اينترنت بي سيم با سرعت پلاسما!
تحقيقات در مورد بي سيم فوق سريع، با توليد آنتن هايي كه از پلاسما براي تمركز امواج راديويي استفاده مي كنند، سرعت بيشتري مي گيرد. همچنين، به لطف رادارهاي مينياتوري كه از اين فناوري استفاده مي كنند، از تصادفات رانندگي تا حد زيادي کاسته خواهد شد.
قبل از اين كه صبح سر كارتان بياييد، گوشي هوشمندتان آخرين قسمت يك سريال تلويزيوني را دانلود مي كند. با وجود مه، رانندگي تا محل كار خيلي ساده است؛ البته به لطف رادار نصب شده روي خودرو و نرم افزار حمل و نقل هوشمندي كه به طور خودكار شما را از لابه لاي مسيرهاي شلوغ و پرترافيك هدايت و كاري مي كند كه به موقع به دفتر كارتان و سخنراني اي كه تصاوير زنده آن با كيفيت HD به تبلت (لوح رايانه) شما ارسال مي شود، برسيد.
به لطف توليد آنتن هاي جديد كه از پلاسمايي استفاده مي كند كه فقط شامل الكترون هاست، اين نگاه به آينده خيلي هم دور نمي نمايد. اين فناوري، مي تواند انقلابي در ارتباطات بي سيم پرسرعت و رادارهاي مينياتوري ايجاد كند. نقطه ضعف آنتن هاي جهت دار كنوني كه امواج فركانس بالاي راديويي ارسال مي كنند، نياز به مواد گران قيمت يا روش ساخت پيچيده و ظريف است. اما آنتن جديد كه به آن آنتن سيليكوني پلاسما يا PSIAN (1) گفته مي شود، متكي به تكنيك هاي ارزان قيمتي در ساخت است كه براي توليد تراشه هاي سيليكوني به كار مي رود. اين آنتن ها توسط شركت آنتن هاي پلاسماي وينچستر در انگلستان ساخته شده است.
PSIAN شامل هزاران ديود روي يك تراشه سيليكوني است. وقتي فعال شود، هر ديود، ابري از الكترون ها با قطري در حدود يك دهم ميلي متر توليد مي كند - پلاسما - و در يك چگالي نسبتاً بالا از الكترون ها، هر ابر، امواج راديويي فركانس بالا را مانند يك آينه منعكس مي كند. با فعال سازي ديودهاي مشخصي درهر بار، شكل ناحيه منعكس كننده مي تواند براي هر تمركز و هدايت پرتو امواج راديويي تغيير كند. قابليت شكل دادن به پرتوهاي راديويي، اين آنتن ها را به وسيله ايده آلي براي كاربردهاي فوق سريع بي سيم تبديل مي كند؛ چرا كه مي توانند يك رشته از امواج فركانس بالاي راديويي را متمركز كنند كه با استفاده از آنتن هاي معمولي، خيلي سريع ميرا مي شد.
به عقيده "آنمول شت" (2) از آزمايشگاه هاي اينتل در سياتل، آنتن هاي شكل دهنده به پرتوها، كليد ساخت نسل بعدي كاربردهاي خانگي بي سيم سرعت بالا هستند. شت مي گويد: "بدون اين نوع آنتن ها، به سختي بتوان رسيدن به سطوح بالاتر سرعت را در كاربردهاي بي سيم در آينده تصور كرد."
دو نوع آنتن پلاسما وجود دارد: نيمه هادي يا آنتن هاي حالت جامد مانند (PSIAN) و آنتن هاي گازي. هر دو آنتن قابليت هاي يكساني دارند، زيرا هم فشرده اند و هم اجزاي متحرك ندارند.
اين ويژگي ها آنها را براي استفاده در نسل جديدي از واي- فاي (شبكه بي سيم) (3) به نام واي - گيگ (4) مناسب مي سازد. در حال حاضر، واي - فاي استاندارد قادر به ارائه پهناي باند 54 مگابيت در ثانيه است. اما واي - گيگ قادر خواهد بود پهناي باندي بين يك تا هفت گيگابايت در ثانيه را فراهم كند. اين پهناي باند، امكان دانلود يك برنامه تلويزيوني در چند ثانيه مناسب خواهد بود. واي. گيگ به فركانس هاي راديويي بالاتري نياز دارد - 60 گيگاهرتز به جاي 2/4 گيگاهرتز مورد استفاده در واي -فاي. البته سيگنال ها در اين فركانس خيلي سريع متفرق مي شوند، مگر اين كه به خوبي متمركز شوند. براي متمركز كردن اين سيگنال ها از PSIAN استفاده مي شود.
"يان راسل" (5) مدير توسعه كسب و كار يك شركت توليد كننده آنتن هاي پلاسما، مي گويد كه PSIAN به قدر كافي كوچك هست كه بتوان آن را در يك گوشي تلفن همراه جا داد. هرچه فركانس بالاتر باشد، طول موج كوتاه تر و در نتيجه طول آنتن كمتر مي شود. در واقع، قيمت تمام شده آنتن در اندازه هاي كوچك كاهش مي يابد؛ چرا كه سيليكون كمتري مورد نياز خواهد بود.
اين نوع آنتن ها هيچ گونه اثر منفي روي سلامت افراد ندارند، زيرا مطابق با استانداردهاي ايمني طراحي و ساخته خواهند شد. باريك بودن پرتو به اين معناست كه تفرق و هدر رفتن امواج، در مقايسه با فناوري هاي فعلي كه در آن از آنتن هاي مختلف الجهت (6) استفاده مي شود، كمتر است.
علاوه بر افزايش سرعت ارتباطات بي سيم، مي توان از آنتن هاي پلاسما در خودروها براي ساخت سيستم هاي رادار مينياتوري و ارزان براي كمك به راننده در جلوگيري از تصادفات استفاده كرد. طول موج چند ميلي متري آنها مي تواند براي سيستم رادار در مه يا باران مورد استفاده قرار بگيرد. در ضمن، از نوع ديگري از اين آنتن ها نيز مي توان براي دريافت اطلاعات ترافيكي و وضعيت راه ها استفاده كرد.
آنتن هاي پلاسماي حالت جامد نيز توجه ارتش ايالات متحده را براي استفاده در سلاح پيشرفته اي به نام سيستم ممانعت فعال (اي.دي.اس) (7) به خود جلب كرده است. اي.دي.اس با امواج راديويي 64 گيگاهرتز با پوست افراد برخورد كرده و باعث ايجاد درد مي شود. اما مدل فعلي آن، يك آنتن دو متري با يك سيستم تنظيم مكانيكي است كه روي يك گاري حمل مي شود. تبديل آن، به يك آنتن كوچك و سبك پلاسما، اين امكان را مي دهد كه چند پرتو به صورت همزمان به نقاط يا افراد مختلفي شليك شوند.
"تد اندرسون" (8) از يك شركت تحقيق و توسعه، چندين سال است كه در پروژه اي براي توليد آنتن هاي گاز پلاسما مشاركت دارد. او به اين نكته اشاره مي كند كه هرچند نسخه حالت جامد خيلي كوچك و جمع و جور است، اما محدود به فركانس هاي بالاست و توليد نمونه كاربردي از آن مشكل مي نمايد. براي مثال، مسيرياب هاي (9) فضاي مسقف واي - گيگ، كه در فركانس 60 گيگاهرتز عمل مي كنند، نمي توانند از ديوار عبور كنند. در عوض، سيگنال راهي ندارد جز اين كه در برخورد به سطوح و ديوارها منعكس شود و به ساير اتاق ها برسد.
به گفته اندرسون، آنتن هاي پلاسماي نيمه هادي فقط در فركانس هاي بالا بين يك گيگاهرتز و 100 گيگاهرتز كار مي كنند. به صورت تئوري، هيچ محدوده بالا يا پاييني براي آنتن هاي گاز يونيزه شده در طيف فركانسي راديويي ديده نمي شود.
راسل مي گويد كه PSIAN را مي توان ظرف دو سال روانه بازار كرد. در حال حاضر، دريافت فيلم و تصاوير با كيفيت از طريق گوشي هاي تلفن همراه تقريباً مشكل و مستلزم اتصال آن به يك رايانه است. اما با افزايش چنين تقاضاهايي، تنها راه براي صرف نظر از سيم و اتصالات سيمي، ايجاد شبكه هاي فوق سريع بي سيم است و احتمالاً اين شبكه ها همان شبكه هاي پلاسما خواهند بود.
قبل از اين كه صبح سر كارتان بياييد، گوشي هوشمندتان آخرين قسمت يك سريال تلويزيوني را دانلود مي كند. با وجود مه، رانندگي تا محل كار خيلي ساده است؛ البته به لطف رادار نصب شده روي خودرو و نرم افزار حمل و نقل هوشمندي كه به طور خودكار شما را از لابه لاي مسيرهاي شلوغ و پرترافيك هدايت و كاري مي كند كه به موقع به دفتر كارتان و سخنراني اي كه تصاوير زنده آن با كيفيت HD به تبلت (لوح رايانه) شما ارسال مي شود، برسيد.
به لطف توليد آنتن هاي جديد كه از پلاسمايي استفاده مي كند كه فقط شامل الكترون هاست، اين نگاه به آينده خيلي هم دور نمي نمايد. اين فناوري، مي تواند انقلابي در ارتباطات بي سيم پرسرعت و رادارهاي مينياتوري ايجاد كند. نقطه ضعف آنتن هاي جهت دار كنوني كه امواج فركانس بالاي راديويي ارسال مي كنند، نياز به مواد گران قيمت يا روش ساخت پيچيده و ظريف است. اما آنتن جديد كه به آن آنتن سيليكوني پلاسما يا PSIAN (1) گفته مي شود، متكي به تكنيك هاي ارزان قيمتي در ساخت است كه براي توليد تراشه هاي سيليكوني به كار مي رود. اين آنتن ها توسط شركت آنتن هاي پلاسماي وينچستر در انگلستان ساخته شده است.
PSIAN شامل هزاران ديود روي يك تراشه سيليكوني است. وقتي فعال شود، هر ديود، ابري از الكترون ها با قطري در حدود يك دهم ميلي متر توليد مي كند - پلاسما - و در يك چگالي نسبتاً بالا از الكترون ها، هر ابر، امواج راديويي فركانس بالا را مانند يك آينه منعكس مي كند. با فعال سازي ديودهاي مشخصي درهر بار، شكل ناحيه منعكس كننده مي تواند براي هر تمركز و هدايت پرتو امواج راديويي تغيير كند. قابليت شكل دادن به پرتوهاي راديويي، اين آنتن ها را به وسيله ايده آلي براي كاربردهاي فوق سريع بي سيم تبديل مي كند؛ چرا كه مي توانند يك رشته از امواج فركانس بالاي راديويي را متمركز كنند كه با استفاده از آنتن هاي معمولي، خيلي سريع ميرا مي شد.
به عقيده "آنمول شت" (2) از آزمايشگاه هاي اينتل در سياتل، آنتن هاي شكل دهنده به پرتوها، كليد ساخت نسل بعدي كاربردهاي خانگي بي سيم سرعت بالا هستند. شت مي گويد: "بدون اين نوع آنتن ها، به سختي بتوان رسيدن به سطوح بالاتر سرعت را در كاربردهاي بي سيم در آينده تصور كرد."
دو نوع آنتن پلاسما وجود دارد: نيمه هادي يا آنتن هاي حالت جامد مانند (PSIAN) و آنتن هاي گازي. هر دو آنتن قابليت هاي يكساني دارند، زيرا هم فشرده اند و هم اجزاي متحرك ندارند.
اين ويژگي ها آنها را براي استفاده در نسل جديدي از واي- فاي (شبكه بي سيم) (3) به نام واي - گيگ (4) مناسب مي سازد. در حال حاضر، واي - فاي استاندارد قادر به ارائه پهناي باند 54 مگابيت در ثانيه است. اما واي - گيگ قادر خواهد بود پهناي باندي بين يك تا هفت گيگابايت در ثانيه را فراهم كند. اين پهناي باند، امكان دانلود يك برنامه تلويزيوني در چند ثانيه مناسب خواهد بود. واي. گيگ به فركانس هاي راديويي بالاتري نياز دارد - 60 گيگاهرتز به جاي 2/4 گيگاهرتز مورد استفاده در واي -فاي. البته سيگنال ها در اين فركانس خيلي سريع متفرق مي شوند، مگر اين كه به خوبي متمركز شوند. براي متمركز كردن اين سيگنال ها از PSIAN استفاده مي شود.
"يان راسل" (5) مدير توسعه كسب و كار يك شركت توليد كننده آنتن هاي پلاسما، مي گويد كه PSIAN به قدر كافي كوچك هست كه بتوان آن را در يك گوشي تلفن همراه جا داد. هرچه فركانس بالاتر باشد، طول موج كوتاه تر و در نتيجه طول آنتن كمتر مي شود. در واقع، قيمت تمام شده آنتن در اندازه هاي كوچك كاهش مي يابد؛ چرا كه سيليكون كمتري مورد نياز خواهد بود.
اين نوع آنتن ها هيچ گونه اثر منفي روي سلامت افراد ندارند، زيرا مطابق با استانداردهاي ايمني طراحي و ساخته خواهند شد. باريك بودن پرتو به اين معناست كه تفرق و هدر رفتن امواج، در مقايسه با فناوري هاي فعلي كه در آن از آنتن هاي مختلف الجهت (6) استفاده مي شود، كمتر است.
علاوه بر افزايش سرعت ارتباطات بي سيم، مي توان از آنتن هاي پلاسما در خودروها براي ساخت سيستم هاي رادار مينياتوري و ارزان براي كمك به راننده در جلوگيري از تصادفات استفاده كرد. طول موج چند ميلي متري آنها مي تواند براي سيستم رادار در مه يا باران مورد استفاده قرار بگيرد. در ضمن، از نوع ديگري از اين آنتن ها نيز مي توان براي دريافت اطلاعات ترافيكي و وضعيت راه ها استفاده كرد.
آنتن هاي پلاسماي حالت جامد نيز توجه ارتش ايالات متحده را براي استفاده در سلاح پيشرفته اي به نام سيستم ممانعت فعال (اي.دي.اس) (7) به خود جلب كرده است. اي.دي.اس با امواج راديويي 64 گيگاهرتز با پوست افراد برخورد كرده و باعث ايجاد درد مي شود. اما مدل فعلي آن، يك آنتن دو متري با يك سيستم تنظيم مكانيكي است كه روي يك گاري حمل مي شود. تبديل آن، به يك آنتن كوچك و سبك پلاسما، اين امكان را مي دهد كه چند پرتو به صورت همزمان به نقاط يا افراد مختلفي شليك شوند.
"تد اندرسون" (8) از يك شركت تحقيق و توسعه، چندين سال است كه در پروژه اي براي توليد آنتن هاي گاز پلاسما مشاركت دارد. او به اين نكته اشاره مي كند كه هرچند نسخه حالت جامد خيلي كوچك و جمع و جور است، اما محدود به فركانس هاي بالاست و توليد نمونه كاربردي از آن مشكل مي نمايد. براي مثال، مسيرياب هاي (9) فضاي مسقف واي - گيگ، كه در فركانس 60 گيگاهرتز عمل مي كنند، نمي توانند از ديوار عبور كنند. در عوض، سيگنال راهي ندارد جز اين كه در برخورد به سطوح و ديوارها منعكس شود و به ساير اتاق ها برسد.
به گفته اندرسون، آنتن هاي پلاسماي نيمه هادي فقط در فركانس هاي بالا بين يك گيگاهرتز و 100 گيگاهرتز كار مي كنند. به صورت تئوري، هيچ محدوده بالا يا پاييني براي آنتن هاي گاز يونيزه شده در طيف فركانسي راديويي ديده نمي شود.
راسل مي گويد كه PSIAN را مي توان ظرف دو سال روانه بازار كرد. در حال حاضر، دريافت فيلم و تصاوير با كيفيت از طريق گوشي هاي تلفن همراه تقريباً مشكل و مستلزم اتصال آن به يك رايانه است. اما با افزايش چنين تقاضاهايي، تنها راه براي صرف نظر از سيم و اتصالات سيمي، ايجاد شبكه هاي فوق سريع بي سيم است و احتمالاً اين شبكه ها همان شبكه هاي پلاسما خواهند بود.
پي نوشت ها :
1- plasma silicon Antenna
2- Anmol sheth
3- wi-Fi
4- Wi- Gig
5- Ian Russell
6- omnidirectional
7- Active Denial system
8- Ted Anderson
9- router
