GapSense - technologia, dzięki której bezprzewodowe sieci różnych typów nie zakłócają się nawzajem

Naukowcy z University of Michigan opracowali technologię, dzięki której bezprzewodowe sieci komputerowe różnych typów mogą pracować w bezpośredniej bliskości, nie zakłócając się nawzajem.

Sieci Wi-Fi, Bluetooth i ZigBee współużytkują te same częstotliwości i nierzadko zdarza się tak, że znajdują się w tym samym pomieszczeniu czy budynku. Dlatego sieci takie potrafią się wtedy wzajemnie zakłócać, gdyż jak dotąd nie opracowano technologii, która potrafiłaby sygnalizować pracującym w tym samym miejscu sieciom, że wykorzystują te same tory transmitowania danych. Na dodatek, sieci WLAN należące do różnych generacji wykorzystują często pasma częstotliwości o innych szerokościach, co jeszcze bardziej komplikuje sprawę.

Naukowcy z University of Michigan zaczęli pracować nad tym problemem dwa lata temu i opracowali technologię (nadając jej nazwę GapSense), która może definitywnie rozwiązać problemy związane ze wzajemnym oddziaływaniem na siebie pracujących w bezpośrednim sąsiedztwie bezprzewodowych sieci komputerowych. GapSense to oprogramowanie, dzięki któremu urządzenia pracujące w sieciach Wi-Fi, Bluetooth i ZigBee mogą wysyłać w eter specjalne impulsy energii, które są następnie wykorzystywane przez bezprzewodowe urządzenia do kontrolowania całego radiowego otoczenia.

Zobacz również:

  • Najnowsze wydanie Computerworld
  • Inteligentne ubrania obsłużą łączność z urządzeniami wearable

Każda z trzech technologii sieciowych (Wi-Fi, Bluetooth i ZigBee) wykorzystuje różne protokoły. Wszystkie wspierają co prawda np. mechanizm CSMA; Carrier Sense Multiple Access; protokół wielodostępu z badaniem stanu kanału i wykrywaniem kolizji), który można by próbować wykorzystać do koordynowania ich poczynań w eterze, ale z różnych powodów w praktyce nie jest to możliwe.

Główny problem są zawsze sieci Wi-Fi, które pracują szybciej niż inne sieci. I tak np. urządzenie Wi-Fi wykorzystujące protokół CSMA może nie wykryć niebezpieczeństwa kolizji, nawet wtedy gdy pracująca obok sieć ZigBee zaczyna już transmitować dane. Dzieje się tak dlatego, ponieważ sieć ZigBee potrzebuje 16 razy więcej czasu niż sieci Wi-Fi, po to aby przełączyć się ze stanu bezczynności na stan pełnej aktywności (czyli transmitowania danych).

Co gorsze, problem nie dotyczy tylko wzajemnych relacji między różnymi sieciami (czyli Wi-Fi, ZigBee i Bluetooth), ale również relacji między np. dwoma sieci Wi-Fi, z których jedna należy do starszej generacji, a druga należy do nowszej generacji. Takie sieci mogą również zakłócać się wzajemnie.

Przykład - urządzenie WLAN 802.11b (wykorzystujące pasmo o szerokości 10 MHz) próbuje poinformować pracujące obok sieci WLAN (w tym sieć WLAN 802.11n, wykorzystującą pasmo o szerokości 40 MHz), że zaczyna transmitować dane. Jednak ze względu na różne szerokości pasm, sieć WLAN 802.11n nie odnotowuje tego faktu i wysyłane przez nią pakiety kolidują z pakietami sieci WLAN 802.11b, która w tym przypadku staje się tzw. "ukrytym terminalem". Ukrytym, gdyż nie dostrzeganym przez inne sieci WLAN 802.11n pracujące w pobliżu.

Mając do wszystko na uwadze, naukowcy opracowali zupełnie nową metodę wzajemnego komunikowania się sieci różnych typów, która radykalnie ogranicza liczbę kolizji. Oprogramowanie GapSense powoduje, że bezprzewodowe urządzenie generuje impulsy energii. Między impulsami istnieją przerwy i to ich długość jest istotna. Określona długość tych przerw może np. oznaczać dla innych sieci, że nie należy inicjować operacji wysyłania danych, gdyż dany tor transmisji jest zajęty i trzeba poczekać aż będzie wolny. Impulsy takie mogą być wysyłane na początku operacji transmitowania danych albo między poszczególnymi pakietami wysyłanymi w eter.

Badania wykazały, że np. w przypadku pracujących obok siebie sieci ZigBee i Wi-Fi, ok. 45% prób transmisji kończy się kolizjami. Po wprowadzeniu do obu sieci technologii GapSense, tylko 8% prób transmisji kończyło się kolizjami. Jeśli chodzi o obniżenie liczby kolizji występujących między sieciami innych typów, wyniki są jeszcze lepsze. Naukowcy z University of Michigan twierdzą też, że sieci Wi-Fi wykorzystujące technologię GapSense pobierają zdecydowanie mniej energii (o ok. 44%).

Twórcy technologii sądzą, że oprogramowanie GapSense można by w przyszłości (jeśli tylko technologia zostanie uznana za standard) wprowadzać w prosty sposób do bezprzewodowych urządzeń komputerowych oraz punktów dostępowych.

W celu komercyjnej reprodukcji treści Computerworld należy zakupić licencję. Skontaktuj się z naszym partnerem, YGS Group, pod adresem [email protected]

TOP 200