Una svolta nella larghezza di banda

I ricercatori accademici hanno migliorato la larghezza di banda wireless di un ordine di grandezza, non aggiungendo stazioni base, sfruttando più spettro o aumentando la potenza del trasmettitore, ma utilizzando l'algebra per eliminare il compito di intasamento della rete di inviare nuovamente i pacchetti di dati persi.

Fornendo ai dispositivi mobili nuovi modi per risolvere i dati mancanti, la tecnologia non solo elimina questo processo dispendioso, ma può anche intrecciare senza problemi flussi di dati da Wi-Fi e LTE, un balzo in avanti rispetto ad altri approcci che si alternano avanti e indietro. Qualsiasi rete IP trarrà vantaggio da questa tecnologia, afferma Sheau Ng, vicepresidente per la ricerca e lo sviluppo di NBC Universal.

Diverse aziende hanno concesso in licenza la tecnologia sottostante negli ultimi mesi, ma i dettagli sono soggetti ad accordi di non divulgazione, afferma Muriel Medard, professore al Research Laboratory of Electronics del MIT e leader nello sforzo. Gli elementi della tecnologia sono stati sviluppati da ricercatori del MIT, dell'Università di Porto in Portogallo, dell'Università di Harvard, del Caltech e dell'Università tecnica di Monaco. La concessione della licenza viene effettuata tramite una startup MIT/Caltech chiamata Tecnologie Code-On .

Il problema di fondo è enorme e in crescita: in una giornata tipo a Boston, ad esempio, il 3% dei pacchetti viene perso a causa di interferenze o congestione. I pacchetti eliminati causano di per sé ritardi e quindi generano nuovo traffico di rete avanti e indietro per sostituire quei pacchetti, aggravando il problema originale.

I vantaggi pratici della tecnologia, nota come TCP codificato, sono stati visti in un recente test eseguito su un treno Acela da New York a Boston, noto per la scarsa connettività. Aumentando la larghezza di banda disponibile, ovvero la quantità di dati che possono essere ritrasmessi in un determinato periodo di tempo, Medard e gli studenti sono stati in grado di guardare video di YouTube senza interruzioni mentre altri passeggeri hanno faticato a connettersi. Ci chiedevano 'Come hai fatto?' e ​​noi abbiamo detto 'Siamo ingegneri!', scherza.

Studi di laboratorio più rigorosi hanno mostrato grandi benefici. Testando il sistema su reti Wi-Fi al MIT, dove in genere si perde il 2% dei pacchetti, il gruppo di Medard ha scoperto che una normale larghezza di banda di un megabit al secondo è stata aumentata a 16 megabit al secondo. In una circostanza in cui le perdite erano del 5%, comuni su un treno in rapido movimento, il metodo ha aumentato la larghezza di banda da 0,5 megabit al secondo a 13,5 megabit al secondo. In una situazione con zero perdite, c'era poco o nessun vantaggio, ma gli scenari wireless senza perdite sono rari.

Il lavoro di Medard è un importante passo avanti che promette di migliorare significativamente la larghezza di banda e la qualità dell'esperienza per gli utenti di dati cellulari che hanno una scarsa copertura del segnale, afferma Dipankar Ray Raychaudhuri, direttore o Winlab alla Rutgers University (vedi Pervasive Wireless ). Si aspetta che la tecnologia venga ampiamente distribuita entro due o tre anni.

Per testare la tecnologia nel frattempo, il gruppo di Medard ha installato server proxy nel cloud di Amazon. Il traffico IP è stato inviato ad Amazon, codificato e quindi decodificato come applicazione sui telefoni. Il vantaggio potrebbe essere ancora migliore se la tecnologia fosse integrata direttamente nei trasmettitori e nei router, afferma. Potrebbe anche essere utilizzato per unire il traffico proveniente da reti Wi-Fi e cellulari piuttosto che forzare i dispositivi a passare da una frequenza all'altra.

La tecnologia trasforma il modo in cui vengono inviati i pacchetti di dati. Invece di inviare pacchetti, invia equazioni algebriche che descrivono serie di pacchetti. Quindi, se un pacchetto scompare, invece di chiedere alla rete di inviarlo nuovamente, il dispositivo ricevente può risolvere da solo quello mancante. Poiché le equazioni coinvolte sono semplici e lineari, il carico di elaborazione su un telefono, un router o una stazione base è trascurabile, afferma Medard.

Resta da vedere se i guadagni osservati in laboratorio possano essere raggiunti in una distribuzione su vasta scala, ma il fatto che i miglioramenti siano stati così grandi suggerisce una svolta, afferma Ng, il dirigente della NBC, che non è stato coinvolto nella ricerca. In laboratorio, se trovi solo un piccolo margine di miglioramento, gli ingegneri saranno scettici. Guardando ciò che hanno fatto in laboratorio, è certamente un miglioramento di ordine di grandezza, e questo è certamente molto incoraggiante, dice Ng.

Se la tecnologia funziona in implementazioni su larga scala come previsto, potrebbe aiutare a prevenire una crisi dello spettro. Cisco Systems afferma che entro il 2016 il traffico dati mobile aumenterà di 18 volte e Bell Labs va oltre, prevedendo una crescita di un fattore 25. La Federal Communications Commission degli Stati Uniti ha affermato che lo spettro delle frequenze wireless disponibili potrebbe esaurirsi entro un paio di anni.

Medard si ferma prima di dire che la tecnologia eviterà una crisi dello spettro, ma osserva che il sistema attuale è gravemente inefficiente. Certamente ci sono inefficienze molto gravi che dovrebbero essere risolte prima di prendere in considerazione l'acquisizione di più risorse, dice.

Dice che quando il suo gruppo è andato online su Acela, il video di YouTube che hanno guardato era di studenti universitari che giocavano a una versione reale del videogioco Angry Birds. La qualità del video era buona. La qualità del contenuto: non abbiamo risolto, dice Medard.

nascondere