Gi-Fi

Kersti Lang A21

Gi-Fi

Gi-Fi (ehk Gigabit Wireless) on traadita ühenduse tehnoloogia. Selle transiiver on integreeritud ühele kiibile ning see töötab 60 GHz CMOS tehnoloogial. GiFi võimaldab edastada andmeid kuni viis gigabiti sekundis, mis on praegusest maksimaalsest traadita andmeedastuse kiirusest kümme korda kiirem ning on kümme korda soodsam.

CMOS tehnoloogia

CR2032 liitiumpatarei – kõige tüüpilisem CMOS-i toiteelement.

CMOS (Complementary metal-oxide-semiconductor) ehk komplementaarne metall-oksiid-pooljuht on integraallülituste rühm ja tehnoloogia. CMOS tehnoloogiat kasutatakse mikroprotsessorites, mikrokontrollerites, SRAM moodulites ja teistes digitaallülitustes. Samuti kasutatakse seda analooglülitustes, näiteks transiiverites, valgustundliku pooljuhtelemendina veebi- ning digitaalsetes video- ja fotokaamerates.

CMOS tehnoloogial põhinevates lülitustes on loogikaelemendid üles ehitatud komplementaar-sümmeetriliste transistoripaaride baasil. Transistoriteks on MOP-transistorite (MOSFET) (metall-oksiid-pooljuht väljatransistorite) paarid, kus üheks transistoriks on n-tüüpi MOP-transistor ja teiseks p-tüüpi MOP-transistor.

CMOS seadmete eelisteks on väike müratundlikkus, väga väike voolutarve – peamiselt tarbitakse voolu ainult siis kui transistoreid lülitatakse ümber. CMOS loogikaelemente on võimalik paigutada kiipides väga tihedalt. See oli ka peamine põhjus, miks CMOS-ist sai kaheksakümnendatest alates enimkasutatud tehnoloogia kiipide tootmisel.

CMOS tehnoloogia puuduseks on soojuseraldus ja energiatarve ümberlülitamise hetkel. Kui töösagedus väga kõrgeks läheb ja ümberlülitused hakkavad väga suure sagedusega toimuma, siis võib saabuda hetk, mil mõlemad komplementaarpaari transistorid on sisse lülitatud ning lühistavad lülituse (lühikeseks ajaks). Ka on metalloksiid-pooljuhid on väga tundlikud elektrostaatiliste laengute suhtes ja kui nendega ettevaatamatult ümber käia, võivad nad pöördumatult rikneda.

Ajalugu

Mitmeid aastaid "valitsesid" maailma juhtmed. Pikka aega mängisid põhilist rolli kiudoptilinsed kaablid kuna need oli kiireima bit-i edastusega andmeside vahend. Paigaldatavad kaablid põhjustavad raskusid ja on väga tülikad. See probleem juhtiski meid juhtmevaba internetini loomiseni. Esiteks Bluetooth, kuid see ulatub vaid kuni 9-10 meetrini. Sellele järgnes WiFi, mis kattis kuni 90 meetrit. WiFi oma levialaga tegi sel ajal revolutsiooni ja lahendas tolle-aegsed võrguprobleemid.

Inimesed kogu aeg jätkavad parema tehnoloogia nõudmist olenemata sellest, et see annaks väga suuri eeliseid praeguse tehnoloogia ees. See juhataski uude, rohkem tänapäevasesse andmevahetusvõimalusse tekkeni - GiFi. Esmakordselt tutvustati prototüüpsüsteemi, mis kasutas 60GHz kiibitehnoloogiat, 2009. aastal. NICTA väljatöötatud tehnoloogia on ultrakiire traadita ülekannete süsteem, mis on üle kümne korra kiirem kui praegune WiFi. GiFi võimaldab umbes kümne meetri raadiuses saata väga suurt hulka informatsiooni väga lühikese ajaga ühest seadmest teise. See toetab väga kiiret andmete laadimist, näiteks videosi on sellega võimalik laadida erinevatesse seadmetesse sekundite jooksul.

kiip

Arhitektuur

GiFi süsteemi põhiosa on abonendi jaam, mis on võimeline haldama/vastu võtma mitu eri pääsupunkti. Seade kasutab 5 mm kiipi ja 1 millimeetri paksust antenni kulutades samal ajal vähem kui 2 vatti energiat. GiFi edastab/võtab vastu andmeid juhtmevabalt üle lühikese distantsi, just nagu Bluetooth. GiFi toetab standardvõrku IEEE 802.15.3C. Sellepõhine süsteem kasutab tihtipeale abonendi jaamas väikest saatjat, mis on kinnitatud abonent seadme külge. Kuna integreeritud vastuvõtja on väga väike, saab selle paigaldada seadme sisse. Leviala on selleks, et võimaldada arvutitel suhelda teiste arvuti seadmetega (sealhulgas telefonid ja muud digitaalsed vahendid), mis ümbritsevad inimesi.

See saavutus võimaldab täielikult juhtmevaba kontorit või kodu tulevikus. See läbimurre tähendab kontori ja kodu internet ilma juhtmeteta on lõpuks saanud reaalsuseks.

GiFi tööpõhimõte

See on konverteeritud IF levialast RF60 GHz levialasse kasutades kahte mikserit. Sisenev RF signaal konverteeritakse esmalt 5 GHz IF tsentraalsignaaliks ning seejärel normaalandmevahemikku. Selles protsessis kasutatakse heterodüünset konstruktsiooni, et vältida lekkimisi suunamuutusel. Tänu sellele protsessile toimub kogu andmete andmevahetus sekundite jooksul.

WiFi & Bluetooth

WiFi ja Bluetoothi miinused:

• Bluetoothi töökiirus on 800 Kbps ja WiFi töökiirus on koduruuteritel on 16-20 Mbps.
• mõlemad tarbivad palju energiat - 5 mw ja 10 mw.
• suurema koguse failide, muusika või videode ülekanne võtab siiski kuni mitu tundi.

GiFi eelised

Põhjused, miks GiFi tehnoloogiat arendada ning miks see on hea:

• väga kiire andmevahetus

GiFi on leiutatud peamiselt, et tagada suurem bitikiirus. GiFi kiirus on 5 gigabitti sekundis, mis on 10 korda suurem kui praeguste seadmetega andmete edastamisel. Tänu kiirele andmeedastusele saame sekunditega vahetada suuri video-, heli- ja andmefaile.

• madal toote hind

GiFi baseerub vabal, rahvusvahelisel standardil. Kui kasutada madala hinnaga masstoodetud kiipi, kukub hind dramaatiliselt ja tulemuseks on integreeritud juhtmevaba vastuvõtja kiip, mis on võimeline kiireks andmevahetuseks madalal energiakulul. Seadme hinnaks kujuneb ainult 13 €. Võrreldes tänapäevaste seadmetega on see hind kordi soodsam

• madal energia tarbimine

Kuigi edastatakse suur kogus infot, kulutab GiFi vaid mõne vati eneriat - 2 megavatti energiat ühe gigabiti info edastamiseks. Sama hulga info edastamiseks kulutaksid teised tehnoloogiad vähemalt 10 megavatti energiat.

• eeldused on kaua tuntud olnud (nt. Bluetooth ja Wi-Fi)
• kõrgem turvalisus

Nagu IEEE 802.15.3C annab suurema turvalisus, tagab see veel andmevahetuse turvalisuse.

• kiire paigaldus

Kui võrrelda traadiga lahenduste arendusega, siis WiMAX nõuab natukene või üldse mitte välist ehitust. Näiteks kui võrrelda kasutuselevõttu traadiga ühendustega, siis GiFi nõuab vähe või ei nõua üldse välist ehitust. Näiteks kaevetöid, et paigaldada kaableid, pole vaja. Operaatorid, kes on saanud litsentsi kasutada litsenseeritud tooteid või need kes plaanivad kasutata litsenseerimata tooteid ei pea tegema täiendavaid taotlusi valitsusele. Kui seadmed on installitud ja ühendatud vooluvõrku , siis on GiFi kasutusvalmis. Enamikul juhtudes GiFi arendus valmib minutitega, võrreldes tundidega, mis kulub teiste lahenduste peale.

• mõõtudelt väga väike

GiFi intereeritud kiip aretati rahvuslises info- ja kommunikatsioonitehnoloogia uuringute instituudis (NICTA), Austraalias. Kiip on 5 millimeetrise küljepikkusega ja millimeetrise antenniga.

• kergesti kaasaskantav, mobiilne

Kasutatud kirjandus

Ajalugu - http://uudised.err.ee/index.php?06229000

GiFi - http://en.wikipedia.org/wiki/Gi-Fi

WiFi & Bluetooth, arhitektuur - http://www.authorstream.com/Presentation/Phaneendar-1363619-gi-fi-wireless-communication/

CMOS - http://et.wikipedia.org/wiki/CMOS