La descarga de datos móviles es el uso de tecnologías de red complementarias para entregar datos originalmente destinados a redes celulares. La descarga reduce la cantidad de datos que se transportan en las bandas celulares, liberando ancho de banda para otros usuarios. También se utiliza en situaciones en las que la recepción celular local puede ser deficiente, lo que permite al usuario conectarse a través de servicios cableados con mejor conectividad.
Las reglas que activan la acción de descarga móvil pueden ser establecidas por un usuario final (abonado móvil) o por un operador. [1] El código que opera sobre las reglas reside en un dispositivo de usuario final, en un servidor, o se divide entre los dos. Los usuarios finales realizan la descarga de datos para el control de costos del servicio de datos y la disponibilidad de mayor ancho de banda. Las principales tecnologías de red complementarias utilizadas para la descarga de datos móviles son Wi-Fi , femtocell y Integrated Mobile Broadcast . Se predice [¿ por quién? ] que la descarga de datos móviles se convertirá en un nuevo segmento de la industria debido al aumento del tráfico de datos móviles. [2] [ ¿plazo? ]
La creciente necesidad de soluciones de descarga se debe a la explosión del tráfico de datos de Internet, especialmente la creciente porción del tráfico que pasa por las redes móviles. Esto ha sido posible gracias a los dispositivos inteligentes que poseen capacidades Wi-Fi junto con pantallas grandes y diferentes aplicaciones de Internet, desde navegadores hasta aplicaciones de transmisión de video y audio. Además de los teléfonos inteligentes, las computadoras portátiles con capacidades de acceso 3G también se consideran una fuente importante de tráfico de datos móviles. Además, el Wi-Fi suele ser mucho menos costoso de construir que las redes celulares. [3] Se ha estimado que el tráfico total de Internet superaría los 235,7 exabytes por mes en 2021, frente a los 73,1 exabytes por mes en 2016. [4] Se espera que la tasa de crecimiento anual del 50% continúe y se mantenga fuera del crecimiento de los ingresos. [5] [6] [ ¿plazo? ]
Las tecnologías de Wi-Fi y femtoceldas son las principales tecnologías de descarga utilizadas por la industria. [7] Además, WiMax [8] y las redes terrestres (LAN) [9] también son candidatas para la descarga de datos móviles 3G. Las femtoceldas utilizan tecnologías de radio celular estándar, por lo que cualquier dispositivo móvil es capaz de participar en el proceso de descarga de datos, aunque se necesita alguna modificación para adaptarse a la diferente conexión de backhaul. [7] Por otro lado, las tecnologías de radio celular se basan en la capacidad de hacer planificación de red dentro del espectro autorizado. Por lo tanto, puede resultar difícil, tanto técnica como comercialmente, implementar masivamente puntos de acceso de femtoceldas. La red autoorganizada (SON) [10] es una tecnología emergente para abordar la implementación no planificada de femtoceldas (entre otras aplicaciones). La tecnología Wi-Fi es una tecnología de radio diferente a la celular, pero la mayoría de los dispositivos móviles con capacidad para Internet ahora vienen con capacidad Wi-Fi. Ya hay millones de redes Wi-Fi instaladas principalmente en áreas congestionadas como aeropuertos, hoteles y centros urbanos y el número está creciendo rápidamente. [11] Las redes Wi-Fi están muy fragmentadas, pero recientemente se han hecho esfuerzos para consolidarlas. La consolidación de las redes Wi-Fi se está llevando a cabo tanto a través de un enfoque comunitario, siendo Fon el principal ejemplo, como mediante la consolidación de los operadores de redes Wi-Fi. [12] [ ¿plazo? ]
La descarga de Wi-Fi es un dominio empresarial emergente en el que varias empresas ingresan al mercado con soluciones patentadas. Como la estandarización se ha centrado en el grado de acoplamiento entre las redes celulares y Wi-Fi, las soluciones en competencia se pueden clasificar en función del nivel mínimo necesario de interfuncionamiento de redes. Además de la estandarización, las comunidades de investigación han estado explorando un diseño más abierto y programable para resolver el dilema de la implementación. [13] [14] [15] Otro criterio de clasificación es el iniciador del procedimiento de descarga. [ cita requerida ]
Dependiendo de los servicios que se van a descargar y del modelo de negocio, puede existir la necesidad de una estandarización de interfuncionamiento. Los esfuerzos de estandarización se han centrado en especificar un acoplamiento estrecho o flexible entre las redes celulares y Wi-Fi, especialmente de una manera controlada por la red. [16] La arquitectura de la Red de Acceso Genérico Mejorado () [17] basada en 3GPP aplica un acoplamiento estrecho , ya que especifica el redireccionamiento de la señalización de la red celular a través de las redes de acceso Wi-Fi. Se considera que Wi-Fi es una red de acceso por radio (RAN) WLAN no 3GPP. [18] 3GPP también ha especificado una solución alternativa de acoplamiento flexible para Wi-Fi. El enfoque se denomina arquitectura de LAN inalámbrica de interfuncionamiento (IWLAN) [19] y es una solución para transferir datos IP entre un dispositivo móvil y la red central del operador a través de un acceso Wi-Fi. En la arquitectura IWLAN, un dispositivo móvil abre un túnel VPN/IPsec desde el dispositivo hasta el servidor IWLAN dedicado en la red central del operador para proporcionar al usuario acceso a los servicios de jardín amurallado del operador o a una puerta de enlace a Internet pública. Con un acoplamiento débil entre las redes, el único punto de integración e interfuncionamiento es la arquitectura de autenticación común. [ ¿plazo? ]
La forma más sencilla de descargar datos a las redes Wi-Fi es tener una conexión directa a Internet pública. Esta alternativa sin acoplamiento omite la necesidad de estandarización de interfuncionamiento. Para la mayor parte del tráfico web no hay valor agregado para enrutar los datos a través de la red central del operador. En este caso, la descarga puede llevarse a cabo simplemente cambiando el tráfico IP para utilizar la conexión Wi-Fi en el cliente móvil en lugar de la conexión de datos celulares. En este enfoque, en la práctica, las dos redes están totalmente separadas y la selección de red la realiza una aplicación cliente. Los estudios muestran que se puede descargar una cantidad significativa de datos de esta manera a las redes Wi-Fi incluso cuando los usuarios están en movimiento. [20] [21] [ ¿plazo? ] [22]
Sin embargo, la descarga no siempre significa una reducción del consumo de recursos (capacidad requerida del sistema) en la red del operador. Bajo ciertas condiciones y debido a un aumento de la ráfaga del tráfico no descargado (es decir, el tráfico que finalmente llega a la red del operador de manera regular), la cantidad de recursos de red para ofrecer un nivel dado de QoS aumenta. [23] En este contexto, la distribución de los períodos de descarga resulta ser el principal parámetro de diseño para implementar estrategias de descarga efectivas en la red de MNO haciendo que el tráfico no descargado tenga menos cola pesada, reduciendo así los recursos necesarios en la red del operador. [ ¿periodo de tiempo? ] . El consumo de energía en la descarga también es otra preocupación. [24]
Existen tres esquemas de iniciación principales: iniciación de escaneo de WLAN, iniciación del usuario e iniciación administrada de forma remota. En la iniciación basada en escaneo de WLAN, el dispositivo del usuario realiza periódicamente un escaneo de WLAN. Cuando se encuentra una red Wi-Fi conocida o abierta, se inicia un procedimiento de descarga. En el modo iniciado por el usuario, se le solicita al usuario que seleccione qué tecnología de red se utiliza. Esto sucede generalmente una vez por sesión de acceso a la red. En el enfoque administrado de forma remota, un servidor de red inicia cada procedimiento de descarga solicitando al administrador de conexión de un dispositivo de usuario específico. El enfoque administrado por el operador es una subclase del enfoque administrado de forma remota. En el enfoque administrado por el operador, el operador monitorea su carga de red y el comportamiento del usuario. En el caso de una congestión de red futura , el operador inicia el procedimiento de descarga.
La función de selección y descubrimiento de redes de acceso (ANDSF) es el enfoque 3GPP más completo hasta la fecha [25] para controlar la descarga entre redes de acceso 3GPP y no 3GPP (como Wi-Fi). El propósito de la ANDSF es ayudar a los dispositivos de los usuarios a descubrir redes de acceso en su vecindad y proporcionar reglas (políticas) para priorizar y administrar las conexiones a todas las redes. [ ¿plazo? ]
3GPP ha comenzado a estandarizar la función Access Traffic Steering, Switching & Splitting (ATSSS) para permitir que los dispositivos 5G utilicen diferentes tipos de redes de acceso, incluido el Wi-Fi. El servicio ATSSS aprovecha el protocolo TCP Multipath para permitir que los dispositivos 5G utilicen simultáneamente diferentes redes de acceso. La experiencia con el uso de TCP Multipath en iPhones ha demostrado que la capacidad de utilizar simultáneamente Wi-Fi y celular fue clave para brindar soporte para transferencias sin inconvenientes. La primera versión de la especificación ATSSS aprovecha el protocolo de conversión 0-rtt desarrollado dentro del IETF . En agosto de 2019 se demostró una implementación prototipo de este servicio.
Muchos sistemas operativos ofrecen un administrador de conexión que puede cambiar automáticamente a la red Wi-Fi si detecta una red Wi-Fi conocida. Esta funcionalidad se puede encontrar en la mayoría de los sistemas operativos modernos (por ejemplo, en todas las versiones de Windows a partir de XP SP3, Ubuntu, Nokia N900, Android y Apple iPhone). Los administradores de conexión utilizan varias heurísticas para detectar las conexiones de red con mejor rendimiento. Estas incluyen la realización de solicitudes DNS para nombres conocidos a través de las interfaces de red recién activadas, el envío de consultas a servidores específicos, etc. Cuando tanto la interfaz Wi-Fi como la interfaz celular están activas, los teléfonos inteligentes Android generalmente preferirán la Wi-Fi, ya que generalmente no se mide. Cuando un teléfono inteligente de este tipo decide cambiar de una interfaz a otra, es necesario restablecer todas las conexiones TCP activas. [ cita requerida ]
Multipath TCP resuelve este problema de transferencia de una manera limpia. Con Multipath TCP , las conexiones TCP pueden usar tanto la interfaz Wi-Fi como la celular durante la transferencia. [26] Esto significa que las conexiones TCP en curso no se detienen cuando el teléfono inteligente decide cambiar de una red a otra. A partir de enero de 2020, Multipath TCP es compatible de forma nativa con iPhones, pero se usa con menos frecuencia en teléfonos inteligentes Android, excepto en Corea del Sur. En iPhones desde iOS9, el subsistema Wi-Fi Assist monitorea la calidad de la conexión de red subyacente. Si la calidad cae por debajo de un umbral determinado, Wi-Fi Assist puede decidir mover las conexiones Multipath TCP establecidas a otra interfaz. Inicialmente, esta función se usaba para la aplicación Siri . Desde iOS12, cualquier aplicación habilitada con [Multipath TCP] puede beneficiarse de esta función. Desde iOS13, Apple Maps y Apple Music también se pueden descargar de Wi-Fi a celular y viceversa sin ninguna interrupción. [ cita requerida ]
Con la creciente disponibilidad [ ¿cuándo? ] de redes entre dispositivos (por ejemplo, Bluetooth o WifiDirect), también existe la posibilidad de descargar datos tolerantes a retrasos a la capa de red ad hoc . En este caso, los datos tolerantes a retrasos se envían solo a un subconjunto de receptores de datos a través de la red 3G, y el resto se reenvía entre dispositivos en la capa ad hoc en forma de múltiples saltos. Como resultado, el tráfico en la red celular se reduce o se desplaza a redes entre dispositivos. [27] [ ¿plazo? ] [28]
AT&T Inc. (NYSE:T) y Starbucks (NASDAQ:SBUX) anunciaron hoy sus planes de ofrecer el servicio AT&T Wi-FiSM en más de 7000 establecimientos Starbucks operados por la compañía en los Estados Unidos.