Мощность несущей достаточна, чтобы принимать ее безо всяких фокусов обычными радиосхемами, а длина волны (метры или дециметры) позволяет проникать глубоко сквозь стены.
Полезная же информация передается другим сигналом — xGFlash, о котором известно лишь, что он занимает в эфире много места и невероятно слаб — в десятки раз слабее атмосферного шума. Это позволяет излучать xGFlash на уже занятых частотах, где радиослушатели его не заметят. Кроме того, его не нужно регистрировать в контролирующих органах, поскольку фены и кофемолки излучают сильнее. Усилением сигнала и выделением из него данных занимается Wavelet Pass Filter — ключевой элемент приемника xMax. Вот, собственно, и все, что можно наскрести из обычных источников о принципах действия чудо-технологии.
Что можно сказать о ней? Передача служебных и полезных данных очень разными способами выглядит оригинально. xGFlash-сигнал напоминает современную широкополосную связь, но там сигналы синхронизации и автоподстройки смешаны с основными. Создатели xMax утверждают, что их приемник будет проще и дешевле конкурентов, а синхронизация с передатчиком — «экстремально прецизионной». Надо сказать, что слабыми сигналами действительно можно обеспечить высокие скорости — именно это делают сверхширокополосные (UWB) устройства. В США их мощность ограничена уровнем —41 дБм/МГц, что почти сливается с атмосферным шумом. Однако из-за такой мизерной мощности UWB-устройства очень «близоруки» — на них возлагаются надежды по связи бытовых приборов внутри квартиры и компьютерной периферии, но никак не на километровые городские сети. Создатели же xMax заявляют, что, во-первых xGFlash-сигнал слабее UWB-сигнала в тысячу раз, а во-вторых — может приниматься гораздо дальше.
Один из профессиональных связистов, которому я показывал заявления xG Technologу и описания xMax, после некоторых размышлений предположил: «Похоже на туманное описание простой синхронизации демодулятора в приемнике с модулятором в передатчике. Это действительно улучшает прием слабых сигналов, но не больше, чем на 3—5 дБ. Ни о каких „в тысячи раз ниже уровня шума“ не может быть и речи». Здесь я уже во второй раз собрался закончить статью, как мой знакомый посетовал: «Жаль, что нельзя взглянуть на их патенты…», после чего с закруглением опять пришлось повременить. А ведь действительно, если американская компания говорит о «запатентованной технологии xMax», то где же патенты?!
На сайте xG Technology о них сказано удивительно бегло: «…получен ряд патентов…», и все. Это удивительно потому, что для стартапов в порядке вещей козырять патентами, часто преувеличивая их число. Но ничего этого нет, и любопытствующим приходиться самим идти на сайт американского патентного архива. Разумеется, я тоже туда отправился и поискал по имени Bobier и названию компании. Уж разбираться, так до конца.
В архиве patft.uspto.gov нашлись три патента. Один заурядный — на имя Бобье зарегистрирован новый способ экранирования стоек с радиоаппаратурой. Второй — главного инженера компании Надим Хана, предложившего скоростной модулятор новой конструкции. И третий, самый главный, где Бобье и Хан описывают необычный способ применения амплитудной модуляции. В американском патенте № 6.901.246, выданном 31 мая 2005 года на «Suppressed cycle based carrier modulation using amplitude modulation», предлагается следующее.
Берем передатчик, излучающий одну синусоидальную несущую волну, ширина которой (иначе говоря — сколько герц она занимает в эфире) должна быть как можно меньше. В идеальном случае — бесконечной малой, как толщина прямой линии в геометрии. Благодаря такой предельной фокусировке даже слабый передатчик выдаст в эфир сигнал с высокой спектральной мощностью. Настолько высокой, что она несомненно будет мешать обычным пользователям и потому потребует свободной полосы в эфире (очень узкой).
Затем берем приемник, который принимает эту мощную и предельно узкую (а потому никому не мешающую) волну. Как передавать данные приемнику? Очень просто — амплитудой каждого цикла волны. Представьте обычную синусоиду, имеющую, грубо говоря, «горбы» одинаковой высоты (да простят мне специалисты эти детские термины). Так вот, Бобье предлагает логическую единицу передавать «горбом» максимальной высоты, а ноль — немного меньшей. Причем передавать один бит данных должен каждый цикл несущей. Соответственно, приемник, вылавливая из эфира одну волну (!) с частотой 100 МГц, превращает ее в поток скоростью 100 Мбит\с. Видимо, этим и занимается Wavelet Pass Filter.
Здесь читатели, кое-что понимающие в природе волн, наверняка воскликнут: «А как же боковые полосы?!» Да, с ними интересно… Сначала поясним тем, кто не понимает (ну, скажем так, школьникам ), о чем идет речь.
Проведите на своем компьютере простой эксперимент — возьмите любой звуковой редактор и сделайте в нем синусоиду с частотой, например 10 тысяч герц. Взгляните на нее в спектроанализаторе (хотя бы WinAmp’а) — вы увидите плато, посреди которого высится один 10-килогерцовый пик. Все правильно — это простая волна с единственной частотой. Теперь наполовину уменьшите у синусоиды высоту каждого второго цикла («горба»). Если все сделано правильно, то в спектроанализаторе вы увидите странную картину: по бокам от прежнего пика появились меньшие. Откуда эти сигналы? Вы же не добавляли новых волн. И не меняли частоту первоначальной синусоиды. Изменилась только громкость ее отдельных циклов. Вот эти сигналы и есть боковые «полосы». Самые мощные из них отстоят от основного сигнала на половинной и двойной частоте, поскольку вы меняли громкость каждого второго цикла.
Оказывается, когда единичная синусоида каким-то образом подвергается воздействию (например, меняется ее амплитуда), она перестает быть единичной. Появляется спектрально более сложный сигнал, содержащий несколько частот. Чем сложнее воздействие на синусоиду (правильнее сказать — на несущую волну), тем больше появляется дополнительных частот (боковых полос). А чем воздействие сильнее — тем сигналы на боковых полосах мощнее. Если вы попробуете отрезать новые частоты эквалайзером, то увидите, как это обрезание будет нейтрализовывать внесенные вами изменения. То есть синусоида будет возвращаться к первоначальной форме, когда все ее циклы были одинаковыми. Понять этот момент крайне важно — без боковых полос существует лишь идеальная волна с постоянной амплитудой, которая не несет в себе информации. Если мы воздействуем на волну, чтобы передать ей данные, это неизбежно создает сигналы на других частотах. Если мы полностью заглушим эти сигналы — несущая волна потеряет всю информацию.
Как было сказано выше, в своем патенте Бобье предлагает менять амплитуду каждого (!) цикла несущей, что автоматически создаст в эфире паразитные сигналы на соседних частотах. Более того, поскольку при реальной передаче будут подавляться случайные циклы в случайной последовательности (ведь нули и единицы данных будут идти как попало), то, например, нижняя боковая полоса такого сигнала займет все частоты в эфире, от нуля и до самой несущей. Возникнет тот самый широкополосный сигнал со случайными всплесками, который маркетологи компании уже успели назвать именем xGFlash и зарегистрировать как торговую марку. Тут теорема Шеннона действительно не нарушается — первоначальная узкая волна с частотой 100 МГц, после модуляции каждого цикла обретает ширину в те же 100 МГц! И вот такой она передается через радиоэфир.
Однако в метровом диапазоне нет свободных ста мегагерц. Что делать?
В патенте предлагается следующее. Мощность сигналов в боковых полосах зависит от степени модуляции.