Tim
Postanite dio BITINFO tima
Mobilni podaci

Ako usluga postane spora kada pokušavate na bzinu poslati e-poštu na pametnom telefonu, možete prolaziti kroz mrežne opcije i otkriti koliko Wi-Fi mreža postoji. Zapravo je mnoštvo opcija samo po sebi problem. Te se mreže međusobno natječu, ograničavajući brzinu kojom svaka može raditi.

Istraživači sa Sveučilišta u Chicagu pokazali su kako bi ovo povećano mrežno natjecanje moglo negativno utjecati na internetske usluge za svakodnevne korisnike.

Natjecanje između mreža nastaje kada rade na zajedničkim opsezima spektra ili frekvencijskim rasponima za elektromagnetske valove. Wi-Fi posebno koristi spektar koji je “nelicenciran”, što znači da bilo koji uređaj ili mreža mogu koristiti taj spektar sve dok se slijede određena pravila prijenosa koja nalaže Federalna komisija za komunikacije (FCC).

“Nelicencirani spektar doslovno je besplatan za sve; svatko ga može koristiti u granicama koje je odredio FCC”, objasnila je Monisha Ghosh, članica Odjela za računalne znanosti Sveučilišta u Chicagu i profesorica istraživanja u školi Pritzker molekularnog inženjerstva.

Usluga mobilne telefonije uglavnom se oslanja na potpuno odvojeni opseg spektra, koji davatelji usluga licenciraju od FCC-a putem aukcija spektra, iako se to promijenilo s rastućom potražnjom za mobilnim podacima i ograničenom širinom pojasa.

Kada mobilni davatelj usluga licencira opseg spektra od FCC-a, zadržava njegovu isključivu upotrebu. Kao rezultat toga, mreže koje rade na licenciranim opsezima imaju malo smetnji. To pružateljima usluga omogućuje uspostavljanje brze i pouzdane usluge, ali to košta.

“U posljednjih pet godina, mobilni svijet porastao je u broju svojih korisnika i količini podataka koja im je potrebna”, rekao je Ghosh. “Davateljima mobilnih usluga počelo je nedostajati spektara, a licencirani spektar košta milijarde.”

Da bi poboljšali propusnost bez probijanja troškova, ovi su pružatelji počeli koristiti i nelicencirani spektar putem mobilnih mreža koristeći način nazvan licencirani potpomognuti pristup (LAA) koji radi na istim opsezima koji se koriste za Wi-Fi. Ghoshina je skupina krenula ispitivati ​​kako je ovo zajedničko korištenje nelicenciranog spektra, nazvano suživot, utjecalo i na Wi-Fi i mobilne korisnike.

“Zapravo smo pronašli LAA stanicu koja se nalazi u kampusu UChicago, na stupu ispred knjižare, a u ovom svemirskom kampusu također se koristi Wi-Fi”, rekla je Ghosh. “To je pružilo eksperimentalnu platformu u našem dvorištu, pa smo počeli mjeriti.”

Sjedeći na klupi ispred knjižare, diplomirani student računarstva Muhammad Rochman i postdoktorski istraživač Vanlin Sathya postavili su pet prijenosnih računala i pametnih telefona i koristili ih za pristup lokalnim Wi-Fi mrežama ili povezivanje s LAA-om pomoću mobilnih podataka. Također su pristupili različitim vrstama podataka kako bi varirali potražnju na tim mrežama, od niske (poput pristupa tekstu na web mjestu izrada web stranica) do velike (streaming videozapisa). Svaki je uređaj bio opremljen programima koji su skupini omogućili da mjeri kvalitetu svake mrežne veze.

Pristupajući više mrežama istovremeno, grupa je otkrila da konkurencija smanjuje performanse – smanjuje količinu prenesenih podataka, brzinu prijenosa i kvalitetu signala.

Ovo je natjecanje bilo posebno štetno za Wi-Fi. Kad se LAA također aktivno koristio, podaci koje su prenijeli korisnici Wi-Fi-ja smanjili su se do 97%. Suprotno tome, podaci LAA pokazali su pad od 35% samo kada je Wi-FI također bio u upotrebi.

Ghosh je objasnila da se nekompatibilnost između Wi-Fi-ja i LAA-e dijelom odnosi na različite protokole koje svaki koristi za rješavanje velikog prometa na internetu.

“Ako svi počnu koristiti spektar u isto vrijeme, to stvara smetnje i ničiji podaci ne prolaze”, rekla je Ghosh. “Ali Wi-Fi i mobitel razvili su vrlo različite mehanizme za rješavanje ovog problema.”

Budući da Wi-Fi ovisi isključivo o nelicenciranim spektrima, koristi protokol prilagođen nepredvidivoj potražnji. Ovaj protokol, nazvan slušaj prije razgovora, oponaša interakciju skupine uljudnih posjetitelja zabave. Sudionici slušaju i čekaju prazninu u razgovoru da bi progovorili. Ako dvoje ljudi počnu razgovarati odjednom, jedan se pristojno povuče kako bi pustio drugog da govori, a zatim zazvoni. Slično tome, ako više Wi-Fi korisnika odjednom pokuša pristupiti mreži, svakom se dodijeli kratko vrijeme čekanja, a slučajnost među tim vremenima čekanja smanjuje vjerojatnost sudara.

Suprotno tome, davatelji usluga mobilne telefonije mogu predvidjeti potražnju na temelju mobilnog pristupa i tako svakom korisniku dodijeliti određeno vrijeme prijenosa. Stoga su korisnici LAA više poput govornika u strogo zakazanim kolokvijima nego na neformalnim zabavama.

Ova razlika u protokolima predstavljala je mali problem kad su davatelji usluga mobilne telefonije bili ograničeni na licencirane spektre, ali kako su prešli na nelicencirani spektri, parametri pristupa kanalu koje LAA koristi otežavaju korisnicima Wi-Fi-a jednak pristup mediju. Unatoč činjenici da je LAA nedavno izmijenio usko raspoređivanje koje se koristi u mobilnim opsezima kako bi implementirao preslušavanje prije razgovora, i dalje radi s različitim parametrima. Jedna presudna razlika je u tome koliko dugo svaki sustav drži medij nakon što dobije pristup: LAA može emitirati do 10 milisekundi, dok su Wi-Fi prijenosi dugi samo do 4 milisekunde.

Natjecanje u zajedničkom spektru događa se ne samo između Wi-Fi-ja i mobilnih davatelja usluga, već i unutar svake vrste mreže.

“U našim eksperimentima uspoređujemo Wi-Fi/Wi-Fi koegzistenciju s Wi-Fi/LAA koegzistencijom”, rekla je Ghosh. “Wi-Fi/Wi-Fi koegzistencija nije loša zbog postupka preslušavanja prije razgovora, pa smo ovo iskoristili kao standard poštenosti. Ali Wi-Fi/LAA se ponaša lošije i iznenadili smo se koliko gore.”

U budućim studijama, nada se da će također ispitati kako se mreže LAA koje pružaju različiti mobilni davatelji natječu jedna s drugom.

Uz to, Ghosh je savjetovala regulatorne agencije o tome kako bolje uskladiti mrežne protokole na temelju svog istraživanja.

“Te su promjene rezultirale boljim suživotom i boljim mehanizmima dijeljenja. Ali još je dug put”, rekla je.

TechXplore

Podijeli
Bitinfo
hrHR