آیا یافته جدید دانشگاه براون در عمل می‌تواند سرعت وای‌فای امروزی را ۱۰۰ برابر کند؟

همان‌طور که در خبرها خواندید؛ محققان دانشگاه براون امریکا توانستند با استفاده از امواج رادیویی تراهرتزی و تکنیک‌هایی مانند مالتی‌پلکسر سرعت انتقال اطلاعات روی ارتباطات بی‌سیم را به مرز ۵۰ گیگابیت بر ثانیه برسانند؛ یعنی سرعتی حدود ۱۰۰ برابر میانگین سرعت وای‌فای امروزی. اما در عمل؛ واقعا استفاده از این فناوری و یافته جدید امکان‌پذیر است؟

محققان دانشگاه براون با کمک امواج مایکروویو روی باندهای تراهرتزی و فناوری مالتی‌پلکسینگ چندین جریان اطلاعات را با هم روی یک فرکانس ارسال کنند. این محققان توانسته‌اند دستگاه‌هایی بسازند که می‌توانند با این روش مثلا دو جریان اطلاعاتی ۱۰ گیگابیتی را با هم و بدون خطا ارسال کنند. همچنین؛ در شرایط خاص و استفاده از مکانیسم‌های تصحیح خطا می‌توانند دو جریان اطلاعات ۲۵ گیگابیتی را با هم روی یک فرکانس ارسال کنند. یعنی به سرعتی نزدیک به ۵۰ گیگابیت بر ثانیه روی امواج رادیوی دست یافت. این سرعت تقریبا ۱۰۰ برابر سرعت یک وای‌فای معمولی امروزی است. 

در شرایط خاص و استفاده از مکانیسم‌های تصحیح خطا می‌توانند دو جریان اطلاعات ۲۵ گیگابیتی را با هم روی یک فرکانس ارسال کنند. یعنی به سرعتی نزدیک به ۵۰ گیگابیت بر ثانیه روی امواج رادیوی دست یافت.

در واقع؛ محققان برای دستیابی به یک سرعت بسیار بیشتر نسبت به ارتباطات بی‌سیم امروزی هم سعی کردند به سراغ امواجی با پهنای‌باند بیشتر بروند و همچنین از تکنیک‌هایی برای ارسال چندین سیگنال روی یک باند رادیویی استفاده کنند. امروزه؛ هم سعی در استفاده از این تکنیک‌ها برای افزایش سرعت وای‌فای یا دیگر استانداردهای بی‌سیم می‌شود. برای مثال، استاندارد ۸۰۲.11ad یا WiGig از امواج ۶۰ گیگاهرتز برد کوتاه استفاده می‌کند تا پهنای‌باند بیشتری داشته باشد یا روی شبکه‌های 5G به سراغ امواج مایکروویو میلی‌متری مانند ۴۰ و ۶۰ گیگاهرتز رفتند که خلوت‌تر ولی با پهنای‌باند بیشتری هستند. 

همچنین؛ فناوری MU-MIMO سعی می‌کند چندین دستگاه به طور همزمان دریافت و ارسال اطلاعات داشته باشند ولی نکته متفاوت آن با یافته جدید در این است که در MU-MIMO هر دستگاه روی یک باند فرکانسی اختصاصی چندین جریان ارسال و دریافت اطلاعات راه‌اندازی و استفاده می‌کند. در یافته جدید دانشمندان دانشگاه براون سعی شده است روی یک کانال چندین دستگاه با هم جریانی از اطلاعات با پهنای‌باند و سرعت بالا را راه‌اندازی کنند. 

روش جدید دانشگاه براون چندین چالش یا مشکل اساسی دارد. در فاز نخست؛ باید از مکانیسم‌هایی استفاده شود که امکان تداخل تا تاثیرگذاری چندین جریان اطلاعات بی‌سیم روی یکدیگر در یک باند رادیویی وجود نداشته باشد. محققان دانشگاه براون می‌گویند دستگاه مورد نیاز برای ارسال چندین جریان شبکه روی یک باند بدون تداخل یا اخلال در کار همدیگر را ساخته‌اند. 

این‌قدر برای شنیدن خبر وای‌فای ۵۰ گیگابیت هیجان‌زده هستیم و رسانه‌ها تلاش دارند موج خبری به راه بیندازند و توجه کاربران عادی را جلب کنند که یک حقیقت بزرگ را در پشت‌پرده این خبر مخفی کردند.

چالش دیگر؛ هنگامی است که برای دستیابی به سرعت بیشتر نیاز با افزایش فرکانس هستیم. در اینجا؛ خطاها بروز می‌کنند و مشکلات جدیدی به وجود می‌آید. مثلا اگر کمی زاویه بین فرستند و گیرنده تغییر کند؛ درصد خطاها در شبکه به شدت افزایش خواهد یافت. افزایش نرخ خطای شبکه می‌تواند سرعت را پایین بیاورد. 

چالش بعدی؛ استفاده از مکانیسم‌های تصحیح خطا و مالتی‌پلکسینگ در دستگاه‌های کوچک و اینترنت اشیا است. مثلا در یک دستگاه موبایل یا دانگل قابل حمل باید تمامی این فناوری‌ها و ابزارها جاسازی شوند و از سوی دیگر مصرف انرژی پایینی داشته باشند. 

بزرگ‌ترین مشکل در یافته جدید دانشگاه براون؛ ارسال جریان اطلاعات برای مسافت‌های دور است. در حقیقت؛ این‌قدر برای شنیدن خبر وای‌فای ۵۰ گیگابیت هیجان‌زده هستیم و رسانه‌ها تلاش دارند موج خبری به راه بیندازند و توجه کاربران عادی را جلب کنند که یک حقیقت بزرگ را در پشت‌پرده این خبر مخفی کردند. امواج تراهرتزی برای مسافت‌های بسیار کم در حدود چندین متر و حداکثر ۱۰ متر طراحی و قابل استفاده هستند. وای‌فای کنونی که ما استفاده می‌کنیم برای مسافت‌های بسیار بیشتر و حتا چند صدمتری است.

همانند فناوری وای‌گیگ که برای استفاده در داخل یک اتاق طراحی شده است؛ وای‌فای مبتنی بر امواج تراهرتزی نیز برای مسافت‌ها و بردهای کوتاه هستند و حداقل نمی‌توانند جایگزین وای‌فای کنونی شوند. کاربران امروزی با وای‌فای مسافت‌های دور مشکل دارند و هنگامی که از روترهای بی‌سیم فاصله می‌گیرند و سیگنال‌ها میرا می‌شوند؛ چالش اصلی وای‌فای بروز می‌کند. 

یافته‌های جدید راه و رویکرد تازه‌ای را برای افزایش سرعت وای‌فای باز کرده است و چشم‌انداز امیدبخشی را نشان می‌دهد ولی خیلی سخت است باور کنیم که به‌زودی این فناوری جایگزین وای‌فای می‌شود.

نگاهی به تحقیقات و یافته‌های گذشته نشان می‌دهد که چندین بار دیگر دانشمندانی از دانشگاه‌های مختلف سعی کردند با استفاده از امواج تراهرتزی و تکنیک‌های مختلف به سرعت‌های ۳ گیگابیت، ۱۰۰ گیگابیت و غیره دست پیدا کنند ولی این فناوری‌ها در عمل وارد دستگاه‌های وای‌فای نشدند. البته، یافته‌های جدید راه و رویکرد تازه‌ای را برای افزایش سرعت وای‌فای باز کرده است و چشم‌انداز امیدبخشی را نشان می‌دهد ولی خیلی سخت است باور کنیم که به‌زودی این فناوری جایگزین وای‌فای می‌شود یا حداقل به صورتی که امروزی داریم روی همه دستگاه‌های از وای‌فای استفاده می‌کنیم؛ رایج می‌شود. 

وای‌فای فناوری است که چندین پارامتر را به صورت توام با هم درگیر می‌کند: امواج رادیویی؛ مسافت، انرژی، اندازه و امنیت. فناوری‌هایی مانند لای‌فای امیدواری بیشتری برای جایگزینی وای‌فای در آینده ای نزدیک ایجاد می‌کنند. یافته جدید دانشمندان براون می‌تواند در مخابرات و برخی صنایع خاص مورد استفاده قرار بگیرد ولی به دست کاربران عمومی و خانگی نخواهد رسید.