Stel je eens voor dat elk mobiel apparaat zijn eigen dikke internetverbinding had — maar dan zonder de CAT5 kabel. Dat is hoe Steve Perlman — uitvinder, ondernemer, en directeur/oprichter van OnLive, het games-on-demand systeem — de distributed-input-distributed-output (DIDO) techniek verklaart; een experimenteel draadloos communicatie systeem waarmee celstructuren overbodig gaan worden.
Als een huidige zendmast op een kanaal uitzendt met een capaciteit van 100 megabit per seconde aan bandbreedte, en 100 gebruikers maken verbinding met die zendmast en de bandbreedte wordt gelijkmatig verdeeld, dan is van elk van die personen de gemiddelde bandbreedte ongeveer 1 megabit per seconde. Verbinden 1000 mensen met de mast, dan krijgt eenieder 100k bits per second. Maar als je de DIDO techniek gebruikt, krijgt iedereen binnen het bereik de volledige bandbreedte van het kanaal ter beschikking.
“Ik weet dat dat onmogelijk lijkt,” zegt Perlman, “maar inderdaad als je een kanaal met 100 megabit per seconde bandbreedte hebt, en 100 mensen verbinden, dan krijgt iedereen 100 megabit per seconde. En dat is verbazingwekkend; je hebt dus geen last van anderen.”
De interviewer sprak met Perlman tijdens de after-conference reception at NExTWORK waar hij begon met het onder de aandacht brengen van zijn vinding. Er werden cocktails genuttigd — en zo waren en nog wel wat redenen om sceptisch te zijn over het geheel, omdat het volledig indruist tegen de natuurwetten. Maar nadat de interviewer een paar dagen later enige tijd met Perlman doorgebracht had, keek hij toch anders tegen de zaak aan.
Met zijn amateur machtiging in de hand, vond Perlman en zijn team met een van zijn andere bedrijven, Rearden Companies, een compleet nieuwe radio techniek uit waarvan hij claimt dat deze eenvoudiger en goedkoper is dan wat er tegenwoordig in een modern mobieltje zit. De mogelijkheden met DIDO klinken bijna te mooi om waar te zijn:
- De “onbeperkte bandbreedte” zorgt ervoor dat er geen witte vlekken of wegvallende gesprekken meer zijn, zelfs niet in de jungle van New York City.
- De signalen gaan door objecten die normaal gesproken telefoonfrequenties tegenhouden, op dezelfde frequentie en met hetzelfde zendvermogen.
- Er zijn geen hoge masten meer nodig — slechts bescheiden basisstations ter grootte van een internet router.
- Die access points hebben een bereik van 1,5 km, terwijl met een buitenantenne 50 km of meer in elke richting gehaald kan worden — voorbij de kromming van de aarde, zo schept Perlman op. Theoretisch zou dat op kunnen lopen naar 400 km zodra Rearden’s technici de tijd hebben om de techniek over grotere afstanden te testen.
Natuurlijk is dit niet in een dag uitgevonden — aan DIDO wordt al 10 jaar gesleuteld. Iedereen wint bij dit scenario — behalve misschien de huidige aanbieders van mobiel internet, die maar blijven hameren op de "schaarste" aan bandbreedte, en allerlei dure nieuwe abonnementen voor mobiel internet verzinnen en de uitrol van 4G netwerken vertragen, omdat ze voor hun inkomsten afhankelijk zijn van het dataverkeer ter compensatie van de instortende spraakmarkt.
En dan is er nog dat vervelende wetenschappelijke hobbeltje.
In 1948 formuleerde de wiskundige Claude Shannon een wet die de capaciteit van een communicatiekanaal beschrijft. De Wet van Shannon, zoals die bekend geworden is, stelt dat de maximale snelheid waarmee foutloze data-overdracht mogelijk is, een functie is van de bandbreedte en de signaal/ruisverhouding. Tot nu toe is er geen communicatie systeem bekend dat sneller is dan de theoretische limiet zoals die door Shannon beschreven is — tot nu, verzekert Perlman. Hij beweert dat de technici van Rearden momenteel DIDO verbindingen draaien met 10 maal de theoretische limiet, er zeker van zijn dat ze 100 maal de limiet kunnen halen, en optimistisch beweren dat 1000 maal of meer mogelijk moet zijn. En dat is zeker snel genoeg om OnLive te kunnen draaien, een video spel, en binnenkort ook computing, een streaming service dat binnen de cloud werkt.
“Iedereen die we benaderden — zoals professoren en wetenschappelijke studenten — hadden zoiets van, ‘Je ben gek, dat gaat nooit werken, iedereen weet dat draadloze verbindingen niet op die manier functioneren.’” zegt Perlman. “Er was zelfs iemand waar ik tegen gezegd heb, ‘Kijk, iedereen vertelt me dat dit onmogelijk kan werken. Ik wil alleen graag weten waarom.’”
Moe van het zonder motivatie afwijzen van zijn vinding, huurde Perlman de onderzoeker in om aan te tonen dat DIDO niet werkt. Dat kon hij niet. In feite ontdekte hij dat Perlman met zijn team van Rearden niet alleen iets gemaakt had waar nog niemand eerder aan gedacht had, maar dat het nog behoorlijk goed werkte ook. “Dat was echt de eerste keer dat ik bevestiging kreeg dat we niet volslagen krankzinnig waren,” lachte Perlman.
Sommigen twijfelen er nog steeds aan dat het theorema van Shannon overtroffen kan worden, gegeven het feit dat het wiskundig bewezen is. “Ik ben van mening dat er geen kans is dat er een fout in zit, in aanmerking nemende dat het een zo uitgebreid bestudeerd theorema is,” zegt Kyle Cranmer, assistent natuurkunde professor van de Universiteit van New York. “Echter, als de aannames waarop het theorema gebaseerd is niet juist zijn, is het theorema niet van toepassing, en niet fout.”
Voor anderen is het overtreffen van de wet van Shannon oud nieuws.
“Veelvouden van Shannon's limiet zijn al gehaald met de multiple-input-multiple-output (MIMO) techniek … dat ook gebruikt wordt in de nieuwste WiFi (IEEE 802.11n) en 4G cellulaire draadloze systemen,” zegt Shivendra Panwar, professor elektrotechniek aan het Politechnisch instituut van de Universiteit van New York. “Natuurlijk is verdere innovatie op dit gebied altijd mogelijk. De snelheidswinsten die in de praktijk over het algemeen bediscussieerd worden liggen meestal in de ordegrootte van twee, vier of acht, niet 10 of 100.”
Perlman hoopt dat DIDO, waar hij inmiddels een patent op genomen heeft, binnen een paar jaar beschikbaar zal zijn op de markt. Op de lange termijn voorziet hij dat DIDO draadloze dataverbindingen helemaal overbodig maakt, waarmee een complete overgang naar cloud computing gerealiseerd wordt.
“Ik ben er zekerder van dat DIDO een revolutie teweeg gaat brengen in de communicatiewereld dan dat ik ooit geweest ben van alles wat ik ooit in mijn carriere ontworpen heb,” zegt Perlman. “Dat wil nog niet zeggen dat ik gelijk krijg, maar ik was er bijvoorbeeld veel minder zeker van dat OnLive of MOVA een succes zou worden, en moet je nu eens zien.”
Naschrift van de redactie: Ik heb dit soort verhalen vaker gehoord. Een paar jaar geleden was ik bezig met WiFi overdracht over grote afstanden. Een leverancier beweerde die systemen wereldwijd te leveren; standaard bedroeg de werkbare afstand 50km en line-of-sight 80km. Hij leverde ze in Arabische landen waar zo WiFi door de woestijn getransporteerd werd. Ik deed een test vanuit een villa aan de Loosdrechtse Plassen, waarbij we een antenne aan de villa monteerden en met een mobiele (professionele) videocamera in een bootje de plassen opvoeren. Het idee was om rechtreeks video via IP (en dus via WiFi) naar de villa te zenden. Een kilometer varen op de Loosdrechtse Plassen was een eilandje. Toen het bootje er omheen voer, was de verbinding weg. Als ik in de praktijk een paar kilometer haalde, was ik een spekkoper.
Waar dit verhaal ook sterk aan doet denken is aan het boek "de Broncode", dat beschrijft hoe de Nederlander Jan Sloot een revolutionair protocol bedacht had waarmee video idioot gecomprimeerd kon worden zodat het voor mobieltjes een spectaculaire snelheids/kwaliteitswinst zou opleveren. Jan Sloot is dood, zijn uitvinding verdwenen – boeiende lectuur als je er van houdt. Maar: ik ben wat dat betreft minstens even sceptisch: als radio-amateur weten we allemaal dat 400km "gemakkelijk" overbruggen met 2W op 1800MHz een fabeltje is. Eerst zien, dan geloven…