Lei de Edholm - Edholm's law

A lei de Edholm , proposto por e nomeado após Phil Edholm, refere-se à observação de que as três categorias de telecomunicações , nomeadamente sem fio (móveis), nômades (sem fio sem mobilidade) e com fio redes (fixas), estão em sintonia e convergindo gradualmente. A lei de Edholm também sustenta que as taxas de dados para essas categorias de telecomunicações aumentam em curvas exponenciais semelhantes, com as taxas mais lentas atrás das mais rápidas por um intervalo de tempo previsível. A lei de Edholm prevê que a largura de banda e as taxas de dados dobrem a cada 18 meses, o que se provou verdadeiro desde os anos 1970. A tendência é evidente nos casos de redes de Internet , celular (móvel), LAN sem fio e redes de área pessoal sem fio .

Conceito

A lei de Edholm foi proposta por Phil Edholm da Nortel Networks . Ele observou que a largura de banda das telecomunicações (incluindo a largura de banda de acesso à Internet ) dobrava a cada 18 meses, desde o final dos anos 1970 até o início dos anos 2000. Isso é semelhante à lei de Moore , que prevê uma taxa exponencial de crescimento para contagens de transistores . Ele também descobriu que havia uma convergência gradual entre redes com fio (por exemplo, Ethernet ), nômades (por exemplo, modem e Wi-Fi ) e redes sem fio (por exemplo, redes de celular ). O nome "lei de Edholm" foi cunhado por seu colega, John H. Yoakum, que o apresentou em uma conferência de imprensa em telefonia pela Internet em 2004 .

Previa-se que canais de comunicação mais lentos, como telefones celulares e modems de rádio, eclipsariam a capacidade da Ethernet inicial , devido aos desenvolvimentos nos padrões conhecidos como UMTS e MIMO , que aumentaram a largura de banda maximizando o uso da antena. Extrapolar para frente indica uma convergência entre as taxas das tecnologias nômades e sem fio por volta de 2030. Além disso, a tecnologia sem fio pode encerrar a comunicação com fio se o custo da infraestrutura desta última permanecer alto.

Fatores subjacentes

Em 2009, Renuka P. Jindal observou a largura de banda das redes de comunicação online aumentando de bits por segundo para terabits por segundo , dobrando a cada 18 meses, conforme previsto pela lei de Edholm. A Jindal identificou os três principais fatores subjacentes a seguir que permitiram o crescimento exponencial da largura de banda de comunicação.

MOSFET (transistor de efeito de campo semicondutor de óxido metálico) - O MOSFET (transistor MOS) foi inventado por Mohamed Atalla e Dawon Kahng no Bell Labs em 1959. É o bloco básico de construção de redes de telecomunicações e alimenta a Internet mundial com alta circuitos integrados MOS de alta velocidade e baixa potência . Os avanços na tecnologia MOSFET (tecnologia MOS) têm sido o fator contribuinte mais importante para o rápido aumento da largura de banda nas redes de telecomunicações. O escalonamento contínuo do MOSFET , junto com vários avanços na tecnologia MOS, permitiu a lei de Moore ( contagens de transistores em chips de circuito integrado dobrando a cada dois anos) e a lei de Edholm (largura de banda de comunicação dobrando a cada 18 meses).
Sistemas de ondas de luz a laser - O laser foi demonstrado por Charles H. Townes e Arthur Leonard Schawlow na Bell Labs em 1960. A tecnologia a laser foi posteriormente adotada no projeto de eletrônicos integrados usando a tecnologia MOS, levando ao desenvolvimento de sistemas de ondas de luz por volta de 1980. Isso foi levou a um crescimento exponencial da largura de banda desde o início dos anos 1980.
Teoria da informação - a teoria da informação, conforme enunciada por Claude Shannon no Bell Labs em 1948, forneceu uma base teórica para entender as compensações entre a relação sinal-ruído , largura de banda e transmissão livre de erros na presença de ruído , nas telecomunicações tecnologia. No início dos anos 1980, Renuka Jindal, da Bell Labs, usou a teoria da informação para estudar o comportamento do ruído de dispositivos MOS, melhorando seu desempenho de ruído e resolvendo problemas que limitavam a sensibilidade do receptor e as taxas de dados. Isso levou a uma melhoria significativa no desempenho de ruído da tecnologia MOS e contribuiu para a ampla adoção da tecnologia MOS em aplicações de ondas leves e depois em terminais sem fio .

As larguras de banda das redes sem fio têm aumentado em um ritmo mais rápido em comparação com as redes com fio. Isso se deve aos avanços na tecnologia sem fio MOSFET, permitindo o desenvolvimento e o crescimento de redes digitais sem fio. A ampla adoção de RF CMOS ( frequência de rádio CMOS ), potência MOSFET e LDMOS (lateral difundido MOS) dispositivos levaram ao desenvolvimento e proliferação das redes sem fio digitais na década de 1990, com mais avanços na tecnologia MOSFET levando a crescente largura de banda desde a década de 2000 . A maioria dos elementos essenciais das redes sem fio são construídos a partir de MOSFETs, incluindo os transceptores móveis , módulos de estação base , roteadores , amplificadores de potência de RF , circuitos de telecomunicações , circuitos de RF e transceptores de rádio , em redes como 2G , 3G e 4G .

Nos últimos anos, outro fator que possibilitou o crescimento das redes de comunicação sem fio foi o alinhamento por interferência , descoberto por Syed Ali Jafar na Universidade da Califórnia, Irvine . Ele o estabeleceu como um princípio geral, junto com Viveck R. Cadambe, em 2008. Eles introduziram "um mecanismo para alinhar um número arbitrariamente grande de interferentes, levando à surpreendente conclusão de que as redes sem fio não são essencialmente limitadas por interferência". Isso levou à adoção do alinhamento de interferência no projeto de redes sem fio. De acordo com o pesquisador sênior da Universidade de Nova York, Dr. Paul Horn, isso "revolucionou nossa compreensão dos limites de capacidade das redes sem fio" e "demonstrou o resultado surpreendente de que cada usuário em uma rede sem fio pode acessar metade do espectro sem interferência de outros usuários, independentemente de quantos usuários estão compartilhando o espectro. "

Veja também

Referências

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Bibliografia

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