Привет, в будни заинтересовала новость о WiLo — экспериментальном протоколе, который должен сочетать в себе плюсы двух протоколов: скорость и доступность установки Wi-Fi и дальность и энергоэффективность LoRa. На словах всё здорово, но по мере чтения меня всё больше одолевали сомнения, особенно меня убивала "технология эмуляции LoRa через OFDM" и "смена частоты". Причём сразу пошёл читать оригинал, но не сильно помогло.
Немного углубился сегодня в две технологии, чтобы правильно разобраться для себя, как всё-таки устроена работа эксперимента. Сейчас в принципе осознал, но это ровно случай "Инженер сначала делает, потом думает зачем", вот прям можно в учебные пособия вставлять с комментарием "как делать НЕ НАДО". (Не настолько всё плохо, но надо ж мне сделать интригующее вступление.)
Начнём по-порядку, чем отличается LoRa? В тотальный обзор не будем уходить, нам сейчас достаточно двух моментов:
-
LoRa может работать на меньших частотах, чем Wi-Fi. Оно и понятно — чем меньше частота, тем больше длина волны и тем дальше может выстрелить сигнал. Плюс меньше энергозатрат;
-
CSS (Chirp Spread Spectrum) — это технология модуляции, которая использует изменения частоты (chirp) для кодирования данных. CSS применяется в LoRa для обеспечения устойчивости передачи на большие расстояния с минимальной мощностью. В CSS частота сигнала плавно изменяется в пределах заданного диапазона, что делает его устойчивым к помехам.
От LoRa мы ждём энергоэффективности и дальности работы, закрепили. А теперь Wi-Fi, тут тоже достаточно двух моментов:
-
Уже упомянуто выше, но повторим — частота работы у Wi-Fi выше. Да, LoRa может использовать 2.4 ГГц... А может и не использовать. По упомянутым выше причинам. А Wi-Fi как раз полезна частота повыше, ибо он в первую очередь про скорость беспроводной локальной сети;
-
OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) — использует множество поднесущих на одной широкой полосе частот. Укомплектовываем побольше информации на каждый отдельный канал, сумма которых составляет нашу общую полосу частот. Это сделано как для помехоустойчивости, так и для увеличения передаваемой информации в единицу времени.
От Wi-Fi мы ждём простую установку и быструю скорость. Внимательный читатель заметил, что я выделил схожие принципы CSS и OFDM. Так вот, именно этим сходством и пользуются авторы эксперимента.
Над самой реализацией я могу ошибаться, но как я понял: если перенастроить работу OFDM Wi-Fi на меньшие размеры каналов, взять самые низкие (каналы с наименьшей частотой из общей полосы частот) и модулировать в них сигнал с меньшей частотой модуляции и большей длительностью импульса (как в LoRa), затем использовать получившуюся конфигурацию для плавного переключения каналов в процессе передачи — вот и образуется пародия на CSS.
Задумка интересная, вот только есть нюанс. И даже не один.
-
Скорость мы потеряли из-за модуляции, изменённой в угоду дальности;
-
"Простая установка" ставится под сомнение, если требуется перенастраивать OFDM;
-
Дальность в первую очередь обеспечивается длиной волны, а не технологией, против физики не попрёшь. Оно работает дальше и с большей помехоустойчивостью, но окупилась ли потраченная скорость этой прибавки в дальности? В статье упоминаются успешная отправка данных на расстоянии 500 метров... Я даже не стану упоминать, на какие дистанции способна LoRa. Зато упомяну, что и Wi-Fi способен на куда большие расстояния, тот же 802.11y (5 км в открытом поле). Это уже не совсем обычный Wi-Fi, да, но тем не менее это всё тот же протокол. Да и та же 802.11ac версия с 5 ГГц может стрелять до 400 метров в открытом поле;
-
Энергоэффективность, по словам самого автора, стала хуже: "On the other hand, one of WiLo’s limitations is the additional power consumption required for Wi-Fi devices to simultaneously handle communication and signal emulation — a problem Gao and his colleagues aim to address in future work."
А теперь я напомню заголовок: "WiLo — экспериментальный протокол, который должен сочетать в себе плюсы двух протоколов: скорость и доступность установки Wi-Fi и дальность и энергоэффективность LoRa." По итогу: скорость хуже, доступность установки под сомнением, энергоэффективность хуже, полученная прибавка в дальности не релевантная на фоне уже существующих вариаций Wi-Fi.
Не всё так печально, ибо само по себе рассмотрение такого метода модуляции и скрещения интересна с точки зрения методологии и некого архивного смысла. Мало ли в будущем такой же подход в других технологиях или сетевых протоколах даст плоды. Да WiLo может внезапно разобраться с текущими проблемами. Но пока что, если смотреть с чисто практической точки зрения — я бы не стал развивать этот проект, он не релевантен.
Это всего-лишь моя вторая статья на Хабре, надеюсь нигде не накосячил, но если видите ошибки, то отмечайте их, буду исправляться, конструктивная критика только приветствуется (ещё бы не приветствовал, это же Хабр, здесь в любом раскладе с потрохами сожрут). Также пишите своё о WiLo. А на этом всё, спасибо за внимание.
Автор: krutmaster
