مزاياي گسترش حداکثري طيف امواج راديوييِ بلااستفاده
سالهاست که ارائه دهندگان خدمات بي سيم و ديگر شرکت هايي که تشنه پهناي باند هستند اشتياق زيادي به پتانسيل موجود در باندهاي تلويزيوني نشان داده اند که همان کانال هاي 2 تا 13 يا VHFو کانال هاي 14 تا 69 يا UHFمي باشند. اين بخش از طيف الکترومغناطيس زماني بستر ارسال امواج آنالوگ (غير ديجيتال) تلويزيوني بود. ارسال امواج تلويزيوني بدين شکل در 12 ژوئن 2009 متوقف شد و اوضاع براي هميشه تغيير يافت.
پيش مقدمات
کميسيون فدرال ارتباطات آمريکا ابتدا در سال 2004 پيشنهاد داد: وسايل بدون مجوز اين کميسيون در محدوده پهناي باندهاي تلويزيوني بدون استفاده که به آنها فضاي خالي مي گويند، عمل کنند. اين پيشنهاد تا 14 نوامبر 2008 يعني زمان رسمي شدن آن با اعلان دستور فضاهاي خالي، جامعه عمل به خود نپوشيد؛ به موجب دستور فوق وسايل بدون مجوزي که از باندهاي تلويزيوني براي ارسال امواج راديويي استفاده مي کنند، مي توانند در طيف بدون استفاده باندهاي تلويزيوني عمل کنند.
کميسيون مذکور بعدها اعلام کرد وسايل مذکور مي توانند، يا مثل راهبرها ثابت باشند يا سيار مانند رايانه ها و گوشي هاي تلفن همراه. مقصود از عبارت "بدون مجوز" همان معنايي است که از آن برمي آيد؛ يعني هر کسي بدون نياز به مجوز حق استفاده از فضاي خالي باندهاي تلويزيوني را دارد. باندهاي تلويزيوني همچون باندهاي 2/4 و 5 گيگاهرتزي که در حال حاضر براي واي فاي مورد استفاده واقع مي شوند، نيازي به مجوز ندارند و امکان استفاده آزاد از آنها مثل واي فاي که هر کسي در هر نقطه مي تواند شبکه ثابت آن را ايجاد کند، البته با در نظر گرفتن چندين استثنا فراهم است. تنها مشکل اين بود که هنوز برخي از ايستگاه هاي راديو تلويزيوني آنالوگ با پوشش محدود و ايستگاه هاي ديجيتال با محدوده وسيع از طيف بدون استفاده باندهاي تلويزيوني استفاده مي کردند. وجود اين همه کاربر غالب (مقصود ايستگا هاي راديو تلويزيون است) در تاريخ تخصيص طيف باندهاي تلويزيوني در آمريکا بي نظير بوده است.
اين کاربران نگران بودند با ارائه دهندگان خدمات بي سيم که از همان طيف استفاده مي کردند، تداخل امواج پيدا کنند. تصميم کميسيون فدرال ارتباطات آمريکا مبني بر اجازه به دستگاه هاي تلفن همراه براي استفاده از طيف باندهاي مذکور، نيز مشکلات را پيچيده تر کرد. ارسال بي وقفه امواج از ايستگاه هاي راديو تلويزيون اين ذهنيت را براي کاربران غالب به وجود آورده بود که حداقل در مناطق شهري تداخل امواج با ديگر فرستنده ها غير قابل اجتناب است.
مشکل حل شد؟
کميسيون ارتباطات فدرال آمريکا راه حل جديدي براي رفع مشکل فوق انديشيد که امکان آن يک دهه پيش فراهم نبود: ارائه دهندگان خدمات بي سيم براي تجهيزات ثابت خود (مثل شبکه هاي واي فاي) اجازه يافتند تا از کانال هاي 2 تا 51 استفاده کنند مگر در مواردي که پهناي باند يا کانالي قبلاً و به ديگر مصارف تخصيص داده شده باشد (به عنوان مثال کانال 3 و 4 به تلويزيون کابلي تخصيص داده شده اند). همچنين ارسال امواج در دستگاه ها و شبکه هاي ثابت تنها مي تواند زير 4 وات باشد يعني همان واتي که مورد استفاده شبکه هاي تفريحي راديو با موج اف ام است.
ارسال امواج با توان کمتر، از رسيدن امواج شبکه هاي بي سيم تا مسافت هاي دور جلوگيري به عمل مي آورد، اما از آنجا که اين امواج در فرکانس هاي پايين نيز پايا هستند، مي توانند مسافت هاي چندين کيلومتري را هم بپيمايند. ارسال اين امواج احتياجي به ديد مستقيم ندارد چرا که آنها به راحتي از موانعي همچون درختان، ساختمان و کوهستان ها عبور مي کنند. بنابراين و به خصوص در مناطق برون شهري که ايستگاه هاي راديو تلويزيون کمتري وجود دارد، شبکه هاي ارتباط بي سيم به خوبي عمل مي کنند. فناوري مذکور که سوپر واي فاي (واي فاي فوق العاده) لقب گرفته آينده بسيار روشني در حوزه هاي فوق دارد.
کميسيون فدرال ارتباطات آمريکا در رابطه با ايستگاه هاي ارسال امواج تلفن همراه که تهديد جدي تري به حساب مي آمدند تصميم گرفت تا دسترسي شرکت هاي دارنده اين ايستگاه ها را به کانال هاي بالاتر با امواج کوتاه تر (از کانال 21 تا 51 به غير از کانال 37) محدود کند. همچنين سطح توان ارسال امواج در فرستنده ها و گيرنده هاي ايستگاه هاي مذکور محدود شد تا مسافت عملکرد مفيد امواج، بيشتر کاهش پيدا کند.
شايد مهم ترين و هوشمندانه ترين تصميم کميسيون فدرال ارتباطات، انتصاب شرکت هاي ارائه دهنده خدمات بي سيم به اداره و کنترل طيف امواج بوده است. اين شرکت ها پايگاه داده اي دارند که نشان دهنده ميزان فضاي خالي در دسترس است. اکثر وسايل جديد (چه ثابت و چه سيار) که از طيف امواج مذکور استفاده مي کنند بايد بتوانند با اين پايگاه داده ها تعامل داشته باشند تا هر موقع لازم بود براي جلوگيري از تداخل امواج باند (کانال) خود را عوض کنند. در اين ميان تنها وسايل حس گر طيف امواج که از آزمايش هاي سخت و دقيق کيمسيون فدرال ارتباطات آمريکا سربلند بيرون آمده اند، مستثني هستند.
بازيگر عرصه هاي شهري
به گفته نيرج سريواستاوا (Neeraj Srivastava) معاون بخش توسعه تجاري و بازاريابي شرکت اسپکتروم بريج (Spectrum Bridge - به معناي پل طيف) و يکي از اداره کنندگان طيف امواج راديويي، دستگاه هاي جديد از خدمات موقعيت ياب جغرافيايي استفاده مي کنند تا بتوانند تعيين کنند ارسال چه فرکانس هايي، بلااشکال است. مثلاً فرض کنيد دستگاهي را با قابليت واي فاي در ايالت سانفرانسيسکو خريداري کرده ايد؛ پس از آن سوار هواپيما مي شويد و به نيويورک مي رويد.
دستگاه شما بايد ليست فرکانس هاي موجود خود را به روز رساني کند. اين ليست در منطقه اي مثل مانهاتان پايين و منطقه ضلع شرقي بالايي که هر دو مناطقي از شهر نيويورک هستند، متفاوت است. با توجه به گفته هاي آقاي سريواستاوا، همه دستگاه ها از امواج راديويي 802.11b/g/n که همان واي فاي قديمي است، استفاده مي کنند و لذا قادر خواهند بود فرکانس خود را در طيف امواج راديويي مرتباً تغيير دهند.
اين موضوع داراي اهميت است چرا که پايايي کانال هايي (باندهايي) با فرکانس پايين به قيمت از دست دادن پهناي باند تمام مي شود. اگرچه فناوري هاي جديد جهت افزايش پهناي باند امکان ترکيب چندين باند را براي ارائه دهندگان خدمات بي سيم فراهم مي آورند (البته نظر به موجود بودن اين باندها)، اما به احتمال زياد باندهاي واي فاي با فرکانس بالاتر همچنان وسيع ترين حوزه ارسال و دريافت اطلاعات با تنظيمات شهري را تشکيل خواهند داد. آقاي سريواستاوا در اين رابطه اظهار داشت: "به محض اينکه وارد محدوده سيگنال امواج فضاي خالي شويد، دستگاه شما اتصال را برقرار خواهد کرد تا حداقل از خدمات پايه اينترنتي محروم نباشيد. در همين حين اگر وارد محدوده اي شويد که سيگنال شبکه 2/4 يا 5 گيگاهرتز است، آنگاه دستگاه مي تواند با برقراري مجدد ارتباط امکان انجام کارهايي همچون تماشاي فيلم در اينترنت را که احتياج به پهناي باند بالاتري دارند، فراهم آورد. "ترکيب چندين باند و ايجاد شبکه اي واحد، پروسه اي پيچيده است مخصوصاً اگر قرار باشد از ويژگي تغيير مداوم باندها نيز استفاده شود و صد البته شبکه هاي ثابت و مستقل چه عمومي و چه خصوصي و چه متعلق به سازمان ها يا مشتريان بايد به خدمت گرفته شوند. خوشبختانه اگرچه ميزان فضاي خالي موجود از محلي به محل ديگر متفاوت است، اما امکان پوشش کشوري با ترکيب باندهاي موجود وجود دارد.
احياي مناطق برون شهري
ايستگاه هاي ثابت و مستقل عملاً بعد ديگري از قضيه را تشکيل مي دهند. وجود آنها يکي از مزاياي مسلم فناوري استفاده از فضاي خالي است. از اين ايستگاه ها در هر جايي مي توان استفاده کرد اما استفاده از آنها در مناطق برون شهري راحت تر است. يک ارائه دهنده جزء خدمات بي سيم در شهر کوچکي همچون ايداهو (Idaho) مي تواند با کارگذاري يک ارسال کننده و دريافت کننده امواج راديويي به دهها شرکت و منزل مسکوني سرويس بدهد که در حال حاضر تنها به اينترنت ماهواره اي دسترسي دارند. به گفته جيم کارلسون (Jim Carlson) مدير ارشد اجرايي و معاون بخش مهندسي شرکت کارلسون وايرلس (Carlson Wireless)، اين فناوري، مزيت بسيار بزرگي براي مناطق برون شهري و به خصوص مناطق دوربُردي محسوب مي شود که به اينترنت کابلي يا دي اس ال دسترسي ندارند. خدمات وايرلس در حال حاضر روي طول موج بسيار کوتاه ارائه مي شوند و کاربران زيادي در بسياري از مناطق دارند. با اين اوصاف، ارائه خدمات به مناطق دوربِرد تاکنون بسيار مشکل بوده است. آقاي کارلسون اظهار داشت: "شرکت ما، اولين شرکتي بوده که تمام مختصات مورد نظر کميسيون فدرال ارتباطات آمريکا را در محصولات خود رعايت نموده است. محدوده هاي شبکه اي بسيار بهتر از ايستگاه هاي معمول واي فاي هستند چرا که پوشش شان 3 تا 5 برابر بيشتر از اين ايستگاه هاست و اين واقعاً چيز خوبي است."
آينده اي با فضاهاي خالي
آقاي سريواستاوا با گفته هاي آقاي کارلسون موافق است. به گفته وي در دسترس بودن طيف جديدي از امواج علاوه بر واي فاي به نفع بسياري از فناوري هاي بي سيم ديگر همچون بلوتوث و زيگبي (Zigbee) است. (زيگبي فن آوري است که در شبکه هاي بي سيم شخصي با توان پايين به کار مي رود).
فن آوري جديد فضاي خالي، ارائه دهندگان خدمات اينترنتي بي سيم (WISPS) را بسيار هيجان زده کرده است. پوشش اين فن آوري به اندازه واي فاي و حتي بيشتر از آن است.
منبع: نشريه بزرگراه رايانه، شماره ي 142
