Reinventar el internet: Cómo las redes inalámbricas podrían convertirse en los caballos de batalla de la web
En esta parte de nuestro informe especial sobre la reinvención de la internet, una mirada a cómo las redes inalámbricas del futuro deben evolucionar para entregar un mundo en el que los equipos móviles son los ordenadores estándar.
Seamos realistas: hoy internet es inalámbrica. Comcast puede proporcionar el cable coaxial en su hogar. Nivel 3 y AT & T pueden construir la red troncal de fibra óptica que conecta las ciudades. Y Google y Netflix pueden ejecutar los bancos de servidores masivos donde se origina su contenido. Pero el último salto en el dispositivo es más a menudo que no una inalámbrica, si se trata de la última milla, los últimos 20 metros, o el último centímetro.
El teléfono no está simplemente conectando a la torre de un portador distante. Él y su computadora portátil hop en su router Wi-Fi siempre que esté dentro del rango.Sus ordenadores portátiles hablar con el teléfono a través de Bluetooth. Es una tendencia que sólo se aumento. Más dispositivos - desde televisores, a los coches, a los semáforos - vienen con radios incrustadas, uniéndose a nuestros móviles, ordenadores portátiles y tabletas en la exigencia de más capacidad a lo largo de nuestras ondas cada vez más pobladas.
Para construir un mejor internet, que vamos a tener a construir mejores redes inalámbricas. Si no lo hacemos nos veremos obligados a revertir uno de los mayores logros tecnológicos del siglo 21: la desconexión del mundo de los cables.
Conexión más gadgets no es el único objetivo aquí. Necesitamos una conexión inalámbrica a Internet que no es sólo al alcance de más aparatos, y no sólo alimentar nuestra creciente deseo de velocidad. Necesitamos redes de banda ancha inalámbricas que están disponibles fuera de las grandes ciudades y se pueden conectar a la gran parte de la población mundial, de que tienen poco o ningún acceso a internet. Esas redes deben proporcionar conexiones consistentes y resistentes al pasar de un lugar a otro.
Lo más importante es que necesitamos los datos móviles esas redes proporcionan a ser barato - muy barato. El precio de la movilidad no puede seguir siendo de $ 15 - $ 20 al mes para un gigabit de datos, de lo contrario no vamos a hacer el móvil a Internet en absoluto. Estamos creando un juguete caro que la mayoría de la gente sólo puede acceder de forma limitada.
Podemos construir esa red inalámbrica, pero hay dos problemas que tenemos que resolver. El primero es un problema de la física, que la industria inalámbrica se puede hacer ejercicio en los laboratorios. El segundo es un problema de voluntad política.
Ponerse al día con Claude Shannon
Cuando el mundo habla sobre tecnología móvil, hay a menudo esta suposición simplista de que la industria móvil necesita para desarrollar ese gran salto en las tecnologías de radio para resolver sus problemas. Últimamente esas esperanzas se han depositado en el concepto amorfo llamado 5G y una sola mente se centran en la velocidad - todo lo que necesitamos es una conexión de 1 Gbps en el dispositivo .Pero el problema es casi tan sencillo, y para entender por qué, usted tiene que entender cómo las redes inalámbricas de trabajo.
La industria móvil ha tenido tradicionalmente tres palancas que puede tirar para construir redes más rápidas. El primero es el espectro: el ancho de banda más espectral se puede añadir a una red, el más ancho de banda está disponible para los datos. El segundo es la eficiencia espectral: empujar más bits en el mismo tamaño de la tubería. La tercera es la densidad: por la reducción de la zona geográfica a la transmisión tiene que cubrir, somos capaces de volver a utilizar el mismo espectro de una y otra; en otras palabras, creamos más "células".
Durante las últimas dos décadas, la industria móvil ha sido tirando de esa segunda palanca, al pasar de analógico a digital, de 2G a 3G, de 3G a LTE. Pero estamos llegando al punto en el que la palanca no se mueve más. Nuestras redes inalámbricas actuales están topando con el límite superior de la cantidad de bits por segundo pueden ser hacinados en hertz del espectro a través de cualquier vía de transmisión dada.
"Tenemos un montón de interfaces de radio que le llevará hasta los límites de lo que se puede transmitir a través de una antena", dijo la Asociación GSM Director Senior de Tecnología de Dan Warren en una entrevista reciente. Esa barrera se conoce como límite de Shannon , y en este momento estamos 99 por ciento del camino, dijo Warren. Tecnologías de radio están mejorando constantemente, pero para llegar a 99,5 por ciento del límite de Shannon no va a provocar una nueva revolución en telefonía móvil.
Claude Shannon, el padre de la teoría de la información, en los Laboratorios Bell en 1950. Shannon propuso que había un límite a la cantidad de información que pueda ser transmitida a través de un solo canal de comunicación. Estamos golpeando ese límite hoy. (Fuente: Alcatel-Lucent)
Pero ¿qué pasa con estas nuevas tecnologías que hemos estado oyendo últimamente como LTE-Advanced y Gigabit Wi-Fi , que ofrecen enormes ganancias en la velocidad? La cosa es que esos grandes aumentos de velocidad se llevan a cabo en gran medida por acumular más espectro en la red. Estamos ampliando nuestros carriles con más ondas de radio, no el aumento de la velocidad a la que la información puede fluir por encima de ellos.
En consecuencia, la industria inalámbrica en los últimos tiempos ha sido el bateo en esa primera palanca, como cualquiera que haya estado prestando atención a los debates de política en Washington y la ola de consolidación entre los operadores de telefonía móvil se habrá dado cuenta. Las grandes compañías están comprando sus contrapartes más pequeñas para cosechar sus ondas. El sector tecnológico está presionando a la FCC para ondas más sin licencia para que puedan construir más potentes redes Wi-Fi.
No hay ninguna fórmula mágica para sacarnos de que el próximo horizonte en redes inalámbricas, dijo Warren. En cambio, la industria está buscando en una serie de diferentes tecnologías que aumentarán la capacidad y ganarse una mayor eficiencia en la forma en que los datos se entregan.
Se ve de lleno en esa tercera palanca - espectro de reutilización - por el despliegue de células pequeñas que, básicamente, crear la misma cantidad de capacidad que nos íbamos a partir de una gran torre en un área mucho más pequeña. agrupaciones de antenas masivas podían mover las redes inalámbricas en las bandas superiores de frecuencias, como las ondas milimétricas que eran formalmente inutilizable para la conexión de cualquier tipo de dispositivo de consumo. Las nuevas tecnologías de formación de haces crearían señales más resistentes fuertes y por lo tanto las conexiones de forma más consistente rápidas al teléfono o tableta. Los transportistas incluso han comenzado el despliegue de redes definidas por software en sus núcleos para ayudarles a adaptarse a estas tecnologías que cambian con mayor rapidez.
CEO Ericsson, Hans Vestberg sostiene más reciente de células pequeñas de su compañía, la Radio Dot (Foto por Kevin Fitchard)
Rompiendo la barrera entre internets
Para que el Internet móvil se mejore, tiene que parecerse más a la propia Internet .El Internet es plana, altamente distribuida sin punto central de control. Por el contrario, las redes móviles, básicamente, se han construido en el modelo de nuestra red telefónica, un sistema altamente centralizado controlado por un núcleo de todo-poderoso que maneja las conexiones y el tráfico de todo el camino hasta la célula.
"Hemos tenido los mismos paradigmas de diseño desde los días de los Laboratorios Bell de lo que una célula se parece", dijo Vish Nandall, América del Norte director de tecnología y director de estrategia y marketing para proveedores de redes móviles de Ericsson. "Tenemos que interrumpir nuestra noción básica de lo que parece una red celular. ... Vamos a alejarse de la célula como unidad básica de diseño. "
En lugar de los dispositivos de unión a una sola célula, se podrían vincular a varios nodos en la red al mismo tiempo. La torre en la distancia podría proporcionar a su enlace de descarga, pero nuestro enlace ascendente puede ser enviado a una celda cercana pequeño más capaz de manejar la señal transmitida más débil de su teléfono. Un vídeo se ha podido analizar a cabo entre múltiples conexiones y vuelto a montar en nuestras pantallas de teléfonos móviles.
Vish Nandall, América del Norte director de tecnología de Ericsson en Movilízate 2013 (c) 2013 Pinar Özger pinar@pinarozger.com
Nandall está tomando un concepto relativamente nuevo en las redes móviles, denominada red heterogénea , y llevarlo a su extremo lógico. La idea es que ningún dispositivo tiene que estar atado a una sola red o de una sola transmisión. Podría acceder a Wi-Fi tan fácilmente como celular o cualquier número de otras tecnologías inalámbricas para encontrar la ruta más eficiente a Internet. Los diferentes tipos de contenido pueden tomar diferentes rutas, dependiendo de sus necesidades.Un correo electrónico podría seguir una latencia, circuito de bajo ancho de banda inferior a través de la red, mientras que una llamada de conferencia de vídeo se envía a través de una conexión altamente priorizado.
En este modelo, cualquier cosa puede ser un nodo que las rutas y los relés de tráfico en la red. En lugar de sólo la comunicación con otras células y puntos de acceso, nuestros teléfonos podrían ligarse entre sí. Un teléfono que tiene una conexión más fuerte con la red que su vecino c Ould relé esa conexión a través de Wi-Fi o Bluetooth . Teléfonos y células juntas podrían formar amplias redes ad-hocque podría eludir el núcleo de la red en su totalidad, el envío de comunicaciones locales y contenidos de Internet en caché a través de lo que equivale a una red de malla constantemente morphing.
Hay un límite a la cantidad de nodos que puede pegar en una red antes de llegar a un punto de los rendimientos decrecientes, dijo Nandall. Cada nuevo transmisor se introduce una mayor injerencia, y, finalmente, se obtiene una sopa de señales que llevan ninguna información en absoluto de la competencia. Pero la industria es cada vez mejor en el manejo y la mitigación de la interferencia creado cuando estas "células" se superponen.
El punto es, sin embargo, si cada dispositivo y cada nodo optimizan cada vía de transmisión es posible en la red, a maximizar su capacidad potencial. Puede aumentar el número de dispositivos que conecta simultáneamente a redes inalámbricas de manera exponencial y ofrecer mejores conexiones más rápidas, mientras que consume menos energía.
Es espectro muy escaso?
Sascha Meinrath (centro izquierda) de New America Foundation hablando en GigaOM Movilízate 2013 (c) 2013 Pinar Özger pinar@pinarozger.com
Si la maximización de la capacidad de la red es el objetivo, entonces la industria móvil está haciendo un pésimo trabajo, según Sascha Meinrath. Meinrath es director de X-Lab de la Fundación Nueva América y el fundador del Instituto de Tecnología Open, que se dedica a la construcción de redes de banda ancha de la comunidad que hacen que el acceso a Internet disponible y al alcance de todos sin pasar por los actores tradicionales de telecomunicaciones.
Meinrath cree que los modelos de negocio de los transportistas se basan en la falsa premisa de la escasez de espectro.El espectro es un recurso limitado - sólo hay tantas partes del espectro electromagnético sobre el cual podemos transmitir señales inalámbricas útiles hoy en día - y por lo tanto el ancho de banda deben ser racionados a cabo sobre una base limitada a precios elevados. Pero el punto de Meinrath es que el espectro no está limitado; es sólo estrechamente controlada por los gobiernos y las compañías.
En un punto dado, dijo Meinrath, el 90 por ciento del espectro que podría ser utilizado para los servicios de datos inalámbricos no se utiliza: los canales entre TV y radio, cientos de megahercios de frecuencias del gobierno poco utilizadas y de todos los grandes huecos en la cobertura celular a través de la país. Hablamos de las ondas está llena, pero vistos como un todo el espectro electrónico utilizable contiene una gran cantidad de aire muerto.
Una captura de pantalla White Spaces herramienta de base de datos de Google que muestra las frecuencias de televisión no utilizadas en todo el Medio Oeste (Fuente: Google)
"Escasez de espectro es un mito", dijo Meinrath. "Cualquier persona que sólo tiene que encender su radio FM para verlo."
Si el gobierno acaba de abrir esas frecuencias hasta el uso público, entonces podríamos construir redes radicales que podrían entregar enormes cantidades o capacidades barato, dijo Meinrath. Los operadores tradicionales podrían obtener acceso prioritario de sus ondas, pero cuándo y dónde no está utilizando cualquier persona debe ser capaz de aprovechar esas frecuencias utilizando Wi-Fi, espacios en blanco de banda ancha o de cualquier otra tecnología inalámbrica amplia o local-area que pueden acceder a ellos.
Ese es un argumento que Silicon Valley le gusta escuchar, y afecta en la corazón de un debate en curso a largo sobre ondas libres de utilizar sin licencia y ondas restringidas licencia de propiedad de las compañías. La industria móvil mantiene que ondas con licencia son la base fundamental de cualquier sistema inalámbrico, ya que están acostumbrados a construir redes gestionadas que pueden abarcar grandes distancias. Con la apertura de todas las ondas para uso sin licencia sin restricciones, se llega, en palabras de Warren, "carnicería", con las redes de trans-interfieren esencialmente se anulen entre sí.
Incluso bajo las restricciones existentes, las bandas sin licencia ya hay un lío de competir señales Wi-Fi y Bluetooth. Dicho esto, las bandas sin licencia puede ser caótico, pero es un caos hermoso. La industria Wi-Fi se ha hecho más que cualquier otro usuario de espectro para exprimir el máximo de provecho de su cantidad limitada de espectro. La inclusión de la tecnología Wi-Fi en el iPhone original hizo mucho más para impulsar la revolución teléfono inteligente de miserables de radio 2G del dispositivo.
No estoy argumentando a favor de la desaparición del operador de telefonía móvil, por cualquier medio, pero dada la innovación que se produjo el Wi-Fi, más ondas de radio que tenga que abrirse para su uso sin licencia y compartida - y un montón de ellos.
En última instancia, nuestro futuro de Internet móvil depende de ello. Los transportistas serán cruciales para la construcción de las redes móviles ubicuos que el pegamento todo juntos, pero el acceso a esas redes nunca va a ser bajísimo barato. Los datos móviles tendrán menos costoso, pero nunca se van a pagar diez dólares por 100 GB. De lo contrario, las compañías no tienen ningún incentivo económico para construir esas redes.
Pero si integramos tecnologías sin licencia, como Wi-Fi en las redes móviles - que ya está empezando a suceder con Hotspot 2.0 - y dar a aquellas tecnologías más espectro para ampliar, podemos establecer una fundación de la banda ancha abundante barata para equilibrar los costos más altos de banda ancha verdaderamente móvil.
Foto de Tomasz Wyszoamirski / Thinkstock
Lo que su futuro internet inalámbrico podría (y debería) ser similar
¿Entonces cuál es el final del juego aquí?
La situación ideal es un plan móvil que permite cambiar entre múltiples redes operadas por múltiples operadores y proveedores de Internet, la selección de los mejores y más baratas conexiones a medida que avanzan. El funcionamiento de ese plan ideal permanecerían opaca a los usuarios; que simplemente tener una conexión de banda ancha coherente en todos sus dispositivos y la libertad de consumir mayor cantidad de datos que les gustaba por una cuota mensual nominal pagado a una sola entidad.
Eso no va a suceder en el corto plazo. Creo que el internet móvil va convertirse barato, que va a ser ampliamente disponible y que va a proporcionar una experiencia de banda ancha mucho más consistente. Pero también va a tomar un poco de trabajo por nuestra parte. Estamos ya no va a depender de una sola empresa que ofrece una única conexión a través de una única red.
Hay cuatro compañías de telefonía móvil a nivel nacional en los EE.UU., y para el próximo año ese número podría reducirse a un mero tres . Si usted está esperando uno de esos operadores para satisfacer todas sus necesidades futuras de datos inalámbricos a continuación, se lo aseguro, usted va a estar decepcionado.Tendremos que aprovechar público Wi-Fi como las cuadrículas de punto de acceso que se están construyendo por los operadores de cable , y tendremos que fomentar el crecimiento de las redes comunitarias que se están construyendo por nuestros ayuntamientos, nuestros barrios o incluso las empresas de Internet como Google .
Concepto de inicio Open Garden de una red de malla crowdsourced (Fuente: Open Garden)
Ya estamos empezando a familiarizarse con el concepto de " Wi-Fi First ", en el que se utilizan datos celulares sólo cuando todas nuestras opciones de Wi-Fi se han agotado. En el futuro, podríamos tener opciones de tercero, cuarto y quinto, la explotación de nuevas redes que utilizan los espacios en blanco, los enlaces de corto alcance como WiGig o Bluetooth o nuevos estándares de red que aún no hemos imaginado.
Yo también creo que tengamos que abandonar la idea de que "poseer" nuestras conexiones. En un momento dado que estamos rodeados de redes inalámbricas, pero sólo tenemos permiso para acceder a uno o dos de ellos. Para hacer el uso más eficiente de espectro inalámbrico, que tendremos que usar todas las redes posibles a nuestra disposición. Tendremos que compartir nuestras conexiones , si eso significa dejar que un usuario Súbase a su red Wi-Fi o pedir prestado de radio de su teléfono inteligente para obtener un enlace rápido a la red 4G.
No estoy diciendo que compartimos nuestros planes de datos con extraños o abrimos nuestra información privada a cualquier persona con un dispositivo inalámbrico. Podemos establecer mecanismos para asegurar que nuestros propios dispositivos son seguros y que nos cobraron por los datos que consumimos en una conexión prestada. La idea puede sonar como una equivocada utopía socialista de banda ancha para algunos, pero no es realmente tan grande de un tirón. Es realmente sólo una extensión de un principio fundamental de la Internet.
Mientras que las compañías pueden poseer la infraestructura de las carreras y, nadie es dueño de la propia Internet. Podemos poseer nuestros teléfonos inteligentes y computadoras portátiles y routers Wi-Fi, pero tenemos que dejar de pensar en ellos como puntos terminales de la red. Tienen que formar parte de la red para que podamos construir una mejor conexión inalámbrica a Internet para todo el mundo.
Echa un vistazo a el resto de nuestro informe especial a continuación:
Las imágenes de Tomasz Wyszoamirski / Thinkstock y Pinar Özger . Imagen de bandera adaptado de Hong Li / Thinkstock . Logos adaptadas de El Proyecto Sustantivo : Castor y Pollux, Antsey Diseño, señor pixel y Bjorn Andersson.
Saludos
Rodrigo González Fernández
Diplomado en "Responsabilidad Social Empresarial" de la ONU
Diplomado en "Gestión del Conocimiento" de la ONU
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