Anne Huang & Leo Estevez – Texas Instruments
ככל שרבים המקרים של מחלות כרוניות, נאלצים גופים שונים מקרב ספקי שירותי הבריאות לחפש דרכים חדשות כדי לשכנע את הצרכנים לבצע מעקב קל ויעיל אחר מצבם הבריאותי. בעקבות הערנות לאחריות הכספית לבריאות אישית שמתרחבת והולכת, צרכנים רבים יותר משקיעים בטכנולוגיות שדואגות לבריאות אישית באופן אלחוטי ובכושר גופני למען עצמם, ובטכנולוגיות שמאפשרות הזדקנות באופן עצמאי למען הוריהם.
לקישוריות אלחוטית יש חשיבות רבה במכשירי בריאות לצרכן מפני שהיא מספקת נוחיות, ניידות ודרך התקשרות רציפה בין הצרכן לבין הרופא או המטפל. לדוגמה, מכשיר שעוקב אחר לחץ דם שמחובר לנקודת גישה אלחוטית ומעלה לשרת מרוחק את הנתונים שנאספו כדי לתעד את היסטוריית הנתונים של המטופל, או מכשיר למעקב כושר גופני שמחובר לאתר רשת חברתית באמצעות הטלפון הסלולרי ומאפשר למשתמש לשתף בהצלחותיו בני משפחה או חברים, או מכשיר ניטור למעקב בריאות דרך הטלפון, שהוא תלוי הפעילות הנתונה במעקב, ומחובר לרשת תקשורת ביתית ומתריע בני משפחה מרוחקים כאשר בן משפחה מבוגר (הנתון במעקב) חווה שינוי בלתי צפוי בפעילות (שבמעקב).
רשתות של ספקי
שירותי בריאות
הפרוטוקול האלחוטי השולט כיום בתחום התקשורת האישית, שמשמש בטלפונים סלולריים ובהתקני בריאות לשימוש אישי – Bluetooth – היה גם הפרוטוקול האלחוטי הראשון שנבחר על ידי Continua Health Alliance – קונסורציום תעשייתי שהקדיש עצמו ליצירת מערכת של פתרונות לבריאות אישית ולפעולה הדדית. הפרוטוקול Bluetooth Low Energy (BLE), שהוא פרוטוקול חדש שצורך חלק מהעוצמה של פרוטוקול Bluetooth המסורתי, נוצר כדי לנצל את תנופת הפיתוח הזו במהלך השנים הבאות, ככל שהתקני בריאות יהפכו לזמינים וצרכנים רבים יותר ירכשו טלפונים סלולריים מאופשרי פרוטוקולי BLE, שניתן יהיה לשלבם ביישומים של השגחה רפואית ביתית.
הפרוטוקולים Bluetooth ו–BLE משתמשים בדילוג תדרים, ונמנעים מהפרעות שמגיעות מאותות אחרים על ידי דילוג לתדר חדש, לאחר שידור ולקיטה של חבילה. טכניקת האפנון שנבחרה במקור ל–Bluetooth גרסה 1 הייתה GFSK. ואולם, עם הדרישה לקצבי נתונים גבוהים יותר, הוכרזו שתי צורות חדשות עבור קצב נתונים מוגבר ב–Bluetooth 2 ועבור Bluetooth 3 במהירות גבוהה [HS] למפתוח הזזת פאזה – π/4 DQPSK ו–8DPSK.
טכנולוגיה אלחוטית אחרת שפרושה באופן נרחב כיום בשוקי הבריאות והכושר הגופני היא ANT. לטכנולוגיית ANT יש כבר כמה פרופילים של התקנים רפואיים והיא צפויה להופיע גם בטלפונים סלולריים. אמנם ANT ו–BLE הן טכנולוגיות של רשתות תקשורת אישיות, אך טכנולוגיית ANT תומכת גם בטופולוגיות של רשתות ובמצבי פעולה נוספים שעדיין אינם מוגדרים על ידי BLE, ובהיותה מתוכננת במיוחד כדי לאפשר תקשורת בין התקנים מופעלים באספקת מתח עצמית בסביבה של רשת נרחבת, היא משתמשת בטכנולוגיית רשת איזוכרונית סתגלנית, על מנת להבטיח קיום אלחוטי משותף במישור הזמן. ערוץ יחיד מחולק בחלוקת משנה לחריצי זמן, וכל שידור מתרחש בחריץ זמן ללא הפרעות (עיין באיור 1).
פרוטוקול אלחוטי נוסף שזוכה בפלח שוק כטכנולוגיה המתאימה לרשתות תקשורת ביתיות בהספק נמוך, הוא ZigBee. שלא כמו Wi–Fi, אשר פרוש כיום כרשת כוכב ביתית, רשת סריגית [Mesh] של ZigBee מספקת כיסוי של אזור רחב בהספק נמוך ובעלות נמוכה, ומאפשרת למשדרים נישאים–ענודים לשדר בזרמים נמוכים יותר ועם סוללה קטנה יותר. בנוסף, בעזרת טופולוגית הרשת הסריגית של ZigBee (הנראית באיור 2) ניתן להבחין במדויק אם אדם מזדקן ששרוי בסביבתו הביתית מוטל על הרצפה או שהוא שוכב לבטח במיטתו.
ביישומי LAN, פרוטוקול Wi–Fi הפך להיות התקן האלחוטי בפועל. הוא משמש בבתים רבים לחיבור מחשבים נישאים, קונסולות משחקים, נגני Blue-ray, תיבות תוספת ומכשירי טלוויזיה. שלא כמו ZigBee, שמציע חיבורים של 250 קילו-סיביות בשנייה, רוב נקודות הגישה של Wi–Fi מאפשרות שידור של כמה מגה-סיביות של נתונים. הקיבולת של רשתות Wi–Fi גדלה עוד כאשר צרכנים עם חיבורים ביתיים מורחבים, כגון FTTP יכולים לשדר וידאו ונתונים להתקנים אלקטרוניים שונים לצריכה. מגמה זו מואצת עם נקודות הגישה והטלפונים הסלולריים של הצרכנים, ומאפשרת חיבורים במהירות גבוהה יותר בתקן 802.11n.
קיום משותף
מאחר שיישומים אלקטרוניים אלחוטיים מרובים להשגחה רפואית ולצריכה ישמשו בבתים, יצרני ההתקנים והצרכנים ייתקלו בהפרעות בין הטכנולוגיות האלחוטיות הרבות. אחת הדוגמאות היא הפעלה בו זמנית של Wi–Fi ו–Bluetooth. שתי הטכנולוגיות יכולות להשתמש בפס תדירות של 2.4 ג’יגה–הרץ, על אף שפרוטוקולי התקשורת בלתי תלויים.
הפעלת Blutooth בסביבה ללא התחשבות בהפרעות יכולה לקצץ בשליש את רוחב הפס הפנוי של Wi–Fi, להאט את קצב ההורדות ולסכן את איכות הווידיאו. כאשר נתב Wi–Fi לא יכול לשמור על החיבור בגלל הפרעה, הקישור יכול להיפסק ולגרום להפרעות שיורגשו בשירות. בדומה לכך, כאשר התקן Bluetooth סורק אחר התקנים אחרים בעת ההפעלה, הפרעות רבות מדי יכולות לגרום לכשל של הקישור.
מאחר שרוב הצרכנים אינם מבינים בנושא, רבים מהם יביעו בבלוגים את חוסר שביעות רצונם, ויצרנים עלולים לגלות שתמיכה טכנית יקרה נוגסת בשולי הרווח שלהם.
השימוש בפתרון שמשלב מכשירי רדיו מרובים בשבב יחיד יכול לפתור חלק ניכר מהבעיות האלו (איור 3). הפתרון של Texas Instruments – WiLink 6.0 – מספק תיאום חלקה בשכבת MAC (בקרת גישת מדיה) שמאפשרת שיתוף של טכנולוגיות Wi–Fi, Bluetooth, BLE, ANT ו–FM באותה אנטנה, במקביל להקטנת עלות הרכיבים ולשיפור ביצועי המערכת.
כדי ליצור קיום משותף של מוצרים משולבים מסוג זה, ראשית יש לאתר פסי תדירויות נפרדים להפעלת כמה טכנולוגיות אלחוטיות מתחרות, ולאחר מכן, לבצע משא ומתן וסנכרון של זמנים שבהם הטכנולוגיות המתחרות ישדרו. פרישה של התקן אלחוטי אחד לפחות, שכולל את כל הטכנולוגיות האלו ומסנכרן ביניהן, הוא שמבטיח שהתקני בריאות אחרים לשימוש אישי, אשר יירכשו בהמשך, לא ייצרו בעיות חדשות מול ההתקנים הקיימים.
אבטחה ונוחות שימוש
נוסף לכל האמור לעיל, הצרכנים המחוברים חייבים לשקול את נושא הבטיחות. כאשר משודרים נתונים ביומטריים, כל אחד יכול לגנוב אותם מפני שאינם מוצפנים כראוי. עובדים יכולים לנצל את המידע הזה (אם הוא זמין באינטרנט) כדי לקבוע מהם הסיכונים המיוחסים לקליטת עובד חדש.
על אף שגופי תקינה כמו ANT Alliance, Bluetooth SIG, ZigBee Alliance ו–Wi-Fi Alliance הגדירו שיטות הצפנה להגנה על המידע הזה, הסיכונים הקשורים להם שונים. הסכנות הפוטנציאליות ב–Wi–Fi רבות יותר מפני שהתקנים המשתמשים בו משדרים לרוב בהספק גדול יותר, כדי להתגבר על מרחקים גדולים יותר שנובעים מטופולוגיית הכוכב, ולצרכנים יש לא פעם רשת פתוחה בבית.
לא סביר שרשתות תקשורת אישיות ישדרו למרחק כה רב, ובדרך כלל הן גם לא נראות לפרקי זמן ארוכים. על אף שטכנולוגיות LAN חדשות כגון ZigBee עלולות להיתקל בבעיות דומות לאלו של Wi–Fi, בהיותן יישומים ייעודיים יותר, יש להם הסתברות קטנה לפרישות אבטחה נמוכה. בשל השימוש הנרחב בארגונים ב–Wi–Fi אין לה שיטות הצפנה קשיחות דיין כמו שיש ל–WPA2.
אחד האתגרים הגדולים שמולם ניצבים יצרנים וצרכנים בנוגע למוצרים אלחוטיים, הוא תהליך יצירת התקשורת הראשונית – צימוד [Pairing], המהווה את אחד הנושאים הנפוצים בקריאות תמיכה מצד צרכנים. כדי לפשט את התהליך ולשמור על האבטחה, הגדירו גופי התקינה מנגנונים כגון WPS (הקמת קשר מוגן אלחוטי) עם מנגנונים כגון לחיצה בו זמנית על לחצן בשני ההתקנים. עבור חיבורים זמניים, Wi-Fi Alliance יצרה תקן חדש שנקרא Wi–Fi Direct שיפשט עוד את התהליך ויאפשר טופולוגיות רשת אחרות.
בתקנים אחרים כגון ANT יש גישה פשוטה יותר שבה קרבה בין שני התקנים נמדדת באמצעות שידורים באנרגיה נמוכה ליצירת קשר אוטומטית. בתקנים חדשים הבעיה תיפתר באופן דומה על ידי שימוש בשדות מגנטיים.
