De principes van draadloze datatransmissie
Alles wat je doet via een draadloze verbinding, van het checken van je mail, het luisteren naar streaming muziek of het voeren van een telefoongesprek, ze hebben met elkaar gemeen dat ze alle in essentie een vorm behelzen van draadloze uitwisseling van informatie, door de atmosfeer waarin we leven. Dit is mogelijk door het fenomeen van pulserende energie, ook wel golven genoemd: een beweging, die ontstaat na een verstoring van een veld. Denk aan het gooien van een steen in een vijver waar, nadat de steen het wateroppervlak raakt, onmiddellijk golven ontstaan die vanaf de plek van impact in alle richtingen zullen bewegen.
Bij de draadloze uitwisseling van informatie is een specifiek soort golven van toepassing; elektromagnetische golven. Om een dergelijke golf te kunnen begrijpen zijn twee zaken van belang. Ten eerste de grootte of sterkte van de golf, die wordt bepaald door de grootste afwijking ten opzichte van het neutrale middelpunt, ook wel aangeduid als amplitude (A). Deze afwijking geldt bij een golf vanaf het midden zowel naar boven (positief) als naar beneden (negatief). De tweede factor die van belang is, is de frequentie. De frequentie is niets anders dan het aantal volledige bewegingen die een golf maakt, gekoppeld aan een bepaalde tijdseenheid. Hier geldt dus dat hoe meer trillingen, hoe hoger de frequentie.
Alle draadloze communicatie begint met een signaal met een vaste frequentie (lees: vast aantal trillingen per seconde) en een vaste amplitude (lees: de sterkte van het signaal). Data kan in de basis verstuurd worden door juist die frequentie of de amplitude in tijd te laten variëren. We spreken dan over Amplitude Modulation (AM) en Frequency Modulation (FM) die we allemaal kennen van de radiogolven waar we op afstemmen als we wat muziek uit de ether willen horen.
De evolutie van wifi
OFDM & QAM
Bij de huidige wifi-standaard 802.11ac worden beide vormen van modulatie toegepast. Deze zijn van essentieel belang om zoveel mogelijk data via een frequentie te versturen: orthogonal frequency division modulation (OFDM) en quadrature amplitude modulation (QAM). Ofdm, dat ook al beschikbaar was bij 802.11n, zorgt ervoor dat een signaal minder storingsgevoelig, is door binnen een frequentiegebied verschillende draaggolven met een zeer nauwkeurig bereik te formuleren, die vervolgens weer gebundeld kunnen worden.
De modulatietechniek qam op haar beurt is in wezen een combinatie van een vorm van amplitude- en fase-modulatie. Hierbij worden losse bits in groepjes verstuurd op de draaggolf. Elk bitgroepje neemt minder ruimte in dan de afzonderlijke bits zouden doen, en heeft ter identificatie een unieke combinatie van amplitude en fase op een bepaalde frequentie, op basis waarvan de data kan worden terugvertaald tot individuele bits. Zodoende kunnen per saldo meer bits over dezelfde bandbreedte worden vervoerd, al vereist dit (overigens net als ofdm) meer nauwkeurigheid en dus meer rekenkracht.
De informatie die met deze vormen van modulatie op de draaggolf geplaatst wordt, wordt zoals we eerder hebben gezien omgezet naar reeksen van bits. De ontvanger aan de andere kant vertaalt deze reeksen met behulp van het TCP/IP protocol terug tot de informatie die jij als gebruiker uiteindelijk op een scherm ziet, bijvoorbeeld een e-mail van een oude vriend of een video review op Hardware.Info.
