Con el crecimiento exponencial de miles de millones de dispositivos IoT, los diseñadores deben preocuparse más que nunca por la eficiencia energética en las redes inalámbricas que sirven a una amplia gama de entornos industriales y comerciales. Un enfoque propuesto por investigadores del Laboratorio de Investigación de IoT de la Universidad de Santa Clara es el uso de un punto de acceso Wi-Fi mejorado llamado Wiotap (Wi-Fi IoT AP). Este punto de acceso utiliza un mecanismo de programación de paquetes de enlace descendente que asigna una prioridad más alta al tráfico de IoT en comparación con el tráfico regular.

El punto de acceso Wiotap se basa en un algoritmo que utiliza un principio llamado “least-laxity first” (LLF) para asignar prioridades en función del tiempo que tardan los dispositivos de destino en despertarse para recibir una señal. Los investigadores crearon un banco de pruebas de su concepto con cuatro estaciones de IoT y tráfico regular en configuraciones de borde y nube. Para el escenario de borde, encontraron una reducción promedio del 18% en el consumo de energía y una reducción del 36% en la demora. Para la nube, encontraron una reducción promedio del 13% en el consumo de energía y una reducción del 18% en la demora.

Por supuesto, en cada escenario de diseño de IoT, los ingenieros deberán hacer compensaciones en las que la demora de la red inalámbrica puede ser más importante que la pérdida de energía (y otros factores), o viceversa. Sin embargo, el concepto de Wiotap muestra cómo una sucesión de investigadores está lidiando con formas de conservar energía en IoT junto con la calidad de servicio. “Los expertos de la industria y la academia coinciden en que la calidad de servicio en sistemas inalámbricos densos será una preocupación principal en el futuro cercano”, dijo uno de los investigadores de Santa Clara, Jaykumar Sheth, candidato a doctorado allí.

La calidad de servicio generalmente se refiere a la confiabilidad de la red, pero los ingenieros están comenzando a evaluar el consumo de energía con mayor intensidad. El potencial de consumo de energía de los dispositivos IoT ha empeorado en los últimos años, especialmente para dispositivos en aplicaciones como cámaras de seguridad o altavoces inteligentes que funcionan a tasas de comunicación más altas, según Sheth. “Afortunadamente, varios fabricantes y desarrolladores han comenzado a reconocer que la ineficiencia energética en los dispositivos IoT es una preocupación real”, agregó Sheth. “Por lo tanto, están adoptando nuevas técnicas de ahorro de energía. Sin embargo, algunos de estos mecanismos también afectan la calidad de servicio”.

“El problema más grande es cómo hacer que los dispositivos IoT sean más eficientes tanto en términos de eficiencia energética como de calidad de servicio”, agregó. Sheth y el investigador Behnam Dezfouli presentaron por primera vez Wiotap en julio de 2019 en el IEEE IoT Journal. La investigación fue parcialmente apoyada por Cypress Semiconductor, que fue adquirida por Infineon a mediados de 2019. Los investigadores están trabajando con ingenieros de Cypress/Infineon en pruebas y mejoras adicionales de Wiotap, que podrían incluirse en futuros productos, según Sheth.

Sheth señaló que si bien la investigación de Wiotap se centró en las comunicaciones de IoT, actualmente no existe una definición precisa en el diccionario de lo que constituye dispositivos IoT. “Hay una línea muy delgada entre los dispositivos regulares y los dispositivos IoT”, dijo. Los teléfonos inteligentes pueden o no considerarse dispositivos IoT según las aplicaciones que se utilicen, por ejemplo.