Weightless era un conjunto de especificaciones de tecnología inalámbrica de red de área amplia de baja potencia (LPWAN) para intercambiar datos entre una estación base y muchas máquinas a su alrededor.
Cambridge Wireless celebró un evento en el Moller Centre de Cambridge (Reino Unido ) el 30 de septiembre de 2011. Neul, Landis+Gyr , Cable & Wireless y ARM Holdings ofrecieron presentaciones. El Weightless Special Interest Group (SIG) promovió la tecnología, anunciada el 7 de diciembre de 2012. El grupo estuvo dirigido por William Webb, profesor de Cambridge y fundador de la empresa Neul. Se celebró un evento posterior en septiembre de 2013, cuando se publicó la versión 1.0.
El nombre Weightless se eligió para reflejar la intención de que los dispositivos que necesitan comunicar cantidades reducidas de datos tengan un bajo consumo de recursos por transmisión. El logotipo de Weightless aparece en letras mayúsculas con la "W" en la esquina superior derecha de un recuadro azul claro con una línea azul sólida encima.
En septiembre de 2014, Neul fue adquirida por Huawei por un valor estimado de 25 millones de dólares. En 2015, la empresa Nwave Technologies anunció despliegues en Copenhague (Dinamarca ) y Esbjerg (Dinamarca) . Sin embargo, los observadores no notaron ningún producto en el mercado. Ubiik, una empresa con sede en Taiwán , anunció pedidos anticipados en 2017.
Weightless-N utiliza un esquema de modulación digital de modulación por desplazamiento de fase binaria diferencial (DBPSK) para transmitir dentro de bandas de frecuencia estrechas utilizando un algoritmo de salto de frecuencia para mitigar la interferencia y mejorar la seguridad. Proporciona cifrado y autenticación implícita utilizando un régimen de clave secreta compartida para codificar la información transmitida a través de un algoritmo AES de 128 bits. La tecnología admite la movilidad con la red que enruta automáticamente los mensajes del terminal al destino correcto. Se habilitan varias redes, generalmente operadas por diferentes empresas, y se pueden ubicar en el mismo lugar. Cada estación base consulta una base de datos central para determinar en qué red está registrado el terminal para decodificar y enrutar los datos en consecuencia.
Weightless-W utiliza un funcionamiento dúplex por división temporal con saltos de frecuencia y factores de expansión variables para aumentar el alcance y dar cabida a dispositivos de baja potencia en bandas de frecuencia o canales dentro de la banda de transmisión de televisión terrestre. Los canales utilizados por un transmisor de televisión cercano se identifican y no se ven afectados, mientras que los canales que no se utilizan para la transmisión de televisión se pueden asignar para su uso por dispositivos Weightless. [1]
Una red de estaciones base se comunica con Internet, o una red privada, para pasar información desde los dispositivos a un sistema informático y datos de vuelta a los dispositivos. El enlace descendente a los dispositivos utiliza intervalos de tiempo (TDMA), y el enlace ascendente a la estación base se divide en subcanales para que varios dispositivos puedan comunicarse con la estación base.
Inicialmente, se publicaron tres estándares de conectividad Weightless: Weightless-P, Weightless-N y Weightless-W. Weightless-N era una tecnología LPWAN de solo enlace ascendente. Weightless W fue diseñado para operar en el espacio en blanco de TV. Weightless-P, con tecnología de banda estrecha bidireccional destinada a funcionar en frecuencias ISM con y sin licencia , se llamó simplemente "Weightless". [2]
Una estación base transmite una trama Weightless recibida por unos cuantos miles de dispositivos. A los dispositivos se les asigna un tiempo y una frecuencia específicos para transferir sus datos de vuelta a la estación base. La estación base está conectada a Internet o a una red privada. La estación base accede a una base de datos para identificar las frecuencias o canales que puede utilizar sin interferir con las emisiones de televisión terrestre en su área local. [3]
Weightless es un protocolo de comunicaciones inalámbricas para comunicaciones de máquina a máquina (M2M), conocido como Internet de las cosas (IoT), en distancias que van desde unos pocos metros hasta unos 10 km. [4]
También se dice que se están desarrollando otras tecnologías que utilizan los canales que no se utilizan para la transmisión de televisión terrestre en un área en particular. Una de ellas es Wi-Fi bajo el estándar IEEE 802.11af . El estándar IEEE 802.22 define una capa MAC y PHY para espacios en blanco de TV que cumplen con los estándares internacionales y de la FCC para transmisión en este espectro. También define un modelo de protocolo general para negociar y seleccionar una banda de espectro compartida para el funcionamiento del dispositivo. Una implementación de Weightless Radio cumpliría con este estándar para compartir de manera cooperativa el espectro disponible.
Otra tecnología la desarrolla la empresa Sigfox . [5]
La especificación Weightless original fue desarrollada para un sistema de comunicación de máquina a máquina, de bajo costo y bajo consumo para su uso en el espacio en blanco entre canales de TV en 2011 por ingenieros que trabajaban en Neul en Cambridge, Reino Unido . [6] La especificación Weightless-W se basa en tecnología dúplex por división de tiempo con salto de frecuencia de espectro ensanchado en un intento de minimizar el impacto de la interferencia y con factores de ensanchamiento variables en un intento de aumentar el alcance (a expensas de una menor tasa de datos) y acomodar dispositivos de bajo consumo con bajas tasas de datos.
El estándar Weightless-W formal se publicó en febrero de 2013. El estándar Weightless-N se publicó en mayo de 2015. Para las redes que utilizan la tecnología Weightless-W, una estación base consulta una base de datos que identifica los canales que se están utilizando para la transmisión de televisión terrestre en su área local. Los canales que no se utilizan (el llamado espacio en blanco ) pueden ser utilizados por la estación base para comunicarse con terminales que utilicen el protocolo Weightless-W. Los puntos finales de los terminales se diseñaron para ser dispositivos de bajo costo que utilicen una energía mínima para que puedan funcionar de manera autónoma durante varios años. [7]
El protocolo Weightless-W opera en la banda de canales de televisión. El protocolo Weightless-W divide la banda en canales. Una estación base consulta una base de datos para determinar qué canales están en uso por las estaciones de transmisión de televisión terrestre en el área y cuáles están libres para su uso por dispositivos de espacio en blanco (como los que utilizan Weightless). Se utiliza una gama de técnicas de modulación y codificación para permitir que cada estación base se comunique a una variedad de velocidades con terminales, algunos de los cuales pueden estar cerca y otros a varios kilómetros de distancia. Las velocidades de datos pueden variar según la distancia y la presencia de interferencias de radio; se supone que el rango típico está entre aproximadamente 0,1 Mbit/s y 16 Mbit/s. El diseño de la interfaz aérea y el protocolo minimizan los costos del equipo y su consumo de energía. Un enlace descendente de banda ancha desde una estación base a un terminal utiliza una sola portadora en un canal de televisión no utilizado de 6 MHz (para EE. UU.) u 8 MHz (para el Reino Unido). [8]