Фото: IBM

На базе таких непрерывно меняющихся сетей, созданных с применением усовершенствованных антенн, малопотребляющих передатчиков и новых сетевых протоколов, можно было бы построить мобильную инфраструктуру сверхвысокой пропускной способности. Она могла бы забрать у сотовых сетей нагрузку по пересылке крупных файлов благодаря использованию кооперативного режима передачи и маршрутизации трафика через ячейки «телесных» узлов. «Телесные» узлы могли бы подключаться по мере необходимости к фиксированным точкам доступа, шлюзам или сотовым сетям.

Работа над такими «телесно-ориентированными» коммуникациями ведется в Институте электроники, коммуникаций и информационных технологий Королевского университета Белфаста. Недавно авторы исследования получили грант на сумму около полумиллиона фунтов стерлингов от Королевской академии инженерных наук и Совета по инженерным и физическим исследованиям Великобритании.

Эти деньги выделены на финансирование пятилетнего исследования, посвященного возможности технической реализации межтелесных беспроводных коммуникаций, в том числе изучению влияния тела человека и его движения на распространение радиосигнала, пояснил Саймон Коттон, научный сотрудник института.

Концепция телесных сетей родилась в рамках исследований в области медицинских датчиков, размещаемых на теле пациента или вживляемых внутрь, и датчиков военного назначения, которые носят с собой или на себе солдаты. Такие датчики могут контролировать самые разные показатели, накапливать данные и время от времени передавать информацию на стационарную систему.

Как сообщил Коттон, в институте также работают над созданием нательной сети беспроводных датчиков, способной передавать данные наружу через сетевую инфраструктуру ячеистой топологии: «Наша основная идея состоит в том, чтобы вместо трансляции на базовую станцию, находящуюся на удалении одного-двух километров, в густонаселенных территориях можно было бы передавать информацию через ближайшего к вам человека с помощью системы кооперативных коммуникаций, в которой данные переходят от пользователя к пользователю до тех пор, пока не достигнут получателя либо не будут переданы в сотовую сеть».

Подобно беспроводным сенсорным сетям, регулируемым стандартом 802.15.4, телесные сети могли бы работать на передатчиках очень слабой мощности и передавать сигнал на расстояние от 10 до 100 метров.

В Университете Карнеги-Меллона в настоящее время тоже изучается возможность организации сетей из тысяч беспроводных датчиков, взаимодействующих друг с другом в кооперативном режиме.

По утверждению Коттона, еще одним преимуществом подобной сети было бы освобождение рабочего частотного диапазона уже на небольшом расстоянии от передатчика.

Надежные межтелесные сети могли бы по меньшей мере частично отменить необходимость в базовых станциях в густонаселенных территориях, полагает Коттон. По его прогнозу, подобные сети можно было бы использовать даже для передачи видео высокой четкости: «Программное обеспечение на пользовательском устройстве могло бы делить передачу файла на несколько малых потоков и транслировать их через нескольких находящихся поблизости людей, которые в свою очередь переадресовывали бы данные другим людям, выполняющим роль узлов сети, и т. д. После попадания к адресату переданный файл восстанавливался бы из частей».

Для реализации такой возможности понадобится стек сетевого ПО, рассчитанного на сеть с динамически изменяющейся конфигурацией. Такие «устойчивые к дестабилизации сети» — предмет отдельных исследований. Важнейшую роль в беспроводной телесной сети играет конструкция антенны. Как поясняется на сайте института, идеальная антенна для такой сети должна быть «компактной или облегающей форму тела, с минимальными потерями мощности из-за тканей тела и не подверженной помехам при движении пользователя».

В институте разрабатываются конструкции таких антенн, рассчитанных на работу в диапазоне от 400 МГц до 2,4 ГГц, которые обеспечивают связь между датчиками на теле и обладают свойством всенаправленности, необходимым для вещания на внешние приемники.

Известно, что на радиосигнал может влиять само тело, в чем любой может убедиться, дотронувшись до антенны приемника AM/FM, а также движения (включая дыхание) и отраженные сигналы. Все эти помехи необходимо будет компенсировать в межтелесных сетях, непрерывно меняющихся, в то время как их живые «узлы» перемещаются по улицам и внутри зданий.

Как указал Коттон, благодаря полученному гранту команда Королевского университета сможет изучить в качестве кандидатов на применение в межтелесных сетях целый ряд технологий, от микроволновых (2,4 ГГц), которые широко используются в промышленных, научных и медицинских нуждах, до систем широкополосной передачи на миллиметровых волнах (60 ГГц). Одна из конструкций антенн, которые планируется рассмотреть, это антенны многоканального ввода/вывода (Multiple Input, Multiple Output, MIMO), используемые в беспроводных локальных сетях стандарта 802.11n.