Análisis de saturación en prototipo Li-Fi Net

Para realizar un análisis de saturación es necesario mantener una conexión de dispositivos Wi-Fi & Li-Fi al mismo tiempo con la finalidad de disponer de la información necesaria que permita establecer el comportamiento de estas tecnologías, si las mismas son sometidas a pruebas que saturen la transmisión.

Se utiliza para la práctica una conexión de banda ancha fija que en la actualidad en su gran mayoría son utilizados por usuarios de internet en casa con una velocidad de 4 Megas, esto sí, antes de realizar la comparación de las tecnologías es importante señalar que la

compartición promedio que ofrecen la mayoría de planes es de 8 a 1, esto quiere decir que el ancho de banda puede ser compartido con hasta ocho usuarios a la vez.

Siendo necesario calcular la velocidad de descarga real y de esta manera poder realizar la práctica del análisis comparativo de saturación a partir de los 4 Mbps como podemos ver un la figura 74, de tal manera si dividimos 4096 para 8 usuarios tendremos 512 Kbps, esto quiere decir que podríamos descargar una imagen de 512 Kb en un segundo.

A partir de esta información se diseña una red hibrida conformada por equipos que mantienen una transmisión de datos inalámbrica bajo las tecnologías Li-Fi y Wi-Fi, la misma que se encuentra diseñada de la siguiente manera, ver figura 75.

Figura 75. Diseño de red hibrida

Al descargar archivos de internet como películas, música o videos se conocerá la velocidad real de descarga, para lo cual utilizaremos una web llamada thinkbroadband que nos permita realizar este tipo de pruebas de conexión y analizar la velocidad de descarga en los dispositivos, siendo posible mediante este enlace probar y descarga un conjunto de archivos de diferentes tamaños que simulan ser reales.

Figura 76. Enlace thinkbroadband

Un archivo pequeño de 20 MB proporciona la ayuda necesaria para probar la velocidad de descarga del servidor, los archivos grandes pueden ser utilizados si se mantiene una velocidad de conexión superior a 10 Mbps el cual no es nuestro caso. Por medio del programa BitMeter se analiza de forma gráfica el comportamiento de bajada de archivos en cada tecnología de transmisión inalámbrica de datos conectado en la red con la finalidad de poder verificar su comportamiento, la escala de los gráficos se encuentra ajustada a un valor máximo de 100000 bytes/seg siendo las unidades para el área de lectura en Kb/s. Los colores de la gráfica se establecen de la siguiente manera:

 El color negro usado para dibujar las líneas o barras en el gráfico principal, que representa la velocidad de descarga

 El color gris usado para dibujar la zona donde se cruzan las barras de carga (UL) y descarga (DL) en el grafico principal

 El color blanco usado para dibujar las líneas o barras en el grafico principal, que representa la velocidad de carga

Se descarga 20 MB, se estima un tiempo promedio de la siguiente manera: 20 * 1000 = 20000

20000 / 512 = 39,0625 39,0625 / 60 = 0,65

Este resultado indica la demora aproximada de descarga de un poco más de un minuto, esta información es importante ya que permite establecer un rango aproximado de descarga el cual debe ser constante independiente del número de equipos que estén conectados en la red con la finalidad de evitar una pérdida de velocidad en la transmisión de datos. La saturación puede ser ocasionada por un factor simple como es el aumento de dispositivos ocasionado por una demanda excesiva en la red que inciden directamente en su rendimiento.

Siendo Li-Fi un sistema de conexión por luz al internet, es decir emplea el

espectro de luz visible para permitir la comunicación inalámbrica, se compara esta tecnología en algunas prácticas con el tradicional Wi-Fi que emplea frecuencia de radio, el prototipo Li-Fi utilizado mantiene una conexión de 400 Kbps, el cual permitirá realizar las pruebas necesarias.

Se observa los resultados de la prueba realizada, la misma que coincide con los resultados teóricos de una velocidad de descarga de aproximado de un poco más de un minuto siendo el resultado comparativo con una diferencia mínima de 15 segundos. Se establece tres prácticas con un incremento paulatino de equipos conectados con la finalidad de establecer el comportamiento de estas tecnologías y determinar los causales necesarios para determinar si existe saturación. Para lo cual se crea y configura una red local adsl conformado por dos equipos mediante conexión inalámbrica Li-Fi y Wi-Fi respectivamente con la finalidad de comprobar el tiempo que demora en descargar 20 MB desde un servidor externo.

Figura 77. Práctica 1. Wi-Fi

Figura 78. Práctica 1. Li-Fi

En las figuras se puede observar el comportamiento de estas tecnologías al momento de ejecutar en el mismo instante una descarga igual de 20 MB, si bien es cierto el proceso de la descarga es mucho más rápido en Wi-Fi, ya que el prototipo Li-Fi mantiene una velocidad de transmisión inferior y al ser importante el análisis de saturación es necesario crear y configurar una red local con router adsl conformado por tres equipos Wi-Fi y un equipo Li-Fi mediante conexión inalámbrica con la finalidad de comprobar el tiempo que se demora en descargar 20 MB de un servidor externo, siendo estos los resultados.

Figura 79. Práctica 2. Wi-Fi

Figura 80. Práctica 2. Li-Fi

En esta ocasión se puede verificar en la figura 79 que la red inalámbrica Wi-Fi decae de forma significativa su transmisión ocasionado por el aumento de equipos de esta tecnología conectados en el router adsl saturando la transmisión la cual activa la alerta que representa una caída en la velocidad siendo consecuencia de una saturación en la red. Se establece una nueva practica para lo cual se crea y configura una red local con router adsl conformado por cuatro equipos Wi-Fi y un equipo Li-Fi mediante conexión inalámbrica con la finalidad de comprobar el tiempo que se demora en descargar 20 MB de un servidor externo.

Figura 81. Práctica 3. Wi-Fi

Figura 82. Práctica 3. Li-Fi

Luego de medir el ancho de banda en las pruebas realizadas controlando la

velocidad de bajada de la conexión a internet, se genera un gráfico estadístico con un conjunto de datos recopilados los cuales nos permiten establecer algunos resultados.

La simulación de saturación en la red construida para estas pruebas se concluye mediante los resultados obtenidos, que existe una disminución paulatina de la velocidad y tiempo de descarga en los equipos que mantienen una comunicación inalámbrica Wi-Fi ocasionado por

el incremento de dispositivos con esta tecnología a la red, lo cual terminaría produciendo una saturación en la red, esta simulación no es muy distante de la realidad ya que son muchos los dispositivos que actualmente se encuentran conectados que ya provocan saturación por la enorme demanda de datos inalámbricos que prácticamente están acorralando a la tecnología Wi-Fi, a su vez bajo la misma condición el equipo Li-Fi mantiene un equilibrio del tiempo de bajada como su velocidad de descarga siendo esto muy independiente del número de equipos que se conecten en la red.

Figura 83. Saturación de red inalámbrica

En las pruebas realizadas se determina que la velocidad de transmisión en Li-Fi no se encuentra degradada, manteniendo constante su velocidad, lo cual es posible al tener una topología de transmisión peer to peer eliminando cualquier posibilidad de saturación en el canal de transmisión. El prototipo no produce saturación cuando existen múltiples conexiones en simultáneo.

1:21 16:35 7:48 17:57 8:41 17:48 Wi-Fi Li-Fi Wi-Fi Li-Fi Wi-Fi Li-Fi

Prueba 1 Prueba 2 Prueba 3

Saturación de red inalámbrica