Jaringan nirkabel dapat belajar untuk hidup bersama dengan menggunakan pulsa energi

Para peneliti di University of Michigan telah menemukan cara untuk jaringan nirkabel yang berbeda berdesakan di ruang yang sama untuk mengatakan "maafkan saya" satu sama lain.

Wi -Fi berbagi pita frekuensi dengan sistem Bluetooth dan ZigBee yang populer, dan semuanya sering ditemukan di tempat yang sama. Tetapi sulit untuk mencegah interferensi di antara ketiga teknologi karena mereka tidak dapat memberi sinyal satu sama lain untuk mengoordinasikan penggunaan spektrum. Selain itu, generasi yang berbeda dari Wi-Fi terkadang gagal untuk bertukar sinyal koordinasi karena mereka menggunakan pita radio yang lebih lebar atau lebih sempit. Kedua masalah dapat memperlambat jaringan dan memutuskan koneksi.

Profesor ilmu komputer Michigan Kang Shin dan mahasiswa pascasarjana Xinyu Zhang, sekarang asisten profesor di University of Wisconsin, mulai menangani masalah ini pada 2011. Bulan Juli lalu, mereka menemukan GapSense, perangkat lunak yang memungkinkan Wi-Fi, Bluetooth, dan ZigBee semua mengirim pulsa energi khusus yang dapat digunakan sebagai pesan kontrol lalu lintas. GapSense siap untuk diterapkan di perangkat dan titik akses jika badan standar atau massa kritis vendor berada di belakangnya, kata Shin.

[Bacaan lebih lanjut: Router nirkabel terbaik]

LAN Wi-Fi adalah garis hidup data untuk ponsel, tablet, dan PC di banyak rumah, kantor, dan tempat umum yang tak terhitung jumlahnya. Bluetooth adalah protokol yang lebih lambat tetapi kurang haus kekuasaan yang biasanya digunakan sebagai pengganti kabel untuk menghubungkan periferal, dan ZigBee adalah sistem bertenaga yang bahkan lebih rendah yang ditemukan di perangkat untuk otomatisasi rumah, perawatan kesehatan, dan keperluan lainnya.

Masing-masing dari ketiga protokol nirkabel memiliki mekanisme untuk perangkat untuk mengoordinasikan penggunaan airtime, tetapi mereka semua berbeda satu sama lain, kata Shin.

"Mereka tidak bisa benar-benar berbicara bahasa yang sama dan saling memahami sama sekali," kata Shin.

Masing-masing juga menggunakan CSMA (carrier sense multiple access), mekanisme yang menginstruksikan radio untuk menahan transmisi jika gelombang udara sedang digunakan, tetapi sistem itu tidak selalu mencegah gangguan, katanya.

Masalah utamanya adalah Wi -Fi Menginjak jari-jari Bluetooth dan ZigBee. Terkadang ini terjadi hanya karena bertindak lebih cepat daripada jaringan lain. Misalnya, perangkat Wi-Fi yang menggunakan CSMA mungkin tidak merasakan bahaya tabrakan dengan transmisi lain meskipun perangkat ZigBee terdekat akan mulai melakukan transmisi. Itu karena ZigBee mengambil 16 kali selama Wi-Fi muncul dari mode diam dan mendapatkan paket bergerak, kata Shin.

Mengubah kinerja ZigBee untuk membantu mengimbangi Wi-Fi tetangganya akan mengalahkan tujuan ZigBee, yang akan mengirim dan menerima data dalam jumlah kecil dengan konsumsi daya yang sangat rendah dan masa pakai baterai yang lama, kata Shin.

Perangkat Wi-Fi bahkan dapat gagal berkomunikasi di antara mereka sendiri dalam membagi sumber daya. Generasi generasi standar Wi-Fi telah memungkinkan untuk potongan spektrum yang lebih besar untuk mencapai kecepatan yang lebih tinggi. Akibatnya, jika perangkat 802.11b yang hanya menggunakan 10MHz bandwidth mencoba untuk memberitahu sisa jaringan Wi-Fi yang memiliki paket untuk dikirim, perangkat 802.11n yang menggunakan 40MHz mungkin tidak mendapatkan sinyal itu, kata Shin. Perangkat 802.11b kemudian menjadi "terminal tersembunyi," kata Shin. Akibatnya, paket dari dua perangkat dapat bertabrakan.

Untuk mendapatkan semua perangkat yang berbeda ini untuk mengoordinasikan penggunaan spektrum mereka, Shin dan Zhang merancang metode komunikasi yang benar-benar baru. GapSense menggunakan serangkaian pulsa energi yang dipisahkan oleh celah. Panjang celah antara pulsa dapat digunakan untuk membedakan berbagai jenis pesan, seperti instruksi untuk mundur pada transmisi sampai pantai jelas. Sinyal dapat dikirim pada awal komunikasi atau antar paket.

GapSense mungkin dapat meningkatkan pengalaman menggunakan Wi-Fi, Bluetooth, dan ZigBee. Tabrakan jaringan dapat memperlambat jaringan dan bahkan menyebabkan koneksi rusak atau panggilan terputus. Ketika Shin dan Zhang menguji jaringan nirkabel dalam lingkungan kantor simulasi dengan lalu lintas Wi-Fi sedang, mereka menemukan tingkat tabrakan sebesar 45 persen antara ZigBee dan Wi-Fi. Menggunakan GapSense memangkas tingkat tabrakan itu menjadi 8 persen. Tes mereka dari masalah "terminal tersembunyi" menunjukkan tingkat tabrakan 40 persen, dan GapSense mengurangi hampir ke nol, menurut siaran pers.

Satu lagi kemungkinan penggunaan GapSense adalah membiarkan perangkat Wi-Fi tetap waspada dengan menguras daya yang lebih sedikit. Cara Wi-Fi berfungsi sekarang, penerima menganggur biasanya harus mendengarkan titik akses yang harus disiapkan untuk lalu lintas masuk. Dengan GapSense, jalur akses dapat mengirim serangkaian pulsa dan celah berulang yang dapat dikenali oleh penerima saat berjalan pada laju jam yang sangat rendah, kata Shin. Tanpa sepenuhnya muncul dari idle, penerima dapat menentukan dari pesan yang berulang-ulang bahwa titik akses mencoba mengirimnya data. Fitur ini dapat mengurangi konsumsi energi perangkat Wi-Fi hingga 44 persen, menurut Shin.

Implementing GapSense akan melibatkan pembaruan firmware dan driver perangkat kedua perangkat dan titik akses Wi-Fi. Sebagian besar produsen tidak akan melakukan ini untuk perangkat yang sudah ada di lapangan, sehingga teknologi mungkin harus menunggu produk perangkat keras disegarkan, menurut Shin.

Paten pada teknologi sedang tertunda. Cara ideal untuk mengembangkan teknologi ini adalah melalui standar formal, tetapi bahkan tanpa itu, itu bisa menjadi sangat dianut jika dua atau lebih vendor utama melisensikannya, kata Shin.

Stephen Lawson mencakup teknologi seluler, penyimpanan dan jaringan untuk Layanan Berita IDG. Ikuti Stephen di Twitter di @sdlawsonmedia. Alamat email Stephen adalah [email protected]