211service.com
Wi-Fi via White Spaces
Goedkoop draadloos internet met een groot bereik zou binnenkort kunnen worden geleverd met gebruik van radiospectrum dat ooit was gereserveerd voor gebruik door tv-stations. De blauwdrukken voor een computernetwerk dat gebruikmaakt van witte ruimtes, dit zijn lege fragmenten van het spectrum verspreid over gebruikte frequenties, worden vandaag gepresenteerd op ACM SIGCOMM 2009 , een communicatieconferentie gehouden in Barcelona, Spanje.
Witte ruimtes: Toegang tot internet via ongebruikte delen van het tv-spectrum kan zorgen voor goede langeafstandsconnectiviteit in landelijke gebieden en kan helpen om hiaten in stadsnetwerken op te vullen. Microsoft-onderzoekers testten een nieuw protocol, White Fi genaamd, met behulp van het hier getoonde apparaat.
Tv-stations zenden traditioneel uit via lagere frequenties die informatie over langere afstanden dragen. Met de voortdurende overgang van analoge naar digitale uitzendingen komen er echter meer ongebruikte frequenties vrij dan ooit.
Door gebruik te maken van deze lagere frequenties, zou het gemakkelijker moeten zijn om breedbandinternettoegang te bieden in landelijke gebieden en hiaten in stadswifi-netwerken op te vullen. Het spectrum tussen 512 megahertz en 698 megahertz, dat oorspronkelijk was toegewezen aan analoge tv-zenders van 21 tot 51, biedt bijvoorbeeld een groter bereik dan conventionele wifi, die werkt op 2,4 gigahertz. Stelt u zich eens voor wat het potentieel zou zijn als u tot een afstand van anderhalve kilometer verbinding zou kunnen maken met uw [internet]-thuisrouter, zegt Ranveer Chandra , een lid van de Networking Research Group bij Microsoft Research achter het project.
De FCC oordeelde afgelopen november dat bedrijven apparaten konden bouwen die over witte ruimtes zenden, maar stelde ook strikte eisen dat dit bestaande uitzendingen niet mocht verstoren, zowel van tv-stations als van andere draadloze apparaten die binnen hetzelfde spectrum opereren. Chandra en zijn collega's ontwierpen een reeks protocollen, die ze White Fi noemen, om met succes door de lastige wettelijke en technische obstakels te navigeren die gepaard gaan met het gebruik van witte ruimtes.
Het is een heel ander paradigma voor draadloze netwerken, zegt Chandra. Tot nu toe kreeg je in draadloze netwerken een spectrum dat je met iedereen zou delen. Iedereen was een gelijkwaardige stakeholder. Nu heb je dit spectrum waar bepaalde mensen primaire gebruikers zijn.
Een van de belangrijkste obstakels voor Chandra's groep was het omgaan met een netwerk van verschillende apparaten; in het verleden was het werk gericht op het verzenden en ontvangen van signalen tussen afzonderlijke apparaten via witte ruimtes.
Het opzetten van een groep apparaten om te communiceren via witruimtefrequenties is een ingewikkelder voorstel, omdat witruimteapparaten beschikbaar spectrum moeten vinden, dat kan veranderen afhankelijk van waar en wanneer het apparaat werkt. De onderzoekers ontwierpen een systeem dat bestaat uit een draadloos toegangspunt, zoals de router die wordt gebruikt in wifi-netwerken, en de mobiele apparaten die ermee communiceren.
White Fi is zo ontworpen dat elk apparaat de spectrumomstandigheden eromheen meet en samen met de anderen werkt om beschikbare frequenties te vinden. Omdat interferentie op elk moment kan optreden, kan het systeem indien nodig naar een ander deel van het spectrum gaan.
Sommige van de uitdagingen waarmee de groep werd geconfronteerd, kwamen tot stand vanwege de ongedefinieerde aard van witruimte-frequenties. . De onderzoekers ontwierpen hun algoritmen om de ideale hoeveelheid frequentiebandbreedte te bepalen die voor een uitzending moet worden gebruikt, waarbij het verlangen naar een sterk signaal wordt afgewogen tegen de mogelijkheid van interferentie met naburige frequenties. Ze moesten ook een manier ontwerpen waarop mobiele apparaten een signaal van een toegangspunt kunnen vinden.
Een van de belangrijkste onderdelen van het White Fi-systeem is een protocol voor het omgaan met botsingen tussen verschillende signalen (met name die van draadloze microfoons, die op elk moment kunnen worden ingeschakeld). Zelfs een enkel storingspakket is voldoende om hoorbare storingen voor een microfoon te veroorzaken. Zelfs als interferentie slechts één apparaat op het netwerk treft, verbieden strikte voorschriften alle apparaten in het netwerk om dat kanaal te gebruiken. De onderzoekers hebben dit omzeild door het toegangspunt zo te ontwerpen dat het een back-upkanaal onderhoudt. Als een andere gebruiker wordt gedetecteerd, schakelt het witruimte-apparaat of toegangspunt onmiddellijk over naar het back-upkanaal, dat het bandbreedtegebruik indien nodig opnieuw toewijst.
Peter Steenkiste , een professor in computerwetenschappen aan de Carnegie Mellon University die gespecialiseerd is in netwerken, zegt dat eerder werk aan witte ruimtes was gericht op het aanpakken van één probleem tegelijk. Wat ik erg interessant vind aan dit artikel, is dat er echt is gekeken naar hoe je een compleet systeem in elkaar zet, zegt hij.
Steenkiste voegt eraan toe dat er veel praktische problemen zijn waar ze zich zorgen over maken. In het bijzonder, zegt hij, gingen de onderzoekers niet uit van een ideale, gecontroleerde omgeving voor hun systeem. In plaats daarvan hielden ze rekening met problemen als meetruis en het onvoorspelbare gedrag van draadloze microfoons. [Het onderzoek] heeft op elke vraag een antwoord, zegt Steenkiste.
Chandra zegt dat zijn groep onlangs een experimentele licentie van de FCC heeft gekregen waarmee ze een prototype White Fi-systeem kunnen bouwen op de Microsoft Research Campus in Redmond, WA. Ze zijn van plan hun bevindingen naar de FCC te sturen in de hoop dat de gegevens zullen helpen bij het bepalen van toekomstige witruimte-voorschriften. Chandra merkt op dat sinds de overgang van analoge naar digitale televisie wereldwijd plaatsvindt, er een grote internationale belangstelling is voor Amerikaanse witruimte-experimenten. Onderzoekers en bedrijven over de hele wereld zijn op zoek naar technologieën om te profiteren van de fragmenten van spectrum die zich de komende jaren zullen openen, zegt hij.