به گزارش پایگاه خبری اوشیدا:
رقابت در فركانس۶۰ گيگاهرتز با معرفي نخستین چيپ‌ست مبتني‌بر استاندارد ۸۰۲.۱۱ad در نمايشگاه CES ۲۰۱۳ و ورود نخستین تجهيزات مبتني‌بر WirelessHD كليد خورد و به كانون توجه كاربران، كارشناسان و البته سازندگان سخت‌افزار تبدیل شد. استانداردهاي قبلي شبكه‌هاي بي‌سيم و از جمله جديدترين استاندارد يعني ۸۰۲.۱۱ad همگي روي فركانس‌هاي برد بلندي مانند ۲.۴ گيگاهرتز، ۵ گيگاهرتز و شايد ۶ گيگاهرتز متمركز شده‌اند و تا‌كنون نتوانسته‌اند مشكل پخش‌جریانی (استريم) و انتقال ويديو را روي شبكه‌هاي بي‌سيم و واي‌فاي برطرف كنند. در حالي كه در سال‌هاي آتي ويديو بيشترين حجم ترافيك شبكه‌ها و اينترنت را از آن خود خواهد كرد. به همين دلیل است كه فركانس ۶۰ گيگاهرتز و استانداردهاي تعريف شده روي آن بسان دميدن روحي تازه در كالبد شبكه‌هاي بي‌سيم است كه اميدها را دوباره زنده كرده و بازار جديدي براي سخت‌افزاري‌هاي از رونق افتاده فراهم مي‌كند. كاربران نيز بي‌صبرانه منتظر دستگاه‌هايي هستند كه بالاخره بتوانند ويديوي بي‌سيم را بدون افت كيفيت يا قطعي روي تجهيزات متصل به شبكه منتقل و كابل‌هاي ارتباطي مختلف از جمله HDMI را جمع کنند.
اين مقاله نگاهي به مقوله جديد شبكه‌هاي بي‌سيم مبتني‌بر فركانس ۶۰ گيگاهرتز و استانداردهاي موجود دارد و البته سعي مي‌كند به چند پرسش اساسي در اين زمينه پاسخ بدهد. قبلاً در شماره ۱۲۷ ماهنامه شبكه درباره استاندارد ۸۰۲.۱۱ad صحبت شده است كه كاربران را به خواندن دوباره آن مقاله دعوت مي‌كنيم.
WiFi ۱۰۱
قبل از اين‌كه به سراغ استانداردهاي جديد شبکه‌هاي بي‌سيم برويم، اجازه بدهيد براي چندمين‌بار نگاهي به سير تحولات استاندارد ۸۰۲.۱۱ داشته باشيم و راه طي شده را دوباره مرور كنيم. مؤسسه IEEE در ژوئن ۱۹۹۷ استاندارد ۸۰۲.۱۱ را براي ارتباطات بي‌سيم ميان تجهيزات ديجيتالي معرفي كرد. يكي دو سال بعد دو نسخه از اين استاندارد به نام‌هاي ۸۰۲.۱۱a و ۸۰۲.۱۱b تصويب شده و در تجهيزات توليدي شركت‌ها به‌كار گرفته شدند. تفاوت اين دو نسخه بيشتر در امكانات و ويژگي‌ها براي استفاده در وسايل مختلف بود. اما اين دو نسخه محدوديت‌هاي زيادي هم از نظر سرعت و هم از نظر دامنه تحت پوشش داشتند. نسخه‌اي كه شبكه‌هاي بي‌سيم واي‌فاي را كاربردي و عمومي كرد، ۸۰۲.۱۱g بود كه در سال ۲۰۰۳ تصويب شد. ۸۰۲.۱۱g تركيبي از ايده‌ها و مشخصات دو نسخه قبلي بود و راه‌حل بهتري از نظر سرعت و محدوده پوشش‌دهي به دست مي‌داد. اين استاندارد براي وب‌گردي و باز‌كردن سايت در مرورگرهاي وب به‌صورت ارتباطات بي‌سيم مناسب بود و ويديوهاي استاندارد آن زمان را مي‌توانست استريم و منتقل كند. دستگاه‌هاي سري g روي فركانس كاري ۲.۴ گيگاهرتز كار مي‌كردند. استاندارد ۸۰۲.۱۱g چند سالي براي خود جولان داد و روي دستگاه‌هاي مختلفي به‌كار گرفته شد اما كم‌كم سازندگان سخت‌افزار متوجه شدند كه بايد يك جهش بزرگ در شبكه‌هاي بي‌سيم ايجاد كنند و از نظر سرعت و فركانس بهبودهايي در استاندارد فعلي ۸۰۲.۱۱g به وجود بياورند. به همين دلیل، اواخر سال ۲۰۰۹ پيش‌نويس نسخه ۸۰۲.۱۱n منتشر شد و مشخصات آن در‌اختيار سازندگان سخت‌افزار قرار گرفت اما حركت به سمت اين استاندارد جديد به كندي و برخي مخالفت‌ها و سرسختي‌ها از طرف سازندگان روترهاي بي‌سيم مواجه شد به‌طوري كه سه سال طول كشيد تا اين استاندارد غالب بازار شود. البته، نسخه ۸۰۲.۱۱n Draft به سرعت از سوي برخي شركت‌ها در سخت‌افزارهايشان استفاده شد. استاندارد ۸۰۲.۱۱n در واقع يك جهش بزرگ در شبكه‌هاي بي‌سيم به‌شمار می‌رود زیرا اولاً فركانس ۵ گيگاهرتز را به صنعت واي‌فاي اضافه كرد و بعد فناوري‌هاي جديدي مانند MIMO را براي استريم بهتر ويديو و استفاده از چهار آنتن براي انتقال اطلاعات معرفي کرد. سرعت انتقال اطلاعات نيز حداقل سه برابر شد. حداكثر سرعت روي استاندارد ۸۰۲.۱۱g برابر ۵۴ مگابيت است كه در استاندارد جديد ۸۰۲.۱۱n به ۱۵۰ مگابيت و حتي ۳۰۰ مگابيت رسيد (با استفاده از فناوري MIMO و تعداد آنتن بيشتر). بعد از استاندارد ۸۰۲.۱۱n نسخه جديد ۸۰۲.۱۱ac معرفي شد كه اكنون شاهد ورود تجهيزات و روترهاي مبتني‌بر آن به بازار هستيم. (در شماره ۱۴۲ ماهنامه‌شبكه به‌طور مفصل درباره اين استاندارد صحبت كرديم و مزايا و ويژگي‌هاي آن را برشمرديم.) اين استاندارد علاوه‌بر پشتيباني از فركانس‌هاي دو استاندارد قبلي با افزايش پهناي‌باند و تعداد باندهاي ارتباطي به هشت باند سرعت عملي انتقال اطلاعات را به ۸۸۶.۷ مگابيت رسانده است. همزمان كه محصولات استاندارد ۸۰۲.۱۱ac در حال ورود به بازار است و كاربران تحت‌تأثير آن‌ها قرار گرفته‌اند، استاندارد ۸۰۲.۱۱ad و Wireless HD نيز خيز برداشته‌اند و برخي شركت‌هاي سازنده تجهيزات سخت‌افزاري به استقبال از آن‌ها روي آورده‌اند به‌طوري كه كارشناسان احتمال مي‌دهند ۸۰۲.۱۱ad ممكن است استاندارد ۸۰۲.۱۱ac را تحت‌تأثير قرار دهد و حتي پس بزند. به‌خصوص اين‌كه اين دو استاندارد نگاه ويژه‌اي به انتقال ويديو روي شبكه‌هاي بي‌سيم دارند؛ كاري كه هنوز استانداردهاي قبلي در انجام آن با مشكل روبه‌رو هستند.
WiGig
استاندارد ۸۰۲.۱۱ad براي نخستین‌بار در دسامبر ۲۰۱۲ تعريف شد در حالي كه استاندارد ۸۰۲.۱۱ac پيش‌نويس شده بود. بنابراين، نام اين استاندارد جديد “ad” شد. البته، در‌ميان توسعه‌دهندگان و مروجان اين استاندارد اصطلاح “WiGig” نيز رايج و شايع شده است و بسياري از كاربران و حتي شركت‌ها اين استاندارد را با لوگوي WiGig مي‌شناسند. اين اصطلاح نيز در‌حقيقت از ايده‌آل اين استاندارد يعني دستيابي به سرعت ۷ گيگابيت بر‌ثانيه روي شبكه‌هاي بي‌سيم استخراج شده است. با این اوصاف، WiGig از نظر تئوری مي‌تواند اطلاعات را سريع‌تر از درگاه USB ۳.۰ منتقل كند و برای مثال مي‌توان فيلم‌هاي HD را به صورت بي‌سيم در چند دقيقه دانلود كرد.
اما چگونه مي‌توان به WiGig دست يافت؟ آيا رسيدن به مرزهاي چند گيگابيتي روي دستگاه‌هاي بي‌سيم شدني است؟ به‌طور قطع این کار روي فركانس‌هاي ۲.۴ و ۵ گيگاهرتز امكان‌پذير نيست و به همين دلیل توسعه‌دهندگان WiGig با يك طراحي دوباره اين استانداردها به سراغ فركانس ۶۰ گيگاهرتز (۶۰GHz) رفتند. اين تغييرات و طراحي دوباره به‌خصوص تغيير فركانس كاري شبكه‌هاي بي‌سيم بدون هزينه نخواهد بود و بايد انتظار داشت مدت زماني طول بكشد تا اين استاندارد وارد بازار شود و حتي مشكلاتي هم داشته باشد كه به مرور برطرف شوند. ايده اصلي استاندارد WiGig از فناوري افسانه‌گونه “Beam Forming” نشأت گرفته است كه در آن يك سيگنال پرقدرت به‌طور مستقيم ميان دو دستگاه نزديك به هم ارتباط برقرار مي‌كند. در اين فناوري دستگاه‌ها براي ارسال و دريافت چنين سيگنالي سفارشي‌سازي شده‌اند و انرژي مورد نياز را تأمين مي‌كنند
شکل ۱: استانداردهاي روي فركانس ۶۰ گيگاهرتز از فناوري Beam forming استفاده مي‌كنند كه امكان ارسال سيگنال‌هايي مستقيم به تمامي تجهيزات را با سرعت بالا و انرژي كم امكان‌پذير مي‌كند.
نكته مهم در اين ميان تأثيرگذار نبودن عوامل خارجي و محيطي روي سيگنال انتقالي در فاصله نزديك است زیرا انرژي زيادي دارد و به‌صورت مستقيم ارسال مي‌شود. محدوده فرکانسی ۶۰ گيگاهرتز از محدوده فركانسي شبكه‌هاي واي‌فاي فعلي كمتر است و حتي از محدوده سيستم‌هاي بلوتوث نيز بسته‌تر خواهد بود. بنابراین، براي افرادي مناسب است كه هميشه نگران افشای اطلاعات خود هستند. نكته مهم ديگر سازگاري و يكپارچه شدن فناوري‌ها و استانداردهاي ديگر با اين فركانس است. تا زمان نوشتن اين مقاله امکان برقراری ارتباط استانداردهاي HDMI، USB، PCI Express و TCP/IP با وای‌فای ۶۰ گیگاهرتز فراهم شده است خبر خوش ديگر پيرامون اين فركانس كاري اجراي لينك‌هاي Display Port روي اين فركانس است. اين خبر را دو مؤسسه WiGig Alliance و Vesa (سرنام Video Electronics Standards Association) تأييد كرده اما، زمان مشخصي براي پياده‌سازي آن اعلام نكردند. مؤسسه Vesa منتظر است استاندارد WDE (سرنام WiGig Display Extention) توسط WiGig Alliance تصويب شود تا بتوان قابليت‌ها و ويژگي‌هاي صفحه‌نمايش‌ها را در استاندارد ۸۰۲.۱۱ad به كار برد. WDE در حال حاضر، شامل درگاه‌هاي HDMI است كه يك ارتباط كابلي AV هستند. استاندارد WiGig توسط مؤسسه WiGig Alliance در حال توسعه است اما توسط برخي از سخت‌افزارها مورد استفاده قرار گرفته است. گفته مي‌شود اين استاندارد در سال ۲۰۱۳ منتشر خواهد شد و به‌طور رسمي برخي از تجهيزات مجهز به WiGig را در اين سال شاهد خواهيم بود. البته، قابل پيش‌بيني است كه در سال ۲۰۱۴ شاهد عملياتي و كاربردي شدن استاندارد WiGig باشيم و محصولات مبتني‌بر اين استاندارد وارد بازار شوند (شكل۲ و ۳).
.jpg)
شکل ۲: Wilocity Wil۶۱۲۰ اولين چيپ‌ست مبتني‌بر فركانس ۶۰ گيگاهرتز و استاندارد ۸۰۲.۱۱ad است كه در نمايشگاه CES ۲۰۱۳ رونمايي شد. اين چيپ‌ست بخشي از تراشه AR۹۰۰۴TB است كه همزمان مي‌تواند از استاندارد WiGig و بلوتوث ۴ استفاده كند.
شکل۳: جاستين راتنر، مدیرفناوری شركت اينتل براي نخستین‌بار از واي‌فاي مبتني‌بر فركانس ۶۰ گيگاهرتز در كنفرانس توسعه‌دهندگان اينتل ۲۰۱۲ پشتيباني كرد.
WirelessHD
WiGig تنها استاندارد در دست توسعه روي فرکانس ۶۰ گيگاهرتز نيست و استاندارد ديگري به نام WirelessHD نيز در حال آماده‌سازي است. در حالي که استاندارد WiGig کارکردها و کاربري‌هاي عمومي دارد، استاندارد WirelessHD براي انتقال محتواي ويديويي و استريم اطلاعات سفارشي شده و مستلزم استفاده از چيپ‌ست‌هاي Silicon Image است که در دستگاه‌هايي مانند ويديوپروژکتورها يا سينماهاي خانگي مي‌بينيم. اين استاندارد در حال حاضر، در برخي از بخش‌ها مانند نوت‌بوک، گوشي‌هاي موبايل و تبلت‌ها تحت عنوان UltraGig ۶۴۰۰ روي باند فرکانسي ۶۰ گيگاهرتز منتشر شده است. سرعت روي استاندارد WirelessHD ميان ۱۰ تا ۲۸ گيگابيت برآورد شده است که براي استريم و انتقال تصاوير با کيفيت ۱۰۸۰p مناسب به‌نظر مي‌رسد. روي فرکانس ۶۰ گيگاهرتز مي‌توان از شش کانال ارتباطي و چندين استريم همزمان استفاده کرد. تنها ايراد اين استاندارد اين است كه از محدوده پوشش‌دهي زيادي پشتيباني نمي‌كند و حداكثر فاصله تجهيزات مبتني‌بر آن براي استفاده از يك ارتباط باكيفيت ۱۵ متر يا ۶۰ فوت است، همانند استاندارد WiGig از آنتن‌هاي با برد كوتاه و مستقيم استفاده مي‌كند و مبتني‌بر فناوري‌هاي “Beam Forming” و “Beam Steering” است. طبق گفته توسعه‌دهندگان اين استاندارد براي ارسال يك سيگنال ويديويي با كيفيت بالا و استريم كامل نياز به ۱۰ وات انرژي است. تا‌كنون كنسرسيومي به نام WirelessHD Consortium متشكل از شركت‌هاي فیلیپس، پاناسونیک، ال‌جی، سونی، سیلیکون ایمیج، اپسون، سیکو، هیتاچی وتوشیبا از اين استاندارد پشتيباني كرده‌اند و در صدد تأمين انرژي و تجهيزات ديگر مورد نياز استفاده از اين فناوري در محصولات خود هستند. اين گروه از شركت‌ها به‌نام “adopters” معروف هستند كه به زودي از اين استاندارد در محصولات خود بهره خواهند گرفت. اما گروه ديگري از شركت‌ها شامل دل، شارپ، اپسون، سیکو، هیتاچی و الیمپوس نيز هستند كه به نام “promoters” شناخته مي‌شوند و سعي در ترويج و تبليغ اين استاندارد دارند (شكل۴).
شکل ۴: دو نوت‌بوك از شركت دل با چيپ‌ست SiBean از استاندارد WirelessHD پشتيباني مي‌كنند. حتي شركت دل نخستین داك‌هاي واي‌فاي را براي اين نوت‌بوك‌ها منتشر كرده است.
دو چالش اصلي استاندارد WirelessHD يكي استريم ويديو روي شبكه‌هاي واي‌فاي و ديگري تامين انرژي روي تجهيزات موبايل است كه معمولاً داراي انرژي و منابع تأمين انرژي محدود و فناپذيري هستند و نمي‌توان سيگنال‌هايي با توان ۱۰ وات به مدت طولاني ارسال كرد. اين استاندارد براي كاربران رؤيايي و افسانه‌گونه است اما مشكلات و چالش‌هاي جدي پيش‌روي هم دارد. همچنين باید به كشيده شدن پاي گروه‌هاي ديگري هم در اين استاندارد اشاره كرد. به‌عنوان مثال، در سايت WirelessHD عبارت “support Hollywood-approved content protection” آورده شده است و عنوان شده كه اگر كاربران از استاندارد HDCP۲.۰ روي سيستم‌هاي ويديويي استفاده كنند، هاليوود نيز از اين استاندارد پشتيباني خواهد كرد.
ويژگي‌هاي كليدي استاندارد WirelessHD
فرمت‌هاي ويديويي قابل پشتيباني:
- حداكثر ويديوهاي با كيفيت ۱۰۸۰p/۶۰ با نرخ خطاي ۹ يا ۱۰ پيكسل
- تمامي فرمت‌هاي ويديويي EIA-۸۶۱
- استريم چندگانه ويديو براي تصوير به تصوير (PIP) و از منبع تصوير براي چندين نمايشگر
فرمت‌هاي صوتي قابل پشتيباني:
- دو كانال با نرخ ۱۹۲KHz دو كاناله LPCM
- ۵.۱ كانال ۲۴ بيت با نرخ ۹۶KHz چندكاناله LPCM
- ۱۳.۱ كانال ۲۴ بيت با نرخ ۱۹۲KHz فشرده‌سازي شده دالبي TrueHD يا DTS-HD
اجراي روي فركانس ۶۰ گيگاهرتز با قابليت استفاده از پهناي‌باند بي‌سيم
پشتيباني از حداكثر سرعت ۱۰ تا ۲۸ گيگابيت بر ثانيه كه براي ارسال ويديوهاي با كيفيت HD با كمترين نرخ خطا يا نويز و گم شدن بسته‌ها، ارسال صدا روي كانال‌هاي چندگانه، ارسال اطلاعات حساس با بار ترافيكي زياد مناسب است. پيش‌بيني مي‌شود در آينده اين سرعت به ۲۵ گيگابيت بر ثانيه برسد.
سرعت پاسخ‌گويي پهناي‌باند ۲۰ برابر سريع‌تر از نرخ سرعت شبكه‌هاي واي‌فاي ۸۰۲.۱۱ است.
بالاترين كيفيت را براي تصاوير تعاملي ايجاد مي‌كند و تنها استاندارد بي‌سيم كنوني است كه قابل مقايسه با تصاوير تعاملي مبتني‌بر شبكه‌هاي كابلي است.
حذف هر نوع تكنيك يا مرحله رمزگشايي يا رمزنگاري براي ارسال/دريافت اطلاعات و در نتيجه كاهش هزينه، سربار شبكه، تأخير و بالا رفتن كيفيت سيگنال‌ها.
نصب و راه‌اندازي آسان روي تجهيزات سينماي خانگي و ديگر تجهيزات مرتبط
قابليت كنترل چندين ارتباط WirelessHD در يك اتاق با استفاده از يك دستگاه كنترل از راه دور تلويزيون
پشتيباني شده توسط معروف‌ترين شركت‌هاي سازنده سخت‌افزار CE و PC جهان به جهت اطمينان از سازگاري با تجهيزات مختلف
