अप्रयुक्त वाई-फाई आरक्षित

विकसित दूरसंचार अवसंरचना वाले देशों और शहरों में, उपयोगकर्ता वाई-फाई के बारे में शिकायत कर रहे हैं। वाई-फाई का उपयोग करने वाले ग्राहक उपकरणों के साथ शहरी वातावरण में संतृप्त, औसत संचार गुणवत्ता साल-दर-साल बिगड़ रही है। क्या इस प्रवृत्ति को उलटने का कोई तरीका है?

अब दुनिया में 6.5 मिलियन से अधिक डिवाइस इस वायरलेस मानक के माध्यम से नेटवर्क से जुड़े हैं, और 2020 तक इनकी संख्या लगभग 21 बिलियन तक पहुंच जाएगी। यह ग्रह पर प्रति व्यक्ति लगभग 2.8 डिवाइस है। तो बैंडविड्थ वायरलेस चैनलों की कमी केवल खराब हो जाएगी। हालांकि, इस समस्या को हल करने के लिए, यह केवल अधिक शक्तिशाली राउटर स्थापित करने के लिए पर्याप्त नहीं है। "वर्चुअल ट्रैफिक जाम" का कारण केवल "संकीर्ण सड़क" नहीं है, बल्कि कई अन्य कारक भी हैं।

आज, हर घर और कई अपार्टमेंट में वाई-फाई राउटर है, और कुछ में - कुछ। कनेक्शन की गति बढ़ाना आमतौर पर बैंडविथ्स के अधिक घने उपयोग के साथ जुड़ा हुआ है। इसके अलावा, मोबाइल ऑपरेटर वाई-फाई रेंज पर अतिक्रमण करते हैं, कुछ ट्रैफिक को उसमें पैक करते हैं, और 5 जी के आगमन के साथ, स्थिति और खराब हो सकती है।

यानी वाई-फाई वास्तव में अपनी ही सफलता का शिकार हो गया है। इस समस्या को हल करने के लिए, या कम से कम इसे कम करने के लिए क्या किया जा सकता है?

हवा पर भीड़

हालांकि विभिन्न देशों में नियामक वाई-फाई आवृत्ति स्पेक्ट्रम के लाइसेंस के लिए कुछ आवश्यकताओं को लागू कर सकते हैं, सामान्य तौर पर यह सीमा कम या ज्यादा खुली रहती है। उपयोगकर्ताओं को तकनीकी आवश्यकताओं का अनुपालन करना चाहिए, जिसमें पारेषण शक्ति सीमाएं भी शामिल हैं, लेकिन किसी विशेष अनुमति की आवश्यकता नहीं है। आज, लगभग सभी सार्वजनिक वाई-फाई नेटवर्क, जिनमें घर वाले भी शामिल हैं, 2.4 और 5 गीगाहर्ट्ज बैंड में काम करते हैं। उसी समय, 2.4-गीगाहर्ट्ज़ तरंगें दीवारों और फर्नीचर के माध्यम से बेहतर तरीके से प्रवेश करती हैं, और वास्तव में 5-गीगाहर्ट्ज़ की तुलना में एक ही संचरण शक्ति के साथ आगे प्रेषित होती हैं।

उदाहरण के लिए, संयुक्त राज्य अमेरिका में, नियामक ने वाई-फाई के लिए 84.5 मेगाहर्ट्ज की बैंडविड्थ आवंटित की। 802.11 बी / जी / एन मानक के ढांचे के भीतर, चैनल की चौड़ाई 20 या 22 मेगाहर्ट्ज है, ताकि आपसी ओवरलैप के बिना केवल तीन चैनल आम बैंड में फिट हो सकें: 1, 6 और 11. यूरोप में, स्थिति लगभग समान है - 13 चैनल जिनमें से एक ही समय में आपसी ओवरलैप के बिना केवल तीन का उपयोग किया जा सकता है। जापान में, थोड़ा आसान: 14 चैनल और 4 एक साथ गैर-अतिव्यापी।



इसलिए यदि आप वाई-फाई नेटवर्क की सूची में तीन से अधिक 2.4-गीगाहर्ट्ज राउटर देखते हैं, या यदि उनमें से तीन हैं, लेकिन एक 1, 6 और 11 के अलावा एक चैनल का उपयोग करता है, तो चैनलों का ओवरलैप है।

5-गीगाहर्ट्ज वाई-फाई में, स्थिति अलग है: 10 और 20 मेगाहर्ट्ज चौड़ाई के 38 गैर-अतिव्यापी चैनल 5170 से 5905 गीगाहर्ट्ज (यूएसए में) में रखे गए हैं - 5180-5825 और यूरोप में 20 हर्ट्ज के 24 चैनल और जापान में भी बहुत कम चैनल हैं )। ऐसा लगता है कि कई बार अधिक चैनल जो एक दूसरे के साथ हस्तक्षेप नहीं करते हैं, उन्हें 5 गीगाहर्ट्ज रेंज में संचार की गुणवत्ता में सुधार करना चाहिए। लेकिन यहां क्षेत्रीय विशिष्टता हस्तक्षेप करती है: विभिन्न देशों में कुछ चैनल सार्वजनिक उपयोग के लिए सुलभ नहीं हो सकते हैं, क्योंकि सैन्य और मौसम संबंधी रडार और उपग्रह टेलीविजन इन आवृत्तियों पर काम करते हैं। इसलिए, "समस्या" आवृत्तियों में "फिटिंग" ट्रैफ़िक की जटिलता के कारण, अधिकांश राउटर उन्हें अनदेखा करते हैं।

इसलिए, प्रत्येक दो श्रेणियों में, हमारे पास गैर-अतिव्यापी चैनलों की एक श्रृंखला है। लेकिन राउटर और क्लाइंट उपकरणों की प्रचुरता के कारण, ओवरलैप एक सामान्य स्थिति में बदल गया। जब एक संघर्ष उत्पन्न होता है - दो वाई-फाई प्रसारण चौराहे - सभी प्रतिभागी अस्थायी रूप से चुप हो जाते हैं, और कुछ ठहराव के बाद वे फिर से हवा में लौट आते हैं। जैसे-जैसे टकरावों की संख्या बढ़ती जाती है, विराम की अवधि तेजी से बढ़ती जाती है, परिणामस्वरूप, वाई-फाई कनेक्शन की गति और विश्वसनीयता घटती जाती है।

घनी आबादी वाले क्षेत्रों में ईथर की भीड़ ऐसी हो सकती है कि 2.4-गीगाहर्ट्ज़ रेंज में कनेक्शन मुश्किल से ढोंगी हो। इससे यह तथ्य सामने आया कि कई देशों में, प्रदाताओं ने वीडियो या आवाज के लिए इस रेंज को बंद करना शुरू कर दिया, और अधिकांश स्मार्टफोन निर्माता आमतौर पर 2.4-गीगाहर्ट्ज़ वाई-फाई का उपयोग करने की सलाह नहीं देते हैं। IEEE 802.11ac मानक आमतौर पर केवल 5 गीगाहर्ट्ज़ रेंज में संचालित होता है, हालांकि यह पुराने IEEE 802.11n के साथ पिछड़ा संगत है।

आधुनिक वाई-फाई की तुलना व्यस्त समय में व्यस्त राजमार्ग से की जा सकती है। लेकिन, जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, यह केवल ग्राहक कनेक्शन की संख्या के बारे में नहीं है। 2.4 से 5 गीगाहर्ट्ज के संक्रमण को चैनल की भीड़ के साथ समस्या को हल करने के लिए डिज़ाइन किया गया था, लेकिन उसी समय मुझे कवरेज का त्याग करना पड़ा। यह इस तथ्य के कारण है कि कई उपयोगकर्ताओं ने प्रत्येक कमरे में एक सभ्य सिग्नल स्तर प्राप्त करने के लिए हार्डवेयर एम्पलीफायरों का उपयोग करना और मेष-नेटवर्क का निर्माण करना शुरू किया। एम्पलीफायर ईथर को सुनते हैं, राउटर से एक संकेत प्राप्त करते हैं और इसे उच्च शक्ति के साथ दोहराते हैं, कभी-कभी किसी अन्य चैनल पर। यह एक ही आवृत्ति रेंज में वाई-फाई प्रसारण के ओवरले की संख्या में वृद्धि की ओर जाता है।

प्रदाता और ऑपरेटर

इस दृष्टिकोण से, सार्वजनिक वाई-फाई पहुंच बिंदु एक वास्तविक बुराई बन गए हैं। 2005 में, स्पेनिश प्रदाता फॉन वायरलेस ने पहली बार सामुदायिक हॉटस्पॉट की अवधारणा पेश की, जो निजी राउटर पर आधारित है, और आज यह घटना दुनिया में लोकप्रियता हासिल कर रही है। कुछ इंटरनेट सेवा प्रदाताओं ने इसके लिए अपने ग्राहकों के राउटर का उपयोग करते हुए, ग्राहकों के लिए ऐसे बिंदुओं को जल्दी से लागू करना शुरू कर दिया। जूनिपर रिसर्च के अनुसार, 2017 में, दुनिया के एक तिहाई घरेलू राउटर समुदाय के लिए एक पहुंच बिंदु के रूप में काम करने में सक्षम होंगे। वाई-फाई स्पेक्ट्रम का हिस्सा इन जरूरतों के लिए आवंटित किया जाएगा, और राउटर के मालिक खुद भी इस बारे में चेतावनी नहीं देंगे।

लेकिन यह सब नहीं है। स्मार्टफोन की संख्या में तेजी से वृद्धि ने इस तथ्य को जन्म दिया है कि मोबाइल संचार के लिए आवंटित स्पेक्ट्रम बैंडविड्थ व्यावहारिक रूप से समाप्त हो गया है। और टेलीकॉम ऑपरेटर्स आने वाले वर्षों में मोबाइल डेटा ट्रांसफर के बोझ के एक महत्वपूर्ण हिस्से को बिना लाइसेंस वाले वाई-फाई बैंड में स्थानांतरित करने की योजना बनाते हैं। इसी तरह की तकनीकों को LTE-U (LTE-Unlicensed) और LAA (लाइसेंस प्राप्त सहायता प्राप्त) कहा जाता है। वे 5-गीगाहर्ट्ज़ रेंज में वाई-फाई के रूप में डेटा संचारित करने के लिए 4 जी एलटीई और राउटर का उपयोग करते हैं। हालांकि दूरसंचार ऑपरेटरों का दावा है कि इससे वाई-फाई उपयोगकर्ताओं पर बहुत कम प्रभाव पड़ेगा, Google और Microsoft सहित कई बड़ी कंपनियों का मानना ​​है कि एलटीई-यू और एलएए निश्चित रूप से वाई-फाई चैनलों को बढ़ा देगा और संचार की गुणवत्ता को कम करेगा।

क्या आपके पास चेकर्स हैं या जाएं?

आगे जा रहे हैं: नवीनतम IEEE 802.11ac मानक में, उच्च-रिज़ॉल्यूशन वीडियो स्ट्रीमिंग को प्रसारित करने और मोबाइल उपकरणों के लिए बैटरी बचाने के लिए चैनलों की संख्या कम हो गई है जो केवल सीमित समय के लिए उच्च आवृत्तियों पर डेटा संचारित करेंगे। अधिकतम थ्रूपुट बढ़कर 1.3 Gb / s हो गया। 450 एमबी / एस की तुलना में। 802.11 एन में। लेकिन यह अन्य चीजों के साथ, चैनलों को मिलाकर हासिल किया गया था। IEEE 802.11ac Wave 3 में, पूरे उपलब्ध वाई-फाई स्पेक्ट्रम को आम तौर पर केवल 160 मेगाहर्ट्ज के केवल दो चैनलों में विभाजित किया जाता है, अर्थात, इस मोड में केवल दो जोड़े डिवाइस ओवरलैपिंग के बिना एक साथ काम कर सकते हैं। यदि, उदाहरण के लिए, आपका पड़ोसी फिल्म देखने के लिए इन दो चैनलों में से एक का उपयोग करता है, और दूसरा पड़ोसी दूसरा चैनल लेता है, तो आपके पास कुछ भी नहीं बचेगा।

किसी तरह, 2.4 गीगाहर्ट्ज बैंड पर 5 गीगाहर्ट्ज रेंज का मुख्य लाभ अचानक गायब हो गया - बड़ी संख्या में गैर-अतिव्यापी चैनल।

उपरोक्त सभी को देखते हुए, आने वाले वर्षों में, बड़े शहरों में वाई-फाई तेजी से मोबाइल इंटरनेट के विकल्प से एक कष्टप्रद धीमी गति में बदल जाता है। अफसोस, 802.11ac मानक का व्यापक अपनाने, जो व्यापक और तेज, लेकिन कम चैनल प्रदान करता है, केवल स्थिति को खराब करेगा। वैसे, 2013 में टेलीकॉम एजेंसी टेलीकॉम बैक ने एक अध्ययन प्रकाशित किया था जिसमें 2020 तक वाई-फाई स्पेक्ट्रम की भीड़ के महत्वपूर्ण स्तर की उपलब्धि की भविष्यवाणी की गई थी।

अस्थायी उपाय के रूप में डीएफएस

5-गिगाहर्ट्ज़ रेंज के हिस्से का उपयोग करने के लिए प्राथमिकता वाले राडार के बारे में याद रखें? आज, इन चैनलों को उपभोक्ता उपकरणों द्वारा नजरअंदाज किया जाता है, लेकिन यदि आप उन्हें बड़े पैमाने पर उपयोग करना शुरू करते हैं, तो यह पूरी तरह से तस्वीर बदल सकता है।

जैसा कि कैप्टन का सुझाव है, बड़े शहरों में हर कोने से दूर सैन्य और मौसम संबंधी रडार हैं, जिनमें से कई घड़ी के आसपास भी काम नहीं करते हैं। इसलिए, स्पेक्ट्रम के इस हिस्से का उपयोग उपभोक्ता उपकरणों द्वारा किया जा सकता है, बशर्ते कि डीएफएस ( डायनेमिक फ़्रीक्वेंसी सिलेक्शन ) तंत्र को बड़े पैमाने पर पेश किया जाए: राउटर लगातार प्राथमिकता सिग्नल स्रोतों की गतिविधि पर नज़र रखता है, और जैसे ही रडार काम करना शुरू करता है, यह दूसरे चैनल पर स्विच करता है और संचारित शक्ति को कम करता है। DFS का तात्पर्य है कि अगले आधे घंटे के लिए 10 सेकंड के लिए चैनल जारी करना, भले ही प्राथमिकता स्रोत से 1-मिलीसेकंड पल्स का पता चला हो।



पिछले 3-4 वर्षों में जारी किए गए अधिकांश उपभोक्ता उपकरण - मुख्य रूप से स्मार्टफोन, टैबलेट और लैपटॉप - डीएफएस कमांड को समझ सकते हैं, लेकिन इसके लिए राउटर को डीएफएस मास्टर्स होना चाहिए। यही है, यह राउटर है जो स्पेक्ट्रम की निगरानी और आसन्न चैनलों को जारी करने के लिए जिम्मेदार हैं।

लेकिन रूटर में डीएफएस मास्टर फ़ंक्शन को लागू करना इतना आसान नहीं है: रडार की दालों को उनके क्षणिक (0.5 एमएस) और बेहद कम ऊर्जा स्तर (-62 ..- 64 डीबी प्रति एमएलडब्ल्यू) के कारण पता लगाना बहुत मुश्किल हो सकता है। इसके अलावा, राडार पल्स डिटेक्शन टूल राउटर की बैंडविड्थ का हिस्सा खाते हैं, क्योंकि यह तय करने से पहले चैनल का उपयोग करने से पहले 60 सेकंड के लिए इसे सुनने के लिए मजबूर किया जाता है, यह मुफ़्त है, साथ ही साथ डेटा एक्सचेंज सत्रों के बीच सुनने के लिए भी।

आज तक, डीएफएस मास्टर फ़ंक्शन केवल महंगे राउटर में पाया जाता है, जो आमतौर पर बड़ी कंपनियों में उपयोग किया जाता है। लेकिन धीरे-धीरे डीएफएस कम कीमत खंडों में प्रवेश करता है। सच है, यह भी रामबाण नहीं है: आखिरकार, जब एक प्राथमिकता स्रोत से एक संकेत का पता लगाया जाता है, तो राउटर को डिफ़ॉल्ट रूप से 5 गीगाहर्ट्ज स्पेक्ट्रम के गैर-डीएफएस भाग में चैनलों में से एक पर स्विच करने के लिए मजबूर किया जाता है, और वहां यह काफी "भीड़" है। इसके अलावा, आधुनिक राउटर आमतौर पर डीएफएस चैनलों पर वापस नहीं आते हैं जब तक कि उन्हें रिबूट नहीं किया जाता है। कॉर्पोरेट सिस्टम में, यह दैनिक रूप से किया जाता है, और घर के राउटर हफ्तों और महीनों तक रिबूट किए बिना काम कर सकते हैं, जब तक कि मालिकों को पता नहीं चलता है कि वाई-फाई की गति बहुत कम है और यह रिबूट करने का समय है।

तथ्य यह है कि आधुनिक डीएफएस कार्यान्वयन में, रेडियो मॉड्यूल एक समय में केवल एक चैनल के लिए सुनता है। और जब डीएफएस मास्टर चैनल की निगरानी करता है, तो उसके रेडियो मॉड्यूल को 60 सेकंड के लिए अन्य चैनलों पर कुछ भी प्रसारित नहीं करना चाहिए, ताकि वर्तमान सुनने में हस्तक्षेप न हो। ऐसी स्थितियों से बचने के लिए, अधिकांश डीएफएस कार्यान्वयनों को खुले डीएफएस चैनल पर लौटने के लिए राउटर के रिबूट की आवश्यकता होती है।

लेकिन अगर आप प्राथमिकता स्रोतों का पता लगाने के लिए एक अधिक कुशल प्रौद्योगिकी बनाते हैं, तो आज जो चैनल निष्क्रिय हैं, वे 5 गीगाहर्ट्ज के वाई-फाई स्पेक्ट्रम को उतारने में मदद करेंगे। उदाहरण के लिए, आप राउटर को एक डिटेक्टर सिस्टम से लैस कर सकते हैं - स्पेक्ट्रम को स्कैन करने के लिए एक अतिरिक्त रेडियो मॉड्यूल और रडार दालों का पता लगाने और चैनलों को नियंत्रित करने के लिए एक अलग प्रोसेसर। इसी समय, डिटेक्टर सिस्टम को पूरी तरह से वाई-फाई रिसेप्शन / ट्रांसमिशन सिस्टम से अलग किया जाना चाहिए, जो आधुनिक डीएफएस कार्यान्वयन में निहित अधिकांश समस्याओं को हल करेगा, जब एक प्रोसेसर डेटा ट्रांसफर और प्राथमिकता सिग्नल स्रोतों की खोज दोनों के लिए जिम्मेदार होता है। एक अलग रेडियो मॉड्यूल आपको सभी चैनलों को नियमित रूप से स्कैन करने की अनुमति देगा, और जब वर्तमान चैनल में एक प्राथमिकता स्रोत दिखाई देता है, तो राउटर को पता चल जाएगा कि क्या कोई दूसरा डीएफएस चैनल वर्तमान में खुला है, वहां कनेक्शन स्थानांतरित कर रहा है, और डिफ़ॉल्ट सार्वजनिक चैनल को नहीं। इसी तरह, राउटर कनेक्शन को बाधित किए बिना आधे घंटे की सीमा के बाद स्वचालित रूप से पिछले डीएफएस चैनल पर लौट सकता है।

उसी समय, एक अतिरिक्त प्रोसेसर झूठी डिटेक्ट की संख्या को कम करने में मदद करेगा, जिससे डीएफएस चैनलों में काम की अवधि बढ़ जाएगी। आधुनिक राउटर के प्रोसेसर पर बढ़ते लोड को देखते हुए, दूसरा प्रोसेसर अतिरिक्त की तरह नहीं दिखता है।

सिद्धांत रूप में, यह सब भी एक अस्थायी उपाय है: अधिक राउटर अब निष्क्रिय चैनलों का उपयोग करना शुरू करते हैं, जितनी तेज़ी से वे अतिभारित होंगे। लेकिन तब तक, अन्य श्रेणियों को वाई-फाई नेटवर्क द्वारा उपयोग के लिए सहमत किया जा सकता है। या हमें बस इस तथ्य के साथ आना होगा कि कुछ वर्षों में वाई-फाई मेगासिटी में काम नहीं करेगा, इसे हल्के ढंग से डालने के लिए, जल्दी से नहीं।