Закон Эдхолмса - Edholms law - Wikipedia

Закон Эдхольма, предложенный Филом Эдхольмом и названный в его честь, относится к наблюдению, что три категории телекоммуникации,^[1] а именно беспроводной (мобильный), кочевой (беспроводной без мобильности) и проводной сети (фиксировано), идут синхронно и постепенно сходятся.^[2] Закон Эдхольма также гласит, что скорость передачи данных для этих категорий телекоммуникаций рост происходит по аналогичным экспоненциальным кривым, причем более медленные темпы уступают более быстрым с предсказуемым запаздыванием по времени.^[3] Закон Эдхольма предсказывает, что пропускная способность а скорость передачи данных удваивается каждые 18 месяцев, что подтверждается с 1970-х годов.^[1][4] Тенденция очевидна в случаях Интернет,^[1] сотовый (мобильный), беспроводной LAN и беспроводные персональные сети.^[4]

Концепция

Закон Эдхольма был предложен Филом Эдхольмом из Nortel Networks. Он заметил, что телекоммуникации пропускная способность (включая доступ в Интернет пропускная способность) удваивалась каждые 18 месяцев, с конца 1970-х до начала 2000-х годов. Это похоже на Закон Мура, который предсказывает экспоненциальную скорость роста для транзистор считает. Он также обнаружил постепенное сближение проводных (например, Ethernet ), кочевой (например, модем и Вай фай ) и беспроводные сети (например. сотовые сети ). Название «закон Эдхольма» придумал его коллега Джон Х. Йоакум, который представил его на конференции 2004 г. Интернет-телефония пресс-конференция.^[1]

Более медленные каналы связи, такие как сотовые телефоны и радиомодемы предсказывались, что затмит возможности ранних Ethernet, в связи с разработкой стандартов, известных как UMTS и MIMO, что позволило увеличить пропускную способность за счет максимального использования антенны.^[1] Экстраполяция вперед указывает на сближение темпов использования кочевых и беспроводных технологий к 2030 году. Кроме того, беспроводные технологии могут положить конец проводной связи, если стоимость инфраструктуры последней останется высокой.^[2]

Основные факторы

В 2009 году Ренука П. Джиндал наблюдал за пропускной способностью интернет-трафика. сети связи поднимаясь из бит в секунду к терабит в секунду, удваиваясь каждые 18 месяцев, как и предсказывает закон Эдхольма. Джиндал определил следующие три основных фактора, которые способствовали экспоненциальному росту пропускной способности связи.^[5]

• МОП-транзистор (полевой транзистор металл-оксид-полупроводник) - МОП-транзистор (МОП-транзистор) был изобретен Мохамед Аталла и Давон Канг в Bell Labs в 1959 г.^[6][7][8] Это основной строительный блок телекоммуникационные сети,^[9][10] и питает всемирную Интернет с высокой скоростью и малой мощностью МОП интегральные схемы.^[11] Достижения в технологии MOSFET (технология MOS) стали наиболее важным фактором быстрого роста полосы пропускания в телекоммуникационных сетях. Непрерывный Масштабирование MOSFET, наряду с различными достижениями в технологии MOS, позволили как Закон Мура (количество транзисторов в Интегральная схема количество микросхем удваивается каждые два года) и закон Эдхольма (удвоение пропускной способности канала связи каждые 18 месяцев).^[5]
• Лазер световолновые системы - лазер продемонстрировал Чарльз Х. Таунс и Артур Леонард Шавлов в Bell Labs в 1960 году. Лазерная технология была позже использована в конструкции интегрированных электроника использование технологии MOS, что привело к разработке световолновых систем примерно в 1980 году. Это привело к экспоненциальному росту пропускной способности с начала 1980-х годов.^[5]
• Теория информации - Теория информации, сформулированная Клод Шеннон в Bell Labs в 1948 году, предоставила теоретическую основу для понимания компромиссов между соотношение сигнал шум, пропускная способность, и без ошибок коробка передач в присутствии шум, в телекоммуникации технологии. В начале 1980-х Ренука Джиндал из Bell Labs использовал теорию информации для изучения шумового поведения МОП-устройств, улучшения их шумовых характеристик и решения проблем, которые ограничивали чувствительность их приемников и скорость передачи данных. Это привело к значительному улучшению шумовых характеристик технологии MOS и способствовало широкому внедрению технологии MOS в световых волнах, а затем беспроводной терминальные приложения.^[5]

Полоса пропускания беспроводные сети росли более быстрыми темпами по сравнению с проводными сетями.^[1] Это связано с достижениями в беспроводной технологии MOSFET, которые позволили развивать и расширять цифровые беспроводные сети. Широкое распространение RF CMOS (радиочастота CMOS ), силовой MOSFET и LDMOS (MOS-транзисторы с боковым рассеиванием) привели к развитию и распространению цифровых беспроводных сетей к 1990-м годам, а дальнейшее развитие технологии MOSFET привело к быстрому росту пропускная способность с 2000-х гг.^[12][13][14] Большинство основных элементов беспроводных сетей построено на полевых МОП-транзисторах, включая мобильные трансиверы, базовая станция модули, маршрутизаторы, Усилители мощности RF,^[13] телекоммуникационные цепи,^[15] ВЧ схемы, и радиоприемопередатчики,^[14] в таких сетях, как 2G, 3G,^[12] и 4G.^[13]

В последние годы появился еще один стимулирующий фактор роста беспроводной сети связи был вмешательство выравнивание, которое было обнаружено Сайед Али Джафар на Калифорнийский университет в Ирвине.^[16] Он установил это в качестве общего принципа вместе с Вивеком Р. Кадамбе в 2008 году. Они представили «механизм для выравнивания произвольно большого количества источников помех, что привело к удивительному выводу, что беспроводные сети по существу не ограничиваются помехами ». Это привело к принятию выравнивания помех при проектировании беспроводных сетей.^[17] В соответствии с Нью-Йоркский университет старший научный сотрудник доктор Пол Хорн, это «произвело революцию в нашем понимании пределов пропускной способности беспроводных сетей» и «продемонстрировало поразительный результат: каждый пользователь в беспроводной сети может получить доступ к половине спектра без помех со стороны других пользователей, независимо от того, сколько пользователей делят спектр ".^[16]

Смотрите также

• История Интернета
• История телекоммуникаций
• доступ в Интернет
• Интернет-трафик
• Закон Мура
• Телекоммуникации

Рекомендации

1. Черри, Стивен (2004). «Закон Эдхольма полосы пропускания». IEEE Spectrum. 41 (7): 58–60. Дои:10.1109 / MSPEC.2004.1309810.
2. Эсмаилзаде, Риаз (2007). Бизнес широкополосной беспроводной связи: введение в стоимость и преимущества новых технологий. Западный Суссекс: John Wiley & Sons, Ltd., стр.10. ISBN  9780470013113.
3. Уэбб, Уильям (2007). Беспроводная связь: будущее. Хобокен, Нью-Джерси: John Wiley & Sons, Ltd. стр. 67. ISBN  9780470033128.
4. Дэн, Вэй; Махмуди, Реза; ван Рурмунд, Артур (2012). Формирование пучка с мультиплексированием по времени с пространственно-частотным преобразованием. Нью-Йорк: Спрингер. п. 1. ISBN  9781461450450.
5. Джиндал, Ренука П. (2009). «От миллибит до терабит в секунду и выше - более 60 лет инноваций». 2009 2-й Международный семинар по электронным устройствам и полупроводниковым технологиям: 1–6. Дои:10.1109 / EDST.2009.5166093. ISBN  978-1-4244-3831-0.
6. «1960 - Демонстрация металлооксидного полупроводникового (МОП) транзистора». Кремниевый двигатель. Музей истории компьютеров.
7. Лойек, Бо (2007). История полупроводниковой техники. Springer Science & Business Media. стр.321 –3. ISBN  9783540342588.
8. "Кто изобрел транзистор?". Музей истории компьютеров. 4 декабря 2013 г.. Получено 20 июля 2019.
9. «Триумф МОП-транзистора». YouTube. Музей истории компьютеров. 6 августа 2010 г.. Получено 21 июля 2019.
10. Реймер, Майкл Г. (2009). Кремниевая паутина: физика для эпохи Интернета. CRC Press. п. 365. ISBN  9781439803127.
11. Омура, Ясухиса; Маллик, Абхиджит; Мацуо, Наото (2017). МОП-устройства для низковольтных и низкоэнергетических приложений. Джон Уайли и сыновья. п. 53. ISBN  9781119107354.
12. Балига, Б. Джаянт (2005). Кремниевые высокочастотные силовые МОП-транзисторы. Всемирный научный. ISBN  9789812561213.
13. Асиф, Саад (2018). Мобильная связь 5G: концепции и технологии. CRC Press. С. 128–134. ISBN  9780429881343.
14. О'Нил, А. (2008). «Асад Абиди получил признание за работу в области RF-CMOS». Информационный бюллетень IEEE Solid-State Circuits Society. 13 (1): 57–58. Дои:10.1109 / N-SSC.2008.4785694. ISSN  1098-4232.
15. Колиндж, Жан-Пьер; Грир, Джеймс С. (2016). Нанопроволочные транзисторы: физика устройств и материалов в одном измерении. Издательство Кембриджского университета. п. 2. ISBN  9781107052406.
16. «Национальные лауреаты 2015 года». Премия Блаватника для молодых ученых. 30 июня 2015 г.. Получено 22 сентября 2019.
17. Джафар, Сайед А. (2010). «Выравнивание помех - новый взгляд на размеры сигнала в сети связи». Основы и тенденции в теории коммуникации и информации. 7 (1): 1–134. CiteSeerX  10.1.1.707.6314. Дои:10.1561/0100000047.

Библиография

• Черри, Стивен (2004). «Закон Эдхольма полосы пропускания». IEEE Spectrum. 41 (7): 58–60. Дои:10.1109 / MSPEC.2004.1309810.