Ни для кого не секрет, что повышение популярности беспроводных устройств, от ноутбуков с Wi-Fi до Bluetooth-гарнитур, привело к засорению радиочастотного спектра, что влияет на качество связи и общую пропускную способность беспроводной сети. Новое программное обеспечение от команды ученых Мичиганского университета способно решить данную проблему, поскольку это ПО выступает в своеобразной роли “светофора” для трафика, что снижает помехи и взаимное влияние беспроводных устройств.
Программное обеспечение, разработанное учеными, получило название GapSense. Это ПО позволяет устройствам, которые не могут нормально работать в близком диапазоне, обмениваться простыми сообщениями типа “стоп”. GapSense — нечто, вроде языка пиков и провалов (если смотреть на графике). Продолжительность “провала” определяет тип сообщения, это предупреждение или “стоп”. Устройства могут посылать такие сообщения в начале работы, или в промежутках активного обмена информацией.
– “Все эти устройства продолжают выполнять свои функции, но они постоянно как бы борются за эфир. И зачастую это приводит к помехам, поскольку разные устройства не могут “общаться” друг с другом, предупреждая о работе, в силу ряда причин, включая использование протоколов разного типа. Мы задались вопросом, что же можно сделать для того, чтобы устройства могли выполнять свои функции, практически не мешая друг другу”, — говорит профессор Мичиганского университета Канг Шин.
По словам группы разработчиков, GapSense позволяет снижать помехи примерно на 88%, в случае работы в одних и тех же и разных сетях на разных устройствах. Для того, чтобы понять, насколько велико число активных беспроводных устройств, стоит воспользоваться отчетом CTIA за 2013 год. В этом отчете говорится, что только в США используется около 321 миллион ноутбуков, смартфонов и планшетов с Wi-Fi. Это больше, чем одно устройство на человека. И это только гаджеты, которые работают с протоколом Wi-Fi, а ведь есть еще и девайсы с Bluetooth, также не стоит забывать и о ZigBee-устройствах.
Bluetooth и ZigBee устройства работают в том же радиочастотном спектре, что и Wi-Fi устройства, но “говорят” они на разных “языках”. Все это многообразие устройство уже совместимо со стандартом CSMA, который, по замыслу, позволяет “прослушивать” эфир, отправляя сигналы во время молчания прочих устройств. Но на практике CSMA не всегда работает.
Например, ZigBee “заводится” в 16 раз дольше, чем Wi-Fi, соответственно, и сигнал о начале работы устройства отсылается позже. И для Wi-Fi устройства вполне реально “наткнуться” на пакеты данных ZigBee во время работы, хотя при прослушивании спектра никаких сигналов о начале работы ZigBee не поступало.
Это только одна проблемная ситуация, которая решается GapSense. Исследователи испытали GapSense в окружении, эмулирующем офис. Со средней загруженностью спектра сигналами Wi-Fi устройств, разработчики насчитали около 45% случаев конфликтов между ZigBee и Wi-Fi. GapSense снизил этот показатель до 8%.
GapSense также снижает процентное соотношение конфликтов между устройствами более новых и старых Wi-Fi стандартов с 40% до, практически, нуля.
Кроме того, ПО также снижает энергопотребление Wi-Fi устройство на 44%.
Разработчики видят свой проект, как “Вавилонскую башню в мире разобщенных устройств, работающих с разными стандартами связи”.