Исследователи из Вашингтонского университета разработали технологию передачи данных стандарта Wi-Fi с энергопотреблением в по меньшей мере в тысячу раз меньшим по сравнению с Bluetooth LE или ZigBee. Свою работу разработчики намерены представить в марте текущего года на 13-м симпозиуме по проектированию и внедрению сетевых устройств. По данным исследователей, в максимальном режиме передачи данных энергопотребление элементов их системы в десять тысяч раз меньше аналогичного показателя для устройств Wi-Fi.

Разработанная американскими исследователями система может работать только в сетях стандарта 802.11b, вещающих в диапазоне 2,4 гигагерца. Она поддерживает все четыре скорости передачи данных в сетях такого стандарта: 1, 2, 5,5 и 11 мегабит в секунду. Для сравнения, стандарт 802.11n при вещании на частоте 2,4 гигагерца с поддержкой MIMO обеспечивает скорость передачи данных в 300 мегабит в секунду и до 450 мегабит в секунду на частоте 5 гигагерц.

Элементы Passive Wi-Fi. University of Washington

Суть энергоэффективности новой системы заключается в разобщении аналоговой и цифровой частей. Новая технология подразумевает использование одного аналогового передатчика, излучающего узкий немодулированный постоянный сигнал, укладывающийся в центральную часть радиоканала сети 802.11b. Благодаря этому передача сигнала становится возможной без провоцирования Wi-Fi роутера на увеличение мощности излучения. При превышении ширины помехи ширины канала вещания, роутеры 802.11b автоматически повышают мощность сигнала.

Помимо излучателя постоянного сигнала, который просто подключается в розетку, в систему входят несколько пассивных элементов. Они имеют лишь энергоэффективную цифровую часть и антенну. Такие пассивные элементы для работы преобразуют часть постоянного немодулированного сигнала в электричество. По этому принципу работы они похожи на транспондеры RFID. Пассивный элемент также выступает в роли модулятора, преобразуя постоянный сигнал в модулированный, понятный устройствам стандарта Wi-Fi.

Дальность действия одного пассивного излучателя составляет около 30 метров внутри помещений. Модулированный пассивными элементами сигнал без каких-либо дополнительных настроек может приниматься стандартным Wi-Fi-оборудованием. В модулированном сигнале пассивных элементов содержится информация с именем беспроводной сети, номером канала вещания, поддерживаемой скорости передачи данных. Кроме того, в него может добавляться служебная информация от роутера для сопряжения Wi-Fi устройств и пакеты с данными.

В целом разработанная Вашингтонским университетом технология получила название Passive Wi-Fi. По оценке разработчиков, их технология может быть использована для интернета вещей или при создании умного дома, в котором сенсоры и исполнительные устройства смогут подключаться к Wi-Fi сети напрямую без дополнительных аппаратных надстроек. Мощность излучения пассивных элементов системы напрямую зависит от мощности излучения аналогового передатчика. Соответственно, чем дальше элемент от передатчика, тем ниже мощность.

Цифровая часть пассивного элемента новой системы обеспечивает энергопотребление в 14,48 микроватта при скорости передачи данных в один мегабит в секунду и в 49,28 микроватта при скорости передачи данны в 11 мегабит в секунду.

В июне прошлого года исследователи Вашингтонского университета представили модифицированный Wi-Fi роутер, поддерживающий технологию Power over Wi-Fi. Такой роутер способен снабжать электричеством различные устройства: от температурных сенсоров до камер небольшого разрешения. При этом такое необычное использование роутера не приводит к существенному снижению качества предоставляемой им связи. Модификация касалась только режима использования такого устройства: радиосигнал транслируется постоянно.

Автор: Василий Сычёв