Wi-Fi tramite Spazi Bianchi

Internet wireless a lungo raggio ea basso costo potrebbe presto essere fornito utilizzando lo spettro radio, una volta riservato all'uso da parte delle stazioni televisive. I progetti per una rete di computer che utilizzi gli spazi bianchi, che sono frammenti vuoti dello spettro sparsi tra le frequenze utilizzate, saranno presentati oggi a ACM SIGCOMM 2009 , una conferenza sulla comunicazione tenutasi a Barcellona, ​​in Spagna.

Spazi bianchi: L'accesso a Internet su porzioni inutilizzate dello spettro televisivo potrebbe fornire una buona connettività a lungo raggio nelle aree rurali e contribuire a colmare le lacune nelle reti cittadine. I ricercatori Microsoft hanno testato un nuovo protocollo, chiamato White Fi, utilizzando il dispositivo mostrato qui.

Le stazioni televisive trasmettono tradizionalmente su frequenze più basse che trasportano informazioni su distanze maggiori. Tuttavia, con la transizione in corso dalle trasmissioni analogiche a quelle digitali, si stanno aprendo più frequenze inutilizzate che mai.

Attingendo a queste frequenze più basse, dovrebbe essere più facile fornire accesso a Internet a banda larga nelle aree rurali e colmare le lacune nelle reti Wi-Fi cittadine. Ad esempio, lo spettro tra 512 megahertz e 698 megahertz, originariamente assegnato ai canali TV analogici da 21 a 51, offre una portata più lunga rispetto al Wi-Fi convenzionale, che opera a 2,4 gigahertz. Immagina il potenziale se potessi connetterti al router [Internet] di casa fino a un miglio, dice Ranveer Chandra , un membro del Networking Research Group di Microsoft Research dietro il progetto.

La FCC ha stabilito lo scorso novembre che le aziende potrebbero costruire dispositivi che trasmettono su spazi bianchi, ma ha anche stabilito requisiti rigorosi che non dovrebbero interferire con le trasmissioni esistenti, sia dalle stazioni TV che da altri dispositivi wireless che operano all'interno dello stesso spettro. Chandra e i suoi colleghi hanno progettato una serie di protocolli, che chiamano White Fi, per superare con successo i difficili ostacoli normativi e tecnici legati all'utilizzo degli spazi bianchi.

È un paradigma completamente diverso per le reti wireless, afferma Chandra. Fino ad ora, nelle reti wireless, ti veniva dato uno spettro e lo avresti condiviso con tutti gli altri. Tutti erano parti interessate uguali. Ora, hai questo spettro in cui ci sono alcune persone che sono utenti primari.

Uno dei principali ostacoli per il gruppo di Chandra era avere a che fare con una rete di dispositivi diversi; in passato, il lavoro si concentrava sull'invio e la ricezione di segnali tra singoli dispositivi su spazi bianchi.

Configurare un gruppo di dispositivi per comunicare sulle frequenze dello spazio bianco è una proposta più complicata, perché i dispositivi dello spazio bianco devono trovare lo spettro disponibile, che può cambiare a seconda di dove e quando il dispositivo è in funzione. I ricercatori hanno progettato un sistema costituito da un punto di accesso wireless, come il router utilizzato nelle reti Wi-Fi, e dai dispositivi mobili che comunicano con esso.

White Fi è progettato in modo che ogni dispositivo misuri le condizioni dello spettro circostante e lavori con gli altri per trovare le frequenze disponibili. Poiché l'interferenza può verificarsi in qualsiasi momento, il sistema può spostarsi su una diversa fetta di spettro, se necessario.

Alcune delle sfide che il gruppo ha dovuto affrontare sono avvenute a causa della natura indefinita delle frequenze dello spazio bianco. . I ricercatori hanno progettato i loro algoritmi per determinare la quantità ideale di larghezza di banda di frequenza da utilizzare per una trasmissione, bilanciando il desiderio di un segnale forte con la possibilità di interferenze con le frequenze vicine. Hanno anche dovuto progettare un modo per consentire ai dispositivi mobili di trovare un segnale da un punto di accesso.

Una delle parti più importanti del sistema White Fi è un protocollo per affrontare le collisioni tra segnali diversi (in particolare quelli dei microfoni wireless, che possono accendersi in qualsiasi momento). Anche un singolo pacchetto di interferenza è sufficiente per produrre disturbi udibili per un microfono. Anche se l'interferenza interessa solo un dispositivo sulla rete, normative rigorose vietano a tutti i dispositivi sulla rete di utilizzare quel canale. I ricercatori hanno aggirato questo problema progettando il punto di accesso in modo che mantenga un canale di backup. Se viene rilevato un altro utente, il dispositivo di spazio vuoto o il punto di accesso passa immediatamente al canale di backup, che riassegna l'utilizzo della larghezza di banda secondo necessità.

Peter Steenkiste , un professore di informatica alla Carnegie Mellon University specializzato in reti, afferma che il lavoro precedente sugli spazi bianchi si è concentrato sull'affrontare un problema alla volta. La cosa che penso sia molto interessante di questo documento è che ha davvero esaminato come mettere insieme un sistema completo, dice.

Steenkiste aggiunge che ci sono molti problemi pratici di cui si sono preoccupati. In particolare, dice, i ricercatori non hanno ipotizzato un ambiente ideale e controllato per il loro sistema. Piuttosto, hanno preso in considerazione problemi come il rumore di misurazione e il comportamento imprevedibile dei microfoni wireless. [La ricerca] ha una risposta per ogni domanda, dice Steenkiste.

Chandra afferma che il suo gruppo ha recentemente ricevuto una licenza sperimentale dalla FCC che consente loro di costruire un prototipo di sistema White Fi nel Microsoft Research Campus di Redmond, WA. Hanno in programma di inviare i loro risultati alla FCC nella speranza che i dati aiutino a determinare le future normative sullo spazio bianco. Chandra osserva che poiché la transizione dalla televisione analogica a quella digitale sta avvenendo in tutto il mondo, c'è un alto livello di interesse internazionale per gli esperimenti dello spazio bianco negli Stati Uniti. Ricercatori e aziende di tutto il mondo sono alla ricerca di tecnologie per sfruttare i frammenti di spettro che si apriranno nei prossimi anni, afferma.

nascondere