Wlan kiihdyttää kuitunopeuksiin
Kim Leidenius
Wlan kiihdyttää kuitunopeuksiin
Myös langattomat verkot noudattavat Mooren lakia, eli niiden tiedonsiirtokyky kasvaa eksponentiaalisesti.
Fyysisten kaapeleiden vetäminen on hankalaa ja kallista. Langattomien verkkojen haittapuolena taas on perinteisesti ollut heikohko tiedonsiirtokapasiteetti, jota kaiken lisäksi on jaettava käyttäjien kesken. Edes uusimmalla 802.11n-tekniikalla ei päästä samoihin nopeuksiin kuin jo teini-ikäisellä 100Base-T-kuparikaapeloinnilla.
Tulevat langattomat tekniikat lupaavat kuitenkin kiihdyttää yli gigabitin nopeuteen eli ohi kuparin ja lähestyen optisia kaapelointeja.
Langaton linkki on joustava
Valokuitu tarjoaa laajimman siirtokaistan ja pisimmän kantaman, joihin nykytekniikoilla ylletään. Monet yritykset valitsevat kuitenkin sen asemesta langattoman siirtotien jopa silloin, kun toimipiste sijaitsee lähellä jakokeskusta. Kaivuutyö kaupunkialueella maksaa jopa 200 euroa metriltä ja vaatii asianmukaiset luvat useasta eri virastosta.
Wifiber-linkkejä maahantuovan K&K Active Oy:n tuotealuejohtaja Kari Salmi kertoo 2–8 kilometriä kantavan langattoman 1,25 gigabitin linkin kustannusten jäävän asennuksineen alle 30 000 euron.
”Maahan kaivettua optista kaapelia ei voi siirtää, jos yrityksen toiminta muuttuu. Radiolinkki on helppo muuttaa ja sopii siksi myös tilapäisiin asennuksiin”, Salmi muistuttaa.
Wifiber-linkit toimivat korkeilla 71–76 ja 81–86 gigahertsin taajuuksilla. Myös alemmilla taajuuksilla saavutetaan gigabittiluokan nopeuksia, kun käytetään kahta polarisaatiotasoa.
Linkkien taajuudet eivät ole vapaasti käytettäviä, mutta luvat niiden käyttöön saa Viestintävirastolta melko nopeasti. Hieman alemmalle 60 gigahertsin taajuusalueelle on raivattu maailmanlaajuisesti tilaa vapaaseen tietoverkkokäyttöön.
Verkot millimetrien aalloilla
Millimetriaallot ovat radioalueen yläpäässä ennen pitkäaaltoista infrapunasäteilyä. Nimensä mukaisesti aallonpituudet ovat 1–10 millimetriä eli vastaava taajuus on 30–300 gigahertsiä. Useimmat näistä aaltoalueista on varattu satelliittien ja puolustusjärjestelmien käyttöön, mutta 60 gigahertsin alue on vähäisellä käytöllä, koska ilman happi vaimentaa sillä alueella signaalia kohtalaisen paljon.
60 gigahertsin taajuusalue ei ole teknisten vaikeuksien vuoksi ollut laitevalmistajien suosiossa, mutta 2,4 gigahertsin alueen ahtaus on pakottanut kehittäjät etsimään tilaa ylemmiltä radiotaajuuksilta. Entistä korkeampien taajuuksien käyttöönotto nostaa samalla tiedonsiirtonopeudet jopa useisiin gigabitteihin sekunnissa.
Myös tarjolla oleva kaista on korkeammilla taajuuksilla leveämpi. 2,4 gigahertsin ism-taajuuskaista, jota muiden muassa wlan- ja bluetooth-laitteet käyttävät, on leveydeltään vain noin sata megahertsiä. 60 gigahertsin alueella tilaa on yhdeksän gigahertsiä eli 90-kertaisesti.
Korkeilla taajuuksilla signaali on hyvin suuntautunutta. Sen käsittely edellyttää sähköisiä tai mekaanisia tekniikoita, joilla antenni suunnataan tarkasti vastaanottavaan laitteeseen. Tarkan suuntaamisen hyvä puoli on se, että samaa kaistaa voi hyödyntää samanaikaisesti useampi laitepari, kunhan niiden antennien säteilykartiot vain eivät osu päällekkäin. Näin voidaan joissakin tapauksissa kiertää langattomia verkkoja perinteisesti haitannut kaistan jakaminen, ja jokainen yhteys saa jatkuvasti käyttöönsä täyden siirtonopeuden.
60 gigahertsin verkot voivat merkitä valtavaa harppausta tiedonsiirtokapasiteetissa perinteisiin langattomiin paikallisverkkoihin verrattuna. Useat standardointityöryhmät ja valmistajien yhteenliittymät suunnittelevat metristä sataan metriin kantavia paikallisverkkoja, joilla voitaisiin toteuttaa esimerkiksi langaton kaapelointi kodin uusille teräväpiirtolaitteille. Gigabitin yhteydellä täyspitkä HD-elokuva siirtyisi tietokoneesta televisioon muutamassa minuutissa.
Standardeja joka lähtöön
IEEE:llä uusia langattomia standardeja kehittää kaksi ryhmää: 802.15.3c ja 802.11 VHT60 (very high throughput). 802.15.3c-ryhmän pan-verkon standardi valmistunee syksyllä 2009. Sen tavoitteena on rakentaa kaksi tiedonvaihtotapaa. Toinen niistä siirtää niputetuilla kanavilla videota kiinteisiin laitteisiin kolmen gigabitin sekuntinopeudella, ja toinen yhdellä kantoaallolla akkukäyttöisiin laitteisiin runsaan gigabitin sekunnissa.
802.11 VHT -työryhmä on jakautunut kahdeksi. Toinen osa tutkii kuuden ja toinen 60 gigahertsin taajuuksien käyttöä. Alemmilla taajuuksilla voidaan toteuttaa yhteensopivuus nykyisiin wlan-standardeihin. VHT60 taas keskittyy mahdollisimman nopean paikallisverkon rakentamiseen. Standardit valmistunevat noin vuonna 2011 eli samoihin aikoihin aikaan kuin 802.11n saa lopullisen muotonsa.
VHT tavoittelee saumatonta liikkuvuutta eri wifi-standardien välillä. Nopeasta verkosta voisi siirtyä hitaampaan menettämättä tietoturvan ja verkonhallinnan asetuksia. Tavoitteena on myös mahdollistaa mesh-tyyppinen verkko, jossa laitteiden väliset yhteydet muodostetaan toisten laitteiden kautta, kun suoraa yhteyttä tukiasemaan ei ole.
Entisen Euroopan tietokonevalmistajien yhteenliittymän, nykyisen Ecma Internationalin Tc48-työryhmä uskoo saavansa oman standardiehdotuksensa valmiiksi vielä tämän vuoden puolella.
Ecman määrittely kattaa kolme erilaista laiteryhmää. Kiinteät laitteet voivat liikennöidä jopa kuuden gigabitin sekuntinopeudella. Niiden antennien keilat ovat suunnattavissa ja tarjolla on useita erilaisia modulaatiotapoja.
Kannettavien laitteiden antenni ei ole suuntaava ja se rajaa tiedonsiirtonopeuden 864 megabittiin sekunnissa, mutta hyvin lyhyillä etäisyyksillä se voidaan nostaa kolmeen gigabittiin. Kolmannen ryhmän laitteiden tiedonsiirto toimii hyvin lyhyillä etäisyyksillä, esimerkiksi tietojen synkronoinnissa.
Viihdeteollisuuden Wirelesshd-yhteenliittymä taas pyrkii luomaan langattoman vaihtoehdon hdmi-kaapelille. Sen takana ovat muun muassa Broadcom, Intel, Panasonic ja Sharp. Ne tavoittelevat järjestelmää, joka yksinkertaistaisi uusien multimedialaitteiden sijoittelua kodeissa esimerkiksi siirtämällä teräväpiirtokuvan blu-ray-soittimesta langattomasti seinällä olevaan televisioon.
Superkone syntyy näytönohjaimista
Nykyaikainen perusmikro laskee muutaman miljardin liukulukulaskun, gigaflopsin, sekunnissa. Supertietokoneet yltävät petaflopsiin, miljoonakertaiseen suorituskykyyn. Asiantuntijat arvioivat, että exaflopsin supertietokoneiden aika on kymmenen vuoden kuluttua. Hajautetun tietojenkäsittelyn tutkijat ovat eri mieltä. Stanfordin ja Berceleyn yliopistojen Folding@Home- ja Boinc-verkostot ovat myös ylittäneet petaflopsin rajan.
Vuodesta 2002 lähtien keskusyksiköiden suorituskyky on kaksinkertaistunut 16 kuukaudessa, grafiikkasuorittimien teho on tuplaantunut kahdeksassa kuukaudessa ja ne hätyyttelevät nyt jo teraflopsin rajaa. Kehittyneimmissä on satoja rinnakkaisia ytimiä laskemassa kuvapisteille värejä. Vuosien saatossa algoritmit ovat muuttuneet niin monimutkaisiksi, että ytimet pystyvät liki samoihin laskuihin kuin keskusyksikötkin.
Aiemmin grafiikkaprosessoreiden ohjelmointi oli vaikeaa, ohjelmakoodi piti rakentaa grafiikkakäskyistä, mutta nyt niihin saa esimerkiksi kääntäjän C-kielelle.
Nvidian tuleva T10p-grafiikkasiru yltää teraflopsiin. Se on ensi vuonna saatavissa tieteislaskentaan käytettäviin Tesla-pöytäkoneisiin, ja myöhemmin grafiikkakortteihin. Kun nelisen miljoonaa tällaisella kortilla varustautunutta pc-pelaajaa lahjoittaa koneensa suorituskyvyn joutoaikana tieteentekijöille, saavutetaan exaflopsin tasoinen verkko, ehkä jo kahden vuoden kuluttua.
Tietokone on lähes älykäs
Matemaatikko Turing määritteli älykkyyden vuonna 1950 siten, että jos tietokone kykenee keskustelemaan haastattelijan kanssa siten, ettei haastattelija erota sitä koneeksi, se on älykäs. 18. kerran Readingin yliopistossa järjestetyssä kilpailussa parhaat tekoälyn kehittäjät kilpailivat Turingin kokeen läpäisystä. Voittaja hämäsi neljännestä haastattelijoistaan. Kokeen läpäisyn eli älykkyyden rajaksi on sovittu 30 prosenttia.
Kokeessa vapaaehtoiset haastattelijat istuvat jaetun tekstipohjaisen näytön ääressä. Toisella puolella on keskustelemassa ihminen ja toisella ohjelma. Viiden minuutin keskustelun jälkeen haastattelijan on pääteltävä, kumpi edustaa keinoälyä. Jos haastattelija on epävarma tai väärässä, on ohjelma onnistunut hämäämään.
Pelkän tunnistuksen ohella merkittävämpi saavutus oli, että tietokoneiksi tunnistetut vastapuolet saivat keskustelutaidostaan 80–90 prosenttisen tuloksen. Koneet ovat siten jo hyvin lähellä sitä tasoa, jossa ihminen kokee keskustelun luonnolliseksi. Voittaja-ohjelmaan nimeltä Elbot voi tutustua osoitteessa www.elbot.com. Sen jutustelu yltää ravintolapöydän tasolle.
Koskettavaa tiedonsiirtoa
IEEE:n työryhmä 802.15 Tg6 kehittää verkkoa, jossa tiedonsiirtokanavana toimii ihmisen keho. Tavoitteena on tarjota kymmenen megabitin nopeus viihteen ja terveydenhoidon sovelluksille. Erityisesti jälkimmäiset vaativat erittäin luotettavaa verkkoa, jossa palvelutaso voidaan määritellä.
Verkon laitteiden virrantarve pyritään minimoimaan, jotta paristo kestäisi laitteen koko käyttöiän tai sille riittäisi kehon liikkeistä tai lämmöstä haalittu käyttöjännite. Laitteet ovat usein antureita, kuten puettavia kiihtyvyys-, verenpaine-, pulssi- ja kuumemittareita, ihon alle asennettuja insuliinipumppuja ja nieltäviä vatsantähystimiä.
Esiversion standardista arvioidaan äänestettävän ensi vuoden lopussa.
