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Wi-Fi a través de espacios en blanco
Pronto podría ofrecerse Internet inalámbrico de largo alcance y bajo costo utilizando el espectro de radio, una vez reservado para uso de las estaciones de televisión. Los planos de una red informática que utiliza espacios en blanco, que son fragmentos vacíos del espectro dispersos entre las frecuencias utilizadas, se presentarán hoy en ACM SIGCOMM 2009 , una conferencia de comunicación celebrada en Barcelona, España.
Espacios en blanco: El acceso a Internet a través de partes no utilizadas del espectro de televisión podría proporcionar una buena conectividad de largo alcance en áreas rurales y ayudar a llenar los vacíos en las redes de las ciudades. Los investigadores de Microsoft probaron un nuevo protocolo, llamado White Fi, utilizando el dispositivo que se muestra aquí.
Las estaciones de televisión han transmitido tradicionalmente en frecuencias más bajas que transportan información a distancias más largas. Sin embargo, con la transición en curso de las transmisiones analógicas a las digitales, se están abriendo más frecuencias no utilizadas que nunca.
Al aprovechar estas frecuencias más bajas, debería ser más fácil proporcionar acceso a Internet de banda ancha en áreas rurales y llenar los vacíos en las redes Wi-Fi de la ciudad. Por ejemplo, el espectro entre 512 megahercios y 698 megahercios, que originalmente se asignó a los canales de televisión analógica de 21 a 51, ofrece un rango más largo que el Wi-Fi convencional, que opera a 2,4 gigahercios. Imagina el potencial si pudieras conectarte al enrutador de [Internet] de tu hogar desde una distancia de hasta una milla, dice Ranveer Chandra , miembro del Networking Research Group en Microsoft Research detrás del proyecto.
La FCC dictaminó en noviembre pasado que las empresas podrían construir dispositivos que transmitan sobre espacios en blanco, pero también dio requisitos estrictos para que esto no interfiera con las transmisiones existentes, tanto de las estaciones de televisión como de otros dispositivos inalámbricos que operan dentro del mismo espectro. Chandra y sus colegas diseñaron un conjunto de protocolos, que ellos llaman White Fi, para sortear con éxito los complicados obstáculos regulatorios y técnicos relacionados con el uso de espacios en blanco.
Es un paradigma totalmente diferente para las redes inalámbricas, dice Chandra. Hasta ahora, en las redes inalámbricas, se le daba un espectro y lo compartiría con todos los demás. Todos eran partes interesadas iguales. Ahora, tiene este espectro donde hay ciertas personas que son usuarios principales.
Uno de los principales obstáculos para el grupo de Chandra fue lidiar con una red de diferentes dispositivos; en el pasado, el trabajo se centraba en enviar y recibir señales entre dispositivos individuales sobre espacios en blanco.
Configurar un grupo de dispositivos para comunicarse a través de frecuencias de espacios en blanco es una propuesta más complicada, porque los dispositivos de espacios en blanco tienen que encontrar el espectro disponible, que puede cambiar dependiendo de dónde y cuándo esté funcionando el dispositivo. Los investigadores diseñaron un sistema que consta de un punto de acceso inalámbrico, como el enrutador utilizado en las redes Wi-Fi, y los dispositivos móviles que se comunican con él.
White Fi está diseñado para que cada dispositivo mida las condiciones del espectro a su alrededor y trabaje con los demás para encontrar las frecuencias disponibles. Debido a que la interferencia puede ocurrir en cualquier momento, el sistema puede moverse a una porción diferente del espectro si es necesario.
Algunos de los desafíos que enfrentó el grupo surgieron debido a la naturaleza indefinida de las frecuencias de espacios en blanco. . Los investigadores diseñaron sus algoritmos para determinar la cantidad ideal de ancho de banda de frecuencia a usar para una transmisión, equilibrando el deseo de una señal fuerte con la posibilidad de interferencia con frecuencias vecinas. También tuvieron que diseñar una forma para que los dispositivos móviles encontraran una señal desde un punto de acceso.
Una de las partes más importantes del sistema White Fi es un protocolo para lidiar con las colisiones entre diferentes señales (particularmente las de los micrófonos inalámbricos, que pueden encenderse en cualquier momento). Incluso un solo paquete de interferencia es suficiente para producir interrupciones audibles para un micrófono. Incluso si la interferencia afecta solo a un dispositivo en la red, las regulaciones estrictas prohíben que todos los dispositivos en la red usen ese canal. Los investigadores solucionaron esto al diseñar el punto de acceso para que mantenga un canal de respaldo. Si se detecta otro usuario, el dispositivo de espacio en blanco o el punto de acceso cambia inmediatamente al canal de respaldo, que reasigna el uso del ancho de banda según sea necesario.
Peter Steenkiste , profesor de informática en la Universidad Carnegie Mellon que se especializa en redes, dice que el trabajo anterior sobre espacios en blanco se ha centrado en abordar un problema a la vez. Lo que creo que es muy interesante acerca de este artículo es que realmente ha analizado cómo se arma un sistema completo, dice.
Steenkiste agrega que hay muchas cuestiones prácticas que les preocupan. En particular, dice, los investigadores no asumieron un entorno ideal y controlado para su sistema. Más bien, tuvieron en cuenta problemas como el ruido de medición y el comportamiento impredecible de los micrófonos inalámbricos. [La investigación] tiene una respuesta para cada pregunta, dice Steenkiste.
Chandra dice que su grupo recibió recientemente una licencia experimental de la FCC que les permite construir un prototipo de sistema White Fi en el Microsoft Research Campus en Redmond, WA. Planean enviar sus hallazgos a la FCC con la esperanza de que los datos ayuden a determinar las futuras regulaciones de espacios en blanco. Chandra señala que, dado que la transición de la televisión analógica a la digital está ocurriendo en todo el mundo, existe un alto nivel de interés internacional en los experimentos de espacios en blanco de EE. UU. Investigadores y empresas de todo el mundo están buscando tecnologías para aprovechar los fragmentos de espectro que se abrirán en los próximos años, dice.