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Investigadores de la Universidad de Michigan han inventado una forma para que diferentes redes inalámbricas se amontonen en el mismo espacio para decir "disculpe" el uno al otro.
Wi -Fi comparte una banda de frecuencias con los populares sistemas Bluetooth y ZigBee, y todos se encuentran a menudo en los mismos lugares juntos. Pero es difícil evitar la interferencia entre las tres tecnologías porque no pueden señalizarse entre sí para coordinar el uso del espectro. Además, las diferentes generaciones de Wi-Fi a veces no pueden intercambiar señales de coordinación porque usan bandas de radio más anchas o estrechas. Ambos problemas pueden ralentizar las redes y romper las conexiones.
El profesor de informática de Michigan Kang Shin y el estudiante de posgrado Xinyu Zhang, ahora profesor asistente en la Universidad de Wisconsin, se propusieron abordar este problema en 2011. En julio pasado, inventaron GapSense, software que permite que Wi-Fi, Bluetooth y ZigBee envíen impulsos de energía especiales que se pueden usar como mensajes de control de tráfico. GapSense está listo para implementar en dispositivos y puntos de acceso si un cuerpo de estándares o una masa crítica de proveedores lo respalda, dijo Shin.
Las redes Wi-Fi son una línea de vida de datos para teléfonos, tabletas y PC en innumerables hogares, oficinas y lugares públicos. Bluetooth es un protocolo más lento pero con menor consumo de energía que se usa normalmente en lugar de cables para conectar periféricos, y ZigBee es un sistema aún menos potente que se encuentra en dispositivos para domótica, atención médica y otros fines.
Cada uno de los tres protocolos inalámbricos tiene un mecanismo para que los dispositivos coordinen el uso del tiempo aire, pero todos son diferentes el uno del otro, dijo Shin.
"Realmente no pueden hablar el mismo idioma y entenderse el uno al otro en absoluto", dijo Shin.
Cada uno también usa CSMA (acceso múltiple con detección de portadora), un mecanismo que ordena a las radios que suspendan las transmisiones si las ondas están siendo utilizadas, pero ese sistema no siempre previene las interferencias, dijo.
El problema principal es Wi -Fi pisando los dedos de los pies de Bluetooth y ZigBee. A veces esto sucede simplemente porque actúa más rápido que otras redes. Por ejemplo, un dispositivo Wi-Fi que utiliza CSMA puede no detectar ningún peligro de colisión con otra transmisión, aunque un dispositivo ZigBee cercano esté a punto de comenzar a transmitir. Eso es porque ZigBee toma 16 veces más tiempo que Wi-Fi para salir del modo inactivo y hacer que los paquetes se muevan, dijo Shin.
Cambiar el rendimiento de ZigBee para ayudarlo a mantenerse al día con sus vecinos Wi-Fi sería contrario al propósito de ZigBee, que es para transmitir y recibir pequeñas cantidades de datos con un consumo de energía muy bajo y una batería de larga duración, dijo Shin.
Los dispositivos de Wi-Fi incluso pueden no comunicarse entre sí para dividir los recursos. Las sucesivas generaciones del estándar Wi-Fi han permitido trozos más grandes de espectro para alcanzar velocidades más altas. Como resultado, si un dispositivo 802.11b que usa solo 10MHz de ancho de banda intenta decirle al resto de una red Wi-Fi que tiene paquetes para enviar, un dispositivo 802.11n que está usando 40MHz podría no obtener esa señal, dijo Shin. El dispositivo 802.11b se convierte en una "terminal oculta", dijo Shin. Como resultado, los paquetes de los dos dispositivos pueden colisionar.
Para obtener todos estos dispositivos diferentes para coordinar su uso del espectro, Shin y Zhang diseñaron un método de comunicación totalmente nuevo. GapSense usa una serie de pulsos de energía separados por espacios. La longitud de los espacios entre pulsos se puede usar para distinguir diferentes tipos de mensajes, como instrucciones para retroceder en transmisiones hasta que la costa esté despejada. Las señales se pueden enviar al inicio de una comunicación o entre paquetes.
GapSense podría mejorar notablemente la experiencia de usar Wi-Fi, Bluetooth y ZigBee. Las colisiones de red pueden ralentizar las redes e incluso causar conexiones rotas o llamadas perdidas. Cuando Shin y Zhang probaron las redes inalámbricas en un entorno de oficina simulado con tráfico Wi-Fi moderado, encontraron una tasa de colisiones del 45 por ciento entre ZigBee y Wi-Fi. El uso de GapSense redujo esa tasa de colisión al 8 por ciento. Sus pruebas del problema de "terminal oculto" mostraron una tasa de colisión del 40 por ciento, y GapSense redujo eso casi a cero, según un comunicado de prensa.
Otro posible uso de GapSense es permitir que los dispositivos Wi-Fi se mantengan alerta con menos consumo de energía. La forma en que Wi-Fi funciona ahora, los receptores inactivos generalmente tienen que escuchar un punto de acceso para estar preparados para el tráfico entrante. Con GapSense, el punto de acceso puede enviar una serie de pulsos y huecos repetidos que un receptor puede reconocer mientras se ejecuta a una velocidad de reloj muy baja, dijo Shin. Sin salir por completo de la inactividad, el receptor puede determinar a partir de los mensajes repetidos que el punto de acceso está tratando de enviarle datos. Esta característica podría reducir el consumo de energía de un dispositivo Wi-Fi en un 44 por ciento, según Shin.
La implementación de GapSense implicaría actualizar el firmware y los controladores de dispositivo de ambos dispositivos y puntos de acceso Wi-Fi. La mayoría de los fabricantes no haría esto para los dispositivos que ya están en el campo, por lo que la tecnología probablemente tendrá que esperar a que los productos de hardware se actualicen, según Shin.
Está pendiente una patente sobre la tecnología. La forma ideal de proliferar la tecnología sería a través de un estándar formal, pero incluso sin eso, podría ser ampliamente aceptado si dos o más proveedores importantes lo licencian, dijo Shin.
Stephen Lawson cubre tecnologías móviles, de almacenamiento y de red para El servicio de noticias IDG. Sigue a Stephen en Twitter en @sdlawsonmedia. La dirección de correo electrónico de Stephen es [email protected]
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