Edholm törvénye - Edholm's law

A Phil Edholm által javasolt és elnevezett Edholm-törvény arra a megfigyelésre utal, hogy a távközlés három kategóriája , nevezetesen a vezeték nélküli (mobil), a nomád (vezeték nélküli mobilitás nélküli) és a vezetékes hálózatok (rögzített), zárva vannak és fokozatosan közelednek egymáshoz. Edholm törvénye szerint az ilyen távközlési kategóriák adatátviteli sebessége hasonló exponenciális görbéken növekszik, a lassabb sebességek kiszámítható időeltolódással elmaradnak a gyorsabbaktól. Edholm törvénye szerint a sávszélesség és az adatsebesség 18 havonta megduplázódik, ami az 1970-es évek óta igaznak bizonyult. A tendencia nyilvánvaló az Internet , a mobil (mobil), a vezeték nélküli LAN és a vezeték nélküli személyes hálózatok esetében .

Koncepció

Edholm törvényét Phil Edholm, a Nortel Networks munkatársa javasolta . Megfigyelte, hogy a telekommunikációs sávszélesség (beleértve az internet-hozzáférés sávszélességét) 18 havonta megduplázódott, az 1970-es évek végétől a 2000-es évek elejéig. Ez hasonló a Moore-törvény , amely megjósolja exponenciális növekedésének tranzisztor számít . Azt is megállapította, hogy a fokozatos konvergenciája vezetékes (pl Ethernet ), nomád (pl modem és Wi-Fi ) és vezeték nélküli hálózatok (pl mobilhálózatok ). Az "Edholm törvénye" elnevezést kollégája, John H. Yoakum találta ki, aki egy 2004-es internetes telefonos sajtótájékoztatón mutatta be .

Az előrejelzések szerint a lassabb kommunikációs csatornák, mint például a mobiltelefonok és a rádiós modemek , elhomályosítják a korai Ethernet kapacitását, az UMTS és MIMO néven ismert szabványok fejlődése miatt , amelyek az antennahasználat maximalizálásával növelik a sávszélességet. Az előre történő extrapolálás a nomád és vezeték nélküli technológiák arányának konvergenciáját jelzi 2030 körül. Ezenkívül a vezeték nélküli technológia véget vethet a vezetékes kommunikációnak, ha az utóbbi infrastruktúrájának költségei továbbra is magasak.

Alapvető tényezők

2009-ben Renuka P. Jindal megfigyelhető a sávszélesség az online kommunikációs hálózatok emelkedik a bit per másodperc , hogy terabits második , megduplázva 18 havonta, ahogy megjósolta Edholm törvényét. Jindal a következő három fő tényezőt azonosította, amelyek lehetővé tették a kommunikációs sávszélesség exponenciális növekedését.

  • MOSFET (fémoxid-félvezető térvezérlésű tranzisztor) - A MOSFET (MOS tranzisztor) találták ki Mohamed Atalla és Dawon Kahng a Bell Labs 1959-ben ez az alapvető építőeleme a távközlési hálózatok és hatáskörét a világméretű Internet nagy sebességű és alacsony fogyasztású MOS integrált áramkörök . A telekommunikációs hálózatok sávszélességének gyors növekedésében a legfontosabb tényező a MOSFET technológia (MOS technológia) fejlődése volt. A folyamatos MOSFET skálázás , a MOS technológia különféle fejleményeivel együtt lehetővé tette Moore törvényét (a tranzisztorok száma kétévente megduplázódik az integrált áramköri chipekben), valamint Edholm törvényét (a kommunikációs sávszélesség 18 havonta megduplázódik).
  • Lézeres fényhullámú rendszerek - A lézert Charles H. Townes és Arthur Leonard Schawlow mutatták be a Bell Labs-nál 1960-ban. A lézertechnikát később az MOS technológiát alkalmazó integrált elektronika tervezésénél fogadták el , ami 1980 körül a fényhullámú rendszerek fejlődéséhez vezetett. az 1980-as évek eleje óta a sávszélesség exponenciális növekedéséhez vezetett.
  • Információ elmélet - Információ az elméletet, mint kimondott által Claude Shannon Bell Labs 1948-ban, feltéve, hogy az elméleti alapot, hogy megértsék a kompromisszumokat kötnek a jel-zaj viszony , sávszélesség , és hibamentes átvitel jelenlétében zaj , a távközlési technológia. Az 1980-as évek elején Renuka Jindal, a Bell Labs-nál információelmélet segítségével tanulmányozta az MOS-eszközök zajviselkedését, javítva zajteljesítményüket, és megoldva azokat a kérdéseket, amelyek korlátozták a vevőkészülék érzékenységét és adatsebességét. Ez a MOS technológia zajteljesítményének jelentős javulásához vezetett, és hozzájárult a MOS technológia széleskörű elterjedéséhez könnyűhullámú, majd vezeték nélküli terminál alkalmazásokban.

A vezeték nélküli hálózatok sávszélessége gyorsabban növekszik a vezetékes hálózatokhoz képest. Ennek oka a MOSFET vezeték nélküli technológia fejlődése, amely lehetővé teszi a digitális vezeték nélküli hálózatok fejlődését és növekedését. Az RF CMOS ( rádiófrekvenciás CMOS ), a tápellátású MOSFET és az LDMOS (laterális diffúz MOS) eszközök széleskörű elterjedése a digitális vezeték nélküli hálózatok fejlődéséhez és elterjedéséhez vezetett az 1990-es évekre, a MOSFET technológia további fejlődése a 2000-es évek óta gyorsan növekvő sávszélességhez vezetett . A vezeték nélküli hálózatok legtöbb alapvető eleme MOSFET-ekből épül fel, ideértve a mobil adó-vevőket , a bázisállomás- modulokat, az útválasztókat , az RF-erősítőket , a telekommunikációs áramköröket , az RF-áramköröket és a rádió-adóvevőket olyan hálózatokban, mint a 2G , 3G és 4G .

Az elmúlt években, a másik legfontosabb tényezője a növekedés nélküli kommunikációs hálózatok már zavaró összehangolás, amely fedezte fel Syed Ali Jafar a University of California, Irvine . Általános elvként 2008-ban, Viveck R. Cadambe-val együtt fogalmazta meg. Bevezették "az önkényesen nagy számú interferenciát összehangoló mechanizmust, ami meglepő következtetéshez vezetett, miszerint a vezeték nélküli hálózatok lényegében nem korlátozzák az interferenciát". Ez az interferencia összehangolásának elfogadásához vezetett a vezeték nélküli hálózatok tervezésénél. A New York-i Egyetem vezető kutatója, Dr. Paul Horn szerint ez "forradalmasította a vezeték nélküli hálózatok kapacitáskorlátozásaival kapcsolatos megértésünket", és "megmutatta az elképesztő eredményt, hogy a vezeték nélküli hálózat minden felhasználója hozzáférhet a spektrum feléhez anélkül, hogy más felhasználók zavarnák, függetlenül attól, hogy hány felhasználó osztja meg a spektrumot. "

Lásd még

Hivatkozások

  1. ^ a b c d e f Cherry, Steven (2004). "Edholm sávszélesség-törvénye". IEEE spektrum . 41 (7): 58–60. doi : 10.1109 / MSPEC.2004.1309810 .
  2. ^ a b Esmailzadeh, Riaz (2007). Szélessávú vezeték nélküli kommunikációs üzletág: Bevezetés az új technológiák költségeibe és előnyeibe . West Sussex: John Wiley & Sons, Ltd., 10. o  . ISBN   9780470013113 .
  3. ^ Webb, William (2007). Vezeték nélküli kommunikáció: a jövő . Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, Ltd. o. 67. ISBN   9780470033128 .
  4. ^ a b Deng, Wei; Mahmoudi, Reza; van Roermund, Arthur (2012). Idő multiplexelt nyalábformálás tér-frekvencia transzformációval . New York: Springer. o. 1. ISBN   9781461450450 .
  5. ^ a b c d Jindal, Renuka P. (2009). "Millibitektől a terabits / másodpercig és azon túl - Több mint 60 év innováció" . 2009. második nemzetközi műhely az elektronkészülékekről és a félvezető-technológiáról : 1–6. doi : 10.1109 / EDST.2009.5166093 . ISBN   978-1-4244-3831-0 .
  6. ^ "1960 - Fémoxid-félvezető (MOS) tranzisztor bemutatása" . A szilícium motor . Számítástörténeti Múzeum .
  7. ^ Lojek, Bo (2007). A félvezető-technika története . Springer Tudomány és üzleti média . pp.  321 -3. ISBN   9783540342588 .
  8. ^ "Ki találta ki a tranzisztort?" . Számítástörténeti Múzeum . 2013. december 4 . Letöltve: 2019. július 20 .
  9. ^ "A MOS tranzisztor diadala" . YouTube . Számítástörténeti Múzeum . 2010. augusztus 6 . Letöltve: 2019. július 21 .
  10. ^ Raymer, Michael G. (2009). A szilíciumháló: Fizika az internet korszakához . CRC Press . o. 365. ISBN   9781439803127 .
  11. ^ Omura, Jasuhisa; Mallik, Abhijit; Matsuo, Naoto (2017). MOS eszközök kisfeszültségű és alacsony energiafelhasználású alkalmazásokhoz . John Wiley és Sons . o. 53. ISBN   9781119107354 .
  12. ^ a b Baliga, B. Jayant (2005). Szilícium RF tápellátású MOSFETEK . World Scientific . ISBN   9789812561213 .
  13. ^ a b c Asif, Saad (2018). 5G mobil kommunikáció: koncepciók és technológiák . CRC Press . 128–134. ISBN   9780429881343 .
  14. ^ a b O'Neill, A. (2008). "Asad Abidi elismerten dolgozik az RF-CMOS-ban". Az IEEE Solid State State Circuits Society hírlevél . 13. (1): 57–58. doi : 10.1109 / N-SSC.2008.4785694 . ISSN   1098-4232 .
  15. ^ Colinge, Jean-Pierre; Greer, James C. (2016). Nanowire tranzisztorok: eszközök és anyagok fizikája egy dimenzióban . Cambridge University Press . o. 2. ISBN   9781107052406 .
  16. ^ a b "2015-ös nemzeti díjazottak" . Blavatnik-díj fiatal tudósoknak . 2015. június 30 . Letöltve: 2019. szeptember 22 .
  17. ^ Jafar, Syed A. (2010). Msgstr "Interferencia összehangolása - új nézet a kommunikációs hálózat jelméretein". A kommunikáció és az információelmélet alapjai és trendjei . 7. (1): 1–134. CiteSeerX   10.1.1.707.6314 . doi : 10.1561 / 0100000047 .

Bibliográfia