Εικονικός τοίχος βελτιώνει το ασύρματο σήμα Wi-Fi και την ασφάλεια.
Μια ομάδα ερευνητών από το Dartmouth College μπορεί τελικά να λύσει το πρόβλημα του τρόπου με τον οποίο μπορεί να βελτιωθεί με ακρίβεια η ισχύς του ασύρματου σήματος Wi-Fi για εσωτερικούς χώρους με πολλαπλά δωμάτια. Η ίδια τεχνολογία πέρα από την ενίσχυση του σήματος wi-fi, μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την ενίσχυση της ασύρματης ασφάλειας.
Η έρευνα, που θα παρουσιαστεί σήμερα (την Τετάρτη 8 Νοεμβρίου), στο BuildSys 2017 της ACM στο Ντελφτ της Ολλανδίας, βασίζεται στην εκτύπωση 3-D για την παραγωγή ενός φτηνού, προσαρμοσμένου ανακλαστήρα που κατευθύνει τα ασύρματα σήματα στις περιοχές όπου οι χρήστες τις χρειάζονται περισσότερο.
“Μέσα από αυτή τη μοναδική λύση, αντιμετωπίζουμε μια σειρά προκλήσεων που πλήττουν τους χρήστες ασύρματων δικτύων”, δήλωσε ο Xia Zhou, επίκουρος καθηγητής πληροφορικής στο Dartmouth. “Όχι μόνο ενισχύουμε τα ασύρματα σήματα, αλλά καταστούμε αυτά σήματα πιο ασφαλή”.
Η προσαρμογή της κάλυψης ασύρματων δικτύων μέσα στα κτίρια είναι κρίσιμη για τους χρήστες που επιδιώκουν να βελτιώσουν τη λήψη σήματος στις επιθυμητές περιοχέ. Με τη διαμόρφωση των σημάτων, οι χρήστες μπορούν να αυξήσουν την ασύρματη αποδοτικότητα μειώνοντας την επίδραση των δομικών υλικών και των εσωτερικών διατάξεων που επιφέρει μείωση του σήματος Wi-Fi .
Ένα τέτοιο σύστημα μπορεί επίσης να δυσχεραίνει το έργο των επιτιθέμενων χάκερς, προσθέτοντας επιπλέον μέτρα ασφαλείας, όπως κρυπτογράφηση μέσω φυσικών περιορισμών ασύρματων σημάτων σε περιορισμένους χώρους. Αυτό οδηγεί επίσης σε μειωμένη παρεμβολή από διάφορα αντικείμενα.
Η επίτευξη του στόχου της βελτιωμένης ασύρματης απόδοσης είναι ιδιαίτερα δύσκολη σε εσωτερικούς χώρους λόγω των περίπλοκων αλληλεπιδράσεων των ραδιοσημάτων με το περιβάλλον. Οι υφιστάμενες προσεγγίσεις για τη βελτιστοποίηση των ασύρματων σημάτων βασίζονται σε κατευθυντικές κεραίες για τη συγκέντρωση σημάτων, αλλά αυτός ο εξοπλισμός είναι δύσκολο να ρυθμιστεί ή να αντιμετωπιστεί, λόγω του υψηλού κόστους.
Μέσα από αυτά τα πειράματα που παρουσιάστηκαν στην ερευνητική εργασία, η επιστημονική ομάδα κατάφερε να βελτιώσει τις προηγούμενες μελέτες που έβαλαν ένα αλουμινένιο μαλακό υλικό αντικείμενο πίσω από ένα σημείο πρόσβασης Wi-Fi για να ενισχύσουν το σήμα σε μια κατεύθυνση. Η τρέχουσα έρευνα γενικεύει αυτή την ιδέα παρουσιάζοντας μια συστηματική προσέγγιση για τη βελτιστοποίηση των σχημάτων του ανακλαστήρα για να επιτρέψει μια πιο ανεπτυγμένη ομάδα διανομών σήματος.
Αφού αξιολόγησε τις εσωτερικές διατάξεις και τις περιοχές στόχου για να ενισχύσει ή να αποδυναμώσει την ισχύ του σήματος, η ερευνητική ομάδα του Dartmouth έβαλε έναν “υπολογιστικά βελτιστοποιημένο” ανακλαστήρα σήματος γύρω από έναν ασύρματο δρομολογητή. Ο ανακλαστήρας, που αποτελείται από ένα μεταλλικό λεπτό στρώμα, ανακατευθύνει τα ασύρματα σήματα στις επιθυμητές περιοχές κάλυψης.
Μετά την εξέταση της προσέγγισης σε δύο διαφορετικούς εσωτερικούς χώρους για την ένταση και την ταχύτητα του σήματος, οι ερευνητές ανέφεραν ότι οι βελτιστοποιημένοι ανακλαστήρες 3-D παρέχουν πολλά πλεονεκτήματα, όπως: ισχυρή φυσική ασφάλεια, χαμηλό κόστος και ευκολία χρήσης για μη εξειδικευμένους χρήστες.
Οι ερευνητές εξέτασαν τον ανακλαστήρα με μια ποικιλία σημείων πρόσβασης Wi-Fi, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που χρησιμοποιούν το τελευταίο πρωτόκολλο Wi-Fi 802.11ac.
“Με μια απλή επένδυση ύψους περίπου 35 δολαρίων και με ορισμένες εξειδικευμένες απαιτήσεις κάλυψης, ένας ασύρματος ανακλαστήρας μπορεί να κατασκευαστεί ειδικά για να αντικαταστήσει τις επαγγελματικές κεραίες που κοστίζουν χιλιάδες δολάρια”, δήλωσε ο Zhou.
Για τη δημιουργία της συγκεκριμένης τεχνολογίας, η έρευνα σχεδίασε έναν αλγόριθμο που βελτιστοποιεί το σχήμα 3-D ενός ανακλαστήρα για να στοχεύει την ασύρματη κάλυψη. Η ομάδα ανέπτυξε επίσης μια προσέγγιση για την προσομοίωση του τρόπου διάδοσης των σημάτων και της αλληλεπίδρασης με αντικείμενα στο περιβάλλον τους.
Με πληροφορίες για συγκεκριμένο εσωτερικό χώρο, θέσεις ασύρματων σημείων πρόσβασης και επιθυμητή περιοχή προορισμού, το σύστημα υπολογίζει ένα βελτιστοποιημένο σχήμα ανακλαστήρα σε μόλις 23 λεπτά. Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι οι ανακλαστήρες μπορούν να μειώσουν τη δύναμή τους έως και 10 dB όπου το σήμα δεν είναι επιθυμητό και να αυξήσουν την ισχύ τους κατά 6 dB όπου είναι επιθυμητό. Ο ανακλαστήρας είναι επίσης σχετικά εύκολος να τοποθετηθεί.
Επειδή η τρέχουσα σχεδίαση περιορίζεται από το στατικό της σχήμα, η ερευνητική ομάδα θα μελετήσει τώρα τους ανακλαστήρες που είναι κατασκευασμένοι από διαφορετικά υλικά έτσι ώστε η συσκευή να μπορεί να προσαρμόζει αυτόματα το σχήμα της όταν αλλάζει η εσωτερική διάταξη. Η ομάδα θα εξετάσει επίσης ζώνες υψηλότερων συχνοτήτων όπως millimeter waves και το ορατό φως
