Managed hosting door True

Draadloze technologie stuit op muren

Richtantennes krijgen voorname rol bij verhogen bandbreedte

 

Muren vormen een van de grootste problemen bij het opvoeren van de bandbreedte van draadloze netwerken. Een nieuw onderzoeksinstituut in Eindhoven gaat proberen deze barrière te slechten en zoekt en passant ook naar mogelijkheden voor energiebesparing.

De nabije draadloze toekomst laat zich al enigszins uittekenen. Er zijn ruwweg drie lijnen, die corresponderen met de afstand waarover de communicatie moet plaatsvinden. Voor de korte afstand wordt Bluetooth doorontwikkeld, al zijn er ook enkele concurrenten. Die zijn echter met name ontworpen voor zeer laag energieverbruik, meestal om netwerken van sensoren met elkaar te verbinden.

Voor afstanden tot enkele tientallen meters kan Wi-Fi nog wel enkele jaren mee. Voor de langere afstand gaat het tussen WiMAX, afkomstig uit de computerwereld, en nieuwe generaties mobiele telefonie. Casema begon vorig jaar een WiMAX-proef in Brabant, terwijl Worldmax Amsterdam tot testterrein uitriep. Klanten van KPN kunnen sinds februari van dit jaar snel uploaden via hun mobieltje dankzij HSUPA (High-Speed Uplink Packet Access). Snel downloaden was al langer beschikbaar.

De ontwikkeling voor de verdere toekomst laat zich raden. "Computers en mobieltjes kunnen steeds sneller rekenen en steeds meer data opslaan. Dus willen mensen ook sneller en meer data transporteren", zegt prof.dr.ir. Peter Baltus. Hij is hoogleraar aan de TU Eindhoven en directeur van het onlangs opgerichte Centre for Wireless Technology aan die universiteit (zie kader Centre for Wireless Technology). "Draadloze technologie wordt de komende tien jaar de bottleneck voor datatransport, als we geen doorbraak bereiken."

Richten

"Er zijn nu al capaciteitsproblemen", vertelt Baltus. "De bandbreedtes onder vijf gigahertz zitten zo vol dat interferentie een serieus probleem is. Ook vanwege de gewenste hogere datasnelheden moet je naar hogere frequenties toe. Wij bestuderen momenteel de zestig GHz band. Alleen kom je daarmee niet meer door muren heen, tenzij je het vermogen fors opvoert. Dan wil je echter niet meer in dezelfde ruimte zitten als de apparatuur."

De brute force methode om dat probleem aan te pakken is iedere ruimte in huis of op kantoor voorzien van een antenne. Dat is in nieuwbouw een optie, maar in bestaande gebouwen is het lastiger. Kantoren hebben vaak al een netwerk, waarop de antennes kunnen worden aangesloten, maar particulieren hebben het niet zo op gaatjes boren. Dat is juist een van de redenen waarom nu al zoveel draadloze netwerken gebruikt worden, terwijl de datasnelheid achterblijft bij wat de adsl-lijn biedt.

De andere optie is om toch te proberen het signaal door de muur te krijgen. Daarvoor zijn verschillende oplossingen denkbaar. De huidige generatie antennes is multidirectioneel: het signaal waaiert alle kanten uit. Als je hem richt, kun je met hetzelfde vermogen verder komen. Daar komt bij dat antennes kleiner kunnen zijn naarmate de frequentie van het signaal hoger wordt. Tot op heden wordt dit gegeven gebruikt om steeds kleinere apparaten te maken, maar je zou ook kunnen besluiten de antenne even groot te houden en de winst te gebruiken om hogere, gerichte vermogens uit te zenden.

In dat scenario krijgt iedere kamer een router annex repeater, die zorgt dat het signaal door de muren heen naar de juiste ruimte wordt gebracht. De antenne moet daarvoor wel stuurbaar zijn en het vergt de nodige slimme regeltechniek om ervoor te zorgen dat ze op het juiste moment in de goede richting zendt en luistert.

Nijpend

Baltus kent nog genoeg andere technische uitdagingen die zijn instituut de komende jaren bezighouden om datatransport met hoge snelheid mogelijk te maken: "We zullen ook verschillende signalen door één antenne moeten sturen en verschillende typen antennes tot één geheel combineren. Bij zestig GHz moet je bovendien de antenne integreren op de signaalverwerkingschip. Anders wordt het erg lastig om alle datapakketjes op een nette manier tussen chip en antenne te versturen. Zeker als één zo'n chip honderd geïntegreerde antennes moet aansturen."

Met zoveel antennes ligt uiteraard weer interferentie op de loer. Om de signalen uit elkaar te houden, helpt richten wel weer. Baltus' onderzoeksgroep probeert deze ideeën overigens ook uit op Wi-Fi, omdat interferentie daar immers een nijpend probleem aan het worden is. "Dat het kan, staat buiten kijf. Maar de vraag is of het ook kan zonder dat de hardware te duur wordt."

Hoge snelheden met richtantennes liggen over een jaar of vijf in het verschiet, zo voorspelt de roadmap die voor draadloze systemen is opgesteld (zie het kader Route naar supersnel draadloos). Voor de periode daarna zijn weer nieuwe technieken nodig. Een van de mogelijkheden is optisch door de lucht, dat wil zeggen met een infrarood laser van het ene punt naar het andere. Hiermee valt een hoge capaciteit te halen over afstanden van vele kilometers, maar het nadeel is dat je goed moet mikken en dat er niets tussen zender en ontvanger mag komen. Bovendien is  bij buitengebruik het weer van invloed. Er zijn al wel systemen leverbaar, maar de mogelijkheden voor verbetering zijn nog legio. Lucent geldt als de pionier op dit terrein.

Lasers gaan gegarandeerd niet door muren heen, ook niet met richtantennes. Daar moet dus een andere oplossing voor worden verzonnen. "Over tien jaar zijn alle netwerken hybride", stelt Baltus. "Om vijftig gigabyte per seconde draadloos op zijn plek te krijgen, is een cocktail van technieken nodig."

Centre for Wireless Technology

Het Eindhovense Centre for Wireless Technology, dat op 9 mei officieel is geopend, is een bundeling van bestaande vakgroepen. Deze dekken samen het hele draadloze onderzoeksspectrum af; van antenne tot netwerk. Volgens directeur prof.dr.ir. Peter Baltus is die volledigheid uniek voor Nederland, hoewel ook andere technische universiteiten en TNO veel draadloze expertise in huis hebben.

Het centrum werkt met die instituten en het bedrijfsleven samen om de belangrijkste onderzoeksvragen boven water te krijgen. Met bedrijven worden daartoe voor periodes van zes jaar strategische samenwerkingen opgezet, al is het ook mogelijk per project mee te doen. Momenteel heeft het een omvang van zes voltijdsfuncties (fte), maar dat moet eind volgend jaar uitgegroeid zijn tot twintig. Ook gaat het centrum opleidingen verzorgen voor professionals die zich willen specialiseren in systeemarchitectuur voor draadloze netwerken.

Drie onderzoeksthema's staan bovenaan de agenda. Naast het aanpakken van knelpunten in bandbreedte zijn dat systemen met zeer laag energieverbruik. Baltus: "Daar zit het bedrijfsleven ook op te wachten, zij het niet zo fanatiek als op bandbreedte. Wij kijken onder andere naar zero power sensoren, waarnaar de energie gericht met radiogolven wordt overgezonden."

Het derde terrein is terahertz imaging, het gebruik van golven met frequenties in het terahertz-spectrum om driedimensionale scans te maken. Ook hiervoor zijn richtantennes een belangrijk ingrediënt. Terahertz imaging is nu bekend van dure apparatuur, zoals poortjes die op Schiphol mensen doorlichten op wapens. Volgens Baltus moet het echter goedkoper kunnen. Hij denkt dat bijvoorbeeld toekomstige beveiligingscamera's zijn uit te rusten met automatische wapendetectie.

Route naar supersnel draadloos

WirelessHD heet de jongste standaard voor draadloze communicatie. Afgelopen januari werd die standaard vastgesteld door een groep bedrijven, waaronder Intel, Sony en Samsung. WiHD, zoals het wordt afgekort, gaat in de zestig GHz-band video versturen en ontvangen. Aanvankelijk wordt gemikt op datasnelheden van vier gigabit per seconde (Gbps), maar dit moet oplopen tot vijfentwintig Gbps.

Signalen in de zestig GHz worden geabsorbeerd door zuurstofmoleculen en komen daarom niet ver. WiHD is bedoeld om binnenskamers over afstanden tot een meter of tien beelden te versturen - bijvoorbeeld om op je laptop televisie te kijken.

De state of the art van dit moment wordt gedomineerd door Wi-Fi-standaard 802.11. Daarnaast is er HSDPA voor mobiele toepassingen. In de backbone worden juist Ultra Wide Band (UWB) en wireless High-Definition Multimedia Interface (w-HDMI) gebruikt. Laatstgenoemde is de draadloze variant van de HDMI-standaard voor verzending van digitale televisie. In ontwikkeling is de vierde generatie (4G) mobiele telefonie, die momenteel aangeduid wordt met de term LTE (Long Term Evolution).

Nu

2009/2010

2012/2013

2015/2016

Backbone

802.11n, w-HDMI, UWB

WiHD

WiHD-2

WiHD-3

* snelheid

500 Mbps

2 Gbps

10 Gbps

50 Gbps

Vaste client

802.11n

WiHD

WiHD-2

WiHD-2

* snelheid

500 Mbps

2 Gbps

10 Gbps

10 Gbps

Mobiele client

802.11n, HSDPA/HSUPA

802.11n, 4G(LTE)

WiHD-2, 4G(LTE)

WiHD-2, 4.5G

* snelheid

500 Mbps

500 Mbps

10 Gbps

10 Gbps

Gebruikte freq.

2,5/5,0/10 GHz

60 GHz

60 GHz wideband

90 GHz? Optisch?

Dit artikel is afkomstig van Computable.nl (https://www.computable.nl/artikel/2664992). © Jaarbeurs IT Media.

?


Lees meer over



Lees ook


 

Reacties

Bekende kooi van Faraday, he. Ik kan hier de reden zo voor verklaren.
Deze WIFI-netwerken werken op de 13cm band 2.4 ghz,en deze zijn heel gevoelig voor gewapend beton,omdat de microwave banden sneller demping geven dan signalen op VHF en HF (ik kan t weten ik ben radio-amateur), het beste is gewoon een omni, biquad,of een feed antenne bij het raam op te stellen, natuurlijk beter om hem buiten op een paal te zetten, onthou ook dat bij vochtig weer deze frequenties heel hard dempen.
Tip: gebruik goede coaxkabel die bijna geen demping hebben.
Gebruik ook een goede losse antenne die een gain heeft van minimaal 11 dB,het beste is natuurlijk een richtkanon, daar wordt mee bedoeld, een feed-antenne of een helical-antenne, wel buiten opstellen.
Voor de geintereseerde: experimenteer hier maar eens mee, heb je vragen over deze frequentie roept u maar, ik ben zelf een zware liefhebber op gebied van ghz-frequenties

en betreffende 10 ghz daar kan je gewoon die oude bluecabs voor ombouwen die in de jaren 80 half 90er jaren voor astra ontvangst was

Zalig om dit bericht te lezen!
Nu nog een paar lagen metaalgaas, metaalfolie, en chaff in mijn spouwmuren storten, en ik kan weer stralingsvrij rondlopen in mijn eigen huis!

Waarom gaan we met zijn alleen niet terug naar het tijdperk dat we "Lekker alles uit de kabel konden halen" mensen. Een beetje goede coaxverbinding
- geeft ook geen extra straling in je huis.
- heeft ALTIJD verbinding

En wat is er mis met een landelijk dekkend glasvezel netwerk in ieder huis lieve regering?

Oh ja, dat kost extra geld (zie het als echte diepte investering in de Nederlandse economie, digitale snelweg) en is niet zo makkelijk af te luisteren ;-) Want zonder GSM en UMTS zijn "de belanghebbenden" hun WIFI - Stralings - cloud kwijt over geheel Nederland waar ze overal en altijd kunnen inpluggen om je persoonlijke leven binnen te dringen.

Nog even en die richtantennes gaan op hun grote broer lijken. Zie hieronder de links
Het Active Denial System van Raython Inct.
http://www.raytheon.com/newsroom/feature/ads_03-08/
http://www.raytheon.com/newsroom/feature/stellent/groups/public/documents/content/cms04_025228.html

Filmpjes erbij?
http://www.youtube.com/watch?v=j1gb3IQiqz8

De marketing video van dit apparaat
http://www.youtube.com/watch?v=Y4T_Xq180sk
http://www.youtube.com/watch?v=y_1teOTE1Gg

Nee hoor gewoon 60 cm schoteltjes die je vroeger voor de Astra gebruikte, daar een omgebouwde LNB in en je kan hoor. Alleen ik weet niet welk segment ze daar voor hebben, maar ik dacht vanaf 10.600 GHz.

Helemaal mee eens Ronald! Je vergeet nog dat een wired verbinding altijd een veel hogere bandbreedte geeft en moeilijker is af te luisteren.

Ik ben al die UMTS al beu voor het er is. Voor internet gebruik ik PowerLAN (LAN via het stopcontact).

Draadloze datacommunicatie in kantooromgevingen is gebakken lucht.
En als voor verbeteringen meer vermogen, hogere frequenties nodig zijn dan bevordert dat niet het gezondheidsklimaat.
Arbodiensten, sta alvast maar klaar voor uitgerangeerde stralingszieke medewerkers.
Weleens een eitje in een magnetron gekookt ?
Wel, ditzelfde materiaal schijnt ook in het menselijk lichaam voor te komen, bijvoorbeeld je ogen.
Boven een bepaalde frequentie is het niet raadzaam deze op korte afstand aan het menselijk lichaam bloot te stellen.
Gewoon lekker een kabel nemen, en hoge frequenties gaan alleen maar via een golfpijp, coaxkabel heeft te veel demping.

Vacatures

Stuur door

Stuur dit artikel door

Je naam ontbreekt
Je e-mailadres ontbreekt
De naam van de ontvanger ontbreekt
Het e-mailadres van de ontvanger ontbreekt

×
×