 60 GHz. Το νέο τσιπ, που αποκαλείται Gi-Fi, θα είναι συμβατό με το πρότυπο 802.11ad του ΙΕΕΕ, όταν τελειοποιηθεί, και θα επιτρέπει "κατέβασμα" δεδομένων με ταχύτητα μέχρι 5 Gbps.

Επειδή το τσιπ φτιάχνεται με τον ίδιο τρόπο όπως τα περισσότερα τσιπ πυριτίου, το κόστος παραγωγής του θα είναι αρκετά φθηνό για να είναι ανταγωνιστικό, κατά τον Σκαφιδά. Η NICTA παρουσίασε ήδη το πρωτότυπο του τσιπ, το οποίο αναμένεται να αρχίσει να παράγεται μαζικά σύντομα. Ο Σκαφιδάς εκτιμά ότι κάποια στιγμή, επειδή το τσιπ θα είναι πολύ φθηνό, θα ενσωματωθεί σε μια πληθώρα συσκευών στο σπίτι και στο γραφείο, αντισταθμίζοντας έτσι το μειονέκτημα της μικρής ακτίνας δράσης των 60 GHz.

Ο Σκαφιδάς, πριν εργαστεί για το NICTA από το 2004 μέχρι σήμερα, υπήρξε συνιδρυτής της αμερικανικής εταιρίας Bandspeed, όπου εφηύρε έναν μηχανισμό, ο οποίος έκτοτε χρησιμοποιείται στο πρότυπο επικοινωνίας του Bluetooth και αποτελεί τμήμα κάθε συσκευής Bluetooth (έκδοση 1.2 και μετά). Παράλληλα, σήμερα αποτελεί μέλος των αρμόδιων επιτροπών του ΙΕΕΕ που καθορίζουν τις νέες τρεχνικές προδιαγραφές των ασύρματων δικτύων.

Στο μεταξύ και μέχρι να φτάσει το WiGig, το ΙΕΕΕ μελετά βελτιώσεις στις ικανότητες του υπάρχοντος Wi-Fi. Στο πλαίσιο αυτό, προχωρά η ανάπτυξη του νέου προτύπου 802.11ac, που θα λειτουργεί γύρω στα 5 GHz, όπως και το τωρινό 802.11a, αλλά τα δεδομένα θα μεταδίδονται μέσω ενός ευρύτερου φάσματος συχνοτήτων, ώστε να αυξηθεί η ταχύτητα μετάδοσης, που αναμένεται να υπερβεί το 1 Gbps. Το νέο αυτό στάνταρντ δεν θα οριστικοποιηθεί πριν το 2012.

Wi-Fi μέσω...φωτός
Υπάρχουν πάντως και πιο ριζοσπαστικές προτάσεις για τις ασύρματες επικοινωνίες του μέλλοντος. Μερικοί ερευνητές, όπως ο ηλεκτρολόγος μηχανολόγος Μόχσεν Κέιβχραντ του πανεπιστημίου της Πενσιλβάνια των ΗΠΑ, πιστεύουν ότι πρέπει να εγκαταλείψουμε τελείως τα ραδιοκύματα και να στραφούμε στο φως ως μέσο μετάδοσης. Στο πλαίσιο αυτό, ο ίδιος εργάζεται με τους συνεργάτες του για την ανάπτυξη ενός οπτικού συστήματος μετάδοσης δεδομένων με υψηλές ταχύτητες.

Το πρόβλημα με το φως είναι ότι θα πρέπει να υπάρχει μια απευθείας "γραμμή" (επαφή) ανάμεσα στο πομπό και στο δέκτη. Για να ξεπεραστεί το πρόβλημα των εμποδίων που συνήθως παρεμβάλλονται σε έναν χώρο, ο Κέιβχραντ χρησιμοποιεί ένα λέιζερ υψηλής ισχύος για να δημιουργεί παλμούς υπέρυθρου φωτός, οι οποίοι αντανακλώνται στο ταβάνι και μετά κατευθύνονται στο δέκτη, όπου ένας ειδικός ημιαγωγός μετατρέπει το φως σε ψηφιακό σήμα.

Η οπτική αυτή ασύρματη τεχνολογία, που παρουσιάστηκε για πρώτη φορά σε συνδιάσκεψη στο Σαν Φρανσίσκο τον Ιανουάριο φέτος, έχει μέχρι στιγμής πετύχει ταχύτητα μετάδοσης 1 Gbps και μπορεί να βελτιωθεί κι άλλο. Τα οπτικά ασύρματα συστήματα έχουν με το μέρος τους δύο πλεονεκτήματα: αφενός θεωρούνται πιο "πράσινα" (καταναλώνουν λιγότερη ενέργεια) και αφετέρου πιο υγιεινά (δεν κάνουν παρεμβολές σε γειτονικά ηλεκτρονικά συστήματα, ένας λόγος για τον οποίο, αντίθετα με το Wi-Fi, θα μπορούν να χρησιμοποιηθούν ελεύθερα σε νοσοκομεία και αεροπλάνα).

Από την άλλη όμως, τα ραδιοκύματα είναι μια δοκιμασμένη τεχνολογία και τα Gi-Fi των 60 GHz, επειδή θα χρησιμοποιούν εξοπλισμό παραπλήσιο με το τωρινό Wi-Fi, θα είναι ευκολότερο να βρουν ευρεία εμπορική εφαρμογή, σε σχέση με τα οπτικά ασύρματα συστήματα που αποτελούν μια τελείως διαφορετική τεχνολογία.

ΑΝΑΔΗΜΟΣΙΕΥΣΗ: www.edugate.gr