Σύγχρονα ασύρµατα τηλεπικοινωνιακά δίκτυα

Ο Μύθος: Τα εξήντα χρόνια εντατικής έρευνας στο πεδίο των τηλεπικοινωνιακών συστημάτων που μεσολάβησαν από τότε που ο CΙaude Shannon δημοσίευσε την πρωτοποριακή εργασία του, είχαν σαν αποτέλεσµα να βρεθούν λύσεις οι οποίες προσεγγίζουν την θεωρητική προβλεπόμενη χωρητικότητα του καναλιού, µε αυθαίρετα µικρή πιθανότητα σφαλμάτων, οι οποίες είναι διαθέσιµες ανά πάσα στιγµή στους τηλεπικοινωνιακούς χρήστες οπουδήποτε και οποτεδήποτε.

Η πραγµατικότητα: Κάθε φορά που βγαίνουμε εκτός του σπιτιού µας ή του γραφείου µας, ακόµα και η πλέον επιτηδευμένη διάταξη, όπως το νέο µας iPhone αδυνατεί να αποδώσει µε άψογο τρόπο. Επιπλέον, οι πρακτικές επιδόσεις των τηλεπικοινωνιακών συστημάτων απέχουν παρασάγγας από τις προβλεπόμενες θεωρητικές. Η κατά χίλιες φορές αύξηση στο ρυθµό απόδοσης (throughput) των δικτύων τρίτnς γενεάς (3G) σε σύγκριση µε τα αντίστοιχα δίκτυα δευτέρας γενεάς (2G) σε συνδυασµό µε την προβλεπόμενη αύξηση τnς τηλεπικοινωνιακής κίνησης κατά χίλιες φορές την επόµενη δεκαετία, έχει σαν αποτέλεσµα την αύξηση της ζήτησης για εύρος ζώνης. Αυτό συνεπάγεται την επέκταση σε νέες συχνότητες, ήτοι στις οπτικές όπου οι απαιτήσεις για αυξανόμενο εύρος ζώνης ικανοποιούνται.

Το µέλλον: Οι οπτικές και ο κβαντικές ασύρµατες επικοινωνίες είναι ανεπτυγμένες σε µμικρότερο βαθµό από ό,τι οι αντίστοιχες των ραδιοφωνικών συχνοτήτων (RF). Είναι γνωστό ότι οι απώλειες διαδρομής των ασύρµατων RF συστημάτων αυξάνονται µε την αύξηση της συχνότητας, γεγονός το οποίο έχει σαν αποτέλεσµα την αύξηση ερευνητικών προσπαθειών για την εξεύρεση λύσης. Στην παρουσίαση αυτή συγκρίνουμε την επίδοση των δικτύων τρίτης και τετάρτης γενεάς (3G και 4G) και καταδεικνύουµε το χάσµα µεταξύ των προβλεπόµενων θεωρητικών και των πρακτικών επιδόσεών τους. Μελετούµε την µπάντα των 10-300GHz που δεν απαιτεί άδεια, ήτοι τις ασύρµατες οπτικές επικοινωνίες. Το µέλλον απαιτεί έρευνα στην περιοχή των οπτικών επικοινωνιών στην περιοχή του ορατού φωτός και των υπέρυθρων. Καταδεικνύουμε επίσης πώς µία διάταξη από διόδους εκπομπής φωτός µπορεί να θεωρηθεί σαν ένα «τεράστιο σύστηµα πολλαπλών εισόδων-πολλαπλών εξόδων» (massive multi-input multi-output, ΜΙΜΟ). Τέλος, αγγίζουµε επιφανειακά το ζήτημα των κβαντικών ασύρµατων επικοινωνιών. Η έρευνα στην περιοχή αυτή µπορεί να δώσει βιώσιµες λύσεις σε πρακτικά προλήµατα των οπτικών ασύρµατων επικοινωνιών.

Το συµπέρασµα: "It is difficult to make predictions, especially about the future"- Mark Twain.