Учёные разработали новую гибридную технологию, которая объединяет Wi-Fi и протокол сети дальнего действия LoRa, представив новый концепт технологии под названием WiLo. Основная цель WiLo заключается в поддержке сетей Интернета вещей (IoT), таких как системы датчиков для сельского хозяйства или умных городов, где требуется передача данных на большие расстояния с минимальным энергопотреблением.
Источник изображения: Sebastian Kanczok/Unsplash
Профессор Дэмин Гао (Demin Gao) из Колледжа информационных технологий и науки в Нанкинском лесотехническом университете в Китае объясняет, что Wi-Fi сегодня ограничен в радиусе действия и требует относительно большого количества энергии. В то же время, технология LoRa отличается низким энергопотреблением и возможностью передачи данных на большие расстояния, что делает её популярной для IoT-приложений. «В WiLo мы объединили эти два протокола, чтобы использовать преимущества каждого из них без необходимости внедрения дополнительного оборудования для их объединения», — отметил Гао.
Исследовательская группа, в которую вошли представители университетов из Гонконга, Китая, Южной Кореи, США и Великобритании, а также сотрудники Intel из Германии, проводила свои эксперименты с использованием стандартного передатчика LoRa SX1280, произведённого Semtech. Хотя диапазон 2,4 ГГц используется как Wi-Fi, так и множеством других технологий, Wi-Fi и LoRa не могут взаимодействовать напрямую. Для решения этой проблемы учёные разработали алгоритм, который изменяет частоту передачи данных Wi-Fi, чтобы она соответствовала сигналам LoRa.
В техническом плане команда адаптировала стандарт мультиплексирования данных Wi-Fi (OFDM), чтобы он имитировал дальние сигналы, используемые LoRa (CSS). «Это позволяет стандартным устройствам Wi-Fi обмениваться данными на больших расстояниях, используя технологию LoRa без дополнительного оборудования», — пояснил Гао. В ходе тестов, проведённых как в помещении, так и на улице, технология WiLo продемонстрировала успешную (на 96 %) передачу данных на расстоянии до 500 метров.
Отмечается, что одним из главных преимуществ WiLo является возможность работы технологии на уже существующем оборудовании, что снижает затраты на её внедрение и упрощает масштабирование. Однако есть и недостатки. В частности, для одновременной работы Wi-Fi и эмуляции сигналов LoRa, устройства потребляют немало энергии. Учёные планируют решить этот вопрос в будущем, оптимизировав энергоэффективность, скорость передачи данных и устойчивость WiLo к помехам. «Следующим шагом с целью коммерциализации станет дальнейшая оптимизация системы, а также тестирование WiLo в различных условиях IoT», — сказал Гао.
