Extreme Networks i chciałbym złożyć życzenia 106.urodzin słynnej pionierki technologii i aktorki Hedy Lamarr. Gdyby nie Hedy Lamarr, prawdopodobnie nie korzystalibyśmy z Wi-Fi, Bluetooth i innych technologii RF, które bierzemy za pewnik w naszym codziennym życiu. Hedy Lamar urodził się 9 listopada 1914 roku w Wiedniu. Była znaną aktorką, która zagrała w wielu austriackich, niemieckich i czeskich filmach, zanim uciekła z Europy w 1937 roku i wyemigrowała do Stanów Zjednoczonych. Karierę filmową kontynuowała w Hollywood.,
można by powiedzieć: „Serio, hollywoodzka aktorka wymyśliła Wi-Fi?”Odpowiedź brzmiałaby, że Hedy Lamar była czymś więcej niż aktorką, była wynalazcą i innowatorem technologii.
Rysunek 1 – pionier technologii – Hedy Lamarr
technologia radiowa z przeskakiwaniem częstotliwości (FHSS) została pierwotnie opatentowana 11 sierpnia 1942 roku przez aktorkę Hedy Kiesler Markey (Hedy Lamarr) i kompozytor George Antheil., Pierwotnie był to system naprowadzania radiowego torped, do czego nigdy nie był używany. Idea spread spectrum wyprzedziła swój czas. Podczas II Wojny Światowej Lamarr dowiedział się, że sterowane przez RF torpedy United Sates Navy mogą być łatwo zablokowane przez wroga i zboczyć z kursu. Utrudniało to zatopienie okrętów przeciwnika. Więc Hedy Lamarr genialnie wpadł na pomysł systemu naprowadzania fal radiowych, który byłby bardzo trudny do zablokowania., Razem z George ' em Antheilem stworzyli Nadajnik RF, który emulował możliwości odtwarzacza i pianina. Złożyli patent w 1942 roku, jednak rząd USA natychmiast sklasyfikował technologię. FHSS nie był używany w czasie II Wojny Światowej.,
Rysunek 2 – amerykański Patent na przeskakiwanie częstotliwości
dopiero w 1957 roku nastąpił dalszy rozwój widma rozproszonego, a w 1962 roku po raz pierwszy zastosowano przeskakiwanie częstotliwości (FHSS) między okrętami amerykańskimi podczas blokady Kuby podczas kryzysu kubańskiego. FHSS został odtajniony w 1970 roku. niestety, żaden wynalazca nie zarobił żadnych pieniędzy na swoim patencie, ponieważ wygasł zanim technologia została opracowana.
Co to ma wspólnego z Wi-Fi?, Możesz nie wiedzieć, że większość wczesnych wdrożeń Wi-Fi korzystała z technologii przeskakiwania częstotliwości. Frequency-hopping spread spectrum (FHSS) była jedną z oryginalnych technologii zdefiniowanych dla komunikacji radiowej z wykorzystaniem pasma ISM 2,4 GHz dla starszych radiotelefonów Wi-Fi. W latach 1997-1999 wyprodukowano większość starszych radiotelefonów Wi-Fi.,
Ogólnie rzecz biorąc, sposób działania FHSS polega na tym, że przesyła dane za pomocą małej przestrzeni nośnej częstotliwości, a następnie przeskakuje do innej przestrzeni nośnej o małej częstotliwości i przesyła dane, a następnie do innej częstotliwości i tak dalej, Jak pokazano na rysunku 3. Dokładniej, FHSS przesyła dane za pomocą określonej częstotliwości przez określony okres czasu, znany jako czas oczekiwania. Po upływie czasu przebywania, system zmienia się na inną częstotliwość i zaczyna nadawać na tej częstotliwości przez czas przebywania., Za każdym razem, gdy osiągany jest czas oczekiwania, system zmienia się na inną częstotliwość i kontynuuje transmisję.
Rysunek 3 – przeskakiwanie częstotliwości
Radiotelefony FHSS wykorzystują predefiniowaną sekwencję przeskakiwania (zwaną również wzorami przeskakiwania lub zestawem przeskakiwania) składającą się z szeregu małych częstotliwości nośnych lub przeskakiwania. Zamiast nadawać na jednym ustawionym kanale lub skończonej przestrzeni częstotliwości, radio FHSS nadaje na sekwencji podchanneli zwanych hops. Za każdym razem, gdy sekwencja hop jest zakończona, jest ona powtarzana., Rysunek 3 pokazuje sekwencję przeskakiwania, która składa się z pięciu skoków.
oryginalny standard IEEE 802.11 wymagał, aby każdy skok miał Rozmiar 1 MHz. Poszczególne chmiele układano następnie w predefiniowane sekwencje. W Ameryce Północnej i większości Europy sekwencje skoków zawierały co najmniej 75 chmieli, ale nie więcej niż 79 chmieli. Inne kraje miały różne wymagania; na przykład Francja używała 35 chmielu, podczas gdy Hiszpania i Japonia używały 23 chmieli w kolejności., Aby transmisja przebiegała pomyślnie, wszystkie nadajniki i odbiorniki FHSS muszą być zsynchronizowane na tym samym skoku nośnika w tym samym czasie. Sekwencje przeskakujące, które można było skonfigurować w punkcie dostępowym FHSS, a informacje o sekwencjach przeskakujących były dostarczane do stacji klienckich za pośrednictwem ramki zarządzania beaconem 802.11.
czas przebywania to określona ilość czasu, którą system FHSS transmituje na określonej częstotliwości, zanim przełączy się na następną częstotliwość w zbiorze hop. Lokalny organ regulacyjny zazwyczaj ogranicza ilość czasu przebywania., Na przykład FCC określiła maksymalny czas przebywania wynoszący 400 milisekund (ms) na częstotliwość nośną w dowolnym 30-sekundowym okresie czasu. Typowy czas oczekiwania wynosi około 100 ms do 200 ms. oryginalny standard IEEE 802.11 określał, że sekwencja przeskakiwania składa się z co najmniej 75 częstotliwości, szerokości 1 MHz. Ponieważ standard określał maksymalną szerokość pasma 79 MHz, Maksymalna liczba przeskoków możliwa dla zestawu przeskoków wynosiłaby 79. Przy sekwencji chmielu FHSS składającej się z 75 chmieli i czasu przebywania 400 ms, Ukończenie sekwencji chmielu zajęłoby około 30 sekund., Po zakończeniu sekwencji hop jest ona powtarzana. Ponieważ transmisje Wi-Fi FHSS przeskakują w zakresie częstotliwości 79 MHz, sygnał lub szum wąskopasmowy
zakłóciłby tylko mały zakres częstotliwości i spowodowałby tylko minimalną utratę przepustowości. Zmniejszenie czasu oczekiwania może jeszcze bardziej zmniejszyć efekt zakłóceń. I odwrotnie, ponieważ radio przesyła dane w czasie oczekiwania, im dłuższy czas oczekiwania, tym większa przepustowość.,
czas przeskoku nie jest określonym okresem czasu, ale raczej miarą czasu potrzebnego do zmiany nadajnika z jednej częstotliwości na drugą. Czas przeskoku jest zazwyczaj dość małą liczbą, często około 200 do 300 mikrosekund (µs). Przy typowych czasach przebywania od 100 do 200 milisekund (ms) czasy przeskoku od 200 do 300 µs są nieznaczne. Nieistotne lub nie, czas hop jest zasadniczo zmarnowany czas, lub nad głową, i jest taki sam, niezależnie od czasu przebywania., Im dłuższy czas oczekiwania, tym rzadziej Nadajnik musi tracić czas na przeskakiwanie na inną częstotliwość, co skutkuje większą przepustowością. Jeśli czas oczekiwania jest krótszy, Nadajnik musi skakać częściej, zmniejszając przepustowość.
nie używamy już przeskakiwania częstotliwości dla Wi-Fi, i przeszliśmy do innych technologii RF, takich jak ortogonalny podział częstotliwości wielokrotnego dostępu (OFDMA). Jednak używamy przeskakiwania częstotliwości dla naszych urządzeń Bluetooth i innych nadajników radiowych. Nie trzeba dodawać, że gdyby nie Hedy Lamarr, moglibyśmy nie mieć Wi-Fi lub Bluetooth!,
Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o ciekawej historii przeskakiwania częstotliwości, poszukaj w Internecie Lamarr i Antheil. Co więcej, Gorąco polecam poświęcenie czasu na obejrzenie znakomitego filmu dokumentalnego „Bombshell – The Hedy Lamarr Story”. To świetny dokument o fascynującym życiu Hedy Lamarr.
