211service.com
Et båndbreddegennembrud
Akademiske forskere har forbedret den trådløse båndbredde med en størrelsesorden – ikke ved at tilføje basestationer, tappe mere spektrum eller skrue op for senderens watt, men ved at bruge algebra til at eliminere den netværkstilstoppende opgave at gensende tabte datapakker.
Ved at give mobile enheder nye måder at løse manglende data på, eliminerer teknologien ikke kun denne spildende proces, men kan også problemfrit flette datastrømme fra Wi-Fi og LTE - et spring fremad fra andre tilgange, der skifter frem og tilbage. Ethvert IP-netværk vil drage fordel af denne teknologi, siger Sheau Ng, vicepræsident for forskning og udvikling hos NBC Universal.
Flere virksomheder har licenseret den underliggende teknologi i de seneste måneder, men detaljerne er underlagt fortrolighedsaftaler, siger Muriel Medard, professor ved MIT's Research Laboratory of Electronics og en leder i indsatsen. Elementer af teknologien er udviklet af forskere ved MIT, University of Porto i Portugal, Harvard University, Caltech og Technical University of München. Licenseringen sker gennem en MIT/Caltech-startup kaldet Code-On-teknologier .
Det underliggende problem er enormt og voksende: På en typisk dag i Boston, for eksempel, bliver 3 procent af pakkerne droppet på grund af interferens eller overbelastning. Tabte pakker forårsager forsinkelser i sig selv og genererer derefter ny frem og tilbage netværkstrafik for at erstatte disse pakker, hvilket forværrer det oprindelige problem.
De praktiske fordele ved teknologien, kendt som kodet TCP, blev set på en nylig testkørsel på et New York-til-Boston Acela-tog, der er berygtet for dårlige forbindelser. Ved at øge deres tilgængelige båndbredde - mængden af data, der kan videresendes i en given periode - kunne Medard og studerende se blipfri YouTube-videoer, mens nogle andre passagerer kæmpede for at komme online. De spurgte os ’Hvordan gjorde du det?’, og vi sagde ’Vi er ingeniører!’ joker hun.
Mere strenge laboratorieundersøgelser har vist store fordele. Ved at teste systemet på Wi-Fi-netværk på MIT, hvor 2 procent af pakkerne typisk går tabt, fandt Medards gruppe ud af, at en normal båndbredde på en megabit per sekund blev øget til 16 megabit per sekund. I en situation, hvor tabene var 5 procent - almindeligt på et hurtigtkørende tog - øgede metoden båndbredden fra 0,5 megabit per sekund til 13,5 megabit per sekund. I en situation med nul tab var der kun ringe om nogen fordel, men tabsfri trådløse scenarier er sjældne.
Medards arbejde er et vigtigt gennembrud, der lover væsentligt at forbedre båndbredden og oplevelseskvaliteten for mobildatabrugere, der oplever dårlig signaldækning, siger Dipankar Ray Raychaudhuri, direktør eller Winlab ved Rutgers University (se Pervasive Wireless). Han forventer, at teknologien vil blive udbredt bredt inden for to til tre år.
For at teste teknologien i mellemtiden satte Medards gruppe proxy-servere op i Amazon-skyen. IP-trafik blev sendt til Amazon, kodet og derefter afkodet som en applikation på telefoner. Fordelen ville måske være endnu bedre, hvis teknologien blev indbygget direkte i sendere og routere, siger hun. Det kan også bruges til at fusionere trafik, der kommer over Wi-Fi og mobiltelefonnetværk i stedet for at tvinge enheder til at skifte mellem de to frekvenser.
Teknologien forvandler den måde, pakker med data sendes på. I stedet for at sende pakker, sender den algebraiske ligninger, der beskriver rækker af pakker. Så hvis en pakke forsvinder, i stedet for at bede netværket om at sende den igen, kan den modtagende enhed selv løse den manglende. Da de involverede ligninger er enkle og lineære, er behandlingsbelastningen på en telefon, router eller basestation ubetydelig, siger Medard.
Hvorvidt gevinster set i laboratoriet kan opnås i en fuldskala-implementering skal vise sig, men det faktum, at forbedringerne var så store, tyder på et gennembrud, siger Ng, NBC-direktøren, som ikke var involveret i forskningen. I laboratoriet, hvis du kun finder en lille forbedringsmargin, vil ingeniørerne være skeptiske. Ser man på, hvad de har gjort i laboratoriet, er det bestemt en forbedring i størrelsesorden - og det er bestemt meget opmuntrende, siger Ng.
Hvis teknologien fungerer i storskala-implementeringer som forventet, kan det hjælpe med at forhindre et spektrum af krise. Cisco Systems siger, at i 2016 vil mobil datatrafik vokse 18 gange – og Bell Labs går længere og forudsiger vækst med en faktor 25. Den amerikanske føderale kommunikationskommission har sagt, at spektret af tilgængelige trådløse frekvenser kan løbe tør inden for et par timer. flere år.
Medard stopper med at sige, at teknologien vil forhindre en spektrumknas, men hun bemærker, at det nuværende system er groft ineffektivt. Der er helt sikkert meget alvorlige ineffektiviteter, der bør rettes op på, før man overvejer at anskaffe flere ressourcer, siger hun.
Hun siger, at da hendes gruppe kom online på Acela, var YouTube-videoen, de så, af universitetsstuderende, der spillede en virkelig version af videospillet Angry Birds. Kvaliteten af videoen var god. Kvaliteten af indholdet - vi har ikke løst, siger Medard.