GOAL!!!! Help, ik heb geen bereik...

De reputatie van Wi-Fi is ronduit slecht. Iedereen die wel eens vanuit de trein, een voetbalstadion, expositieruimte of popconcerthal geprobeerd heeft een selfie of filmpje te plaatsen op Instagram of YouTube zal dit beamen. Een goed werkende Wi-Fi-verbinding lijkt soms wel op een lot uit de loterij. “Ik had geen bereik”, zo wijzen mensen al snel beschuldigend naar het Wi-Fi-protocol. Dat is lang niet altijd terecht.

De kritiek op het functioneren van Wi-Fi is niet van vandaag of gisteren. Twee jaar geleden waarschuwden onderzoekers van Universiteit Twente in een wetenschappelijk artikel al dat het protocol technisch tegen zijn grenzen aan liep. Met name in drukke omgevingen, met veel verschillende netwerken en meerdere apparaten die gebruikmaken van draadloos internet, daalt de efficiëntie van Wi-Fi sterk. In sommige gevallen zelfs tot onder de 20 procent. Dit betekent dat tachtig procent van de inhoud van de Wi-Fi-signalen bestaat uit overhead en slechts twintig procent uit de data waar het de gebruiker om gaat. De reden hiervoor is dat hoe meer apparaten tegelijkertijd gebruikmaken van een netwerk, en hoe meer netwerken er actief zijn, hoe meer bandbreedte gebruikt wordt voor verschillende controlemechanismes. Dit gaat per definitie ten koste van het daadwerkelijke dataverkeer.

High density

De onderzoekers uit Twente hadden drie testsituaties ingericht: de collegezaal, de kantooromgeving en de thuissituatie. De grootste problemen traden op in de collegezaalopstelling. Logisch, want hier was de vraag naar bandbreedte het hoogste. Dat geldt ook voor luchthavens, een drukke binnenstad, kantoorparken, enzovoorts. In vakjargon noemt men dit high density-omgevingen. Het gaat dus om alle locaties waar veel gebruikers samenkomen. Engels onderzoek uit 2009 had al eerder uitgewezen dat de 2.4 GHz band in een stad als London overvol raakte. “Wi-Fi is een inefficiënte manier van communiceren geworden. Nu de band steeds drukker wordt, komen er waarschijnlijk steeds meer problemen”, zo luidden de onderzoekers de noodklok. Een waarschuwing waarmee ze de pers haalden. De onderzoekers pleitten zelfs voor een nieuwe Wi-Fi-standaard. We zijn nu twee jaar verder en het aantal mobiele apparaten is explosief gestegen, denk aan smartphones, tablets en draadloze printers. Wi-Fi is nog steeds razend populair en van de onderzoekers is niet veel meer vernomen. Waarmee ik overigens niet wil suggereren dat ze ongelijk hadden. Hoewel de technologie sinds de introductie van de Wi-Fi-standaard in de jaren tachtig niet wezenlijk meer is gewijzigd, zijn er in de tussentijd wel degelijk slimme technologieën ontwikkeld. ‘Smart’ is het nieuwe modewoord.

Uitval

Enkele maanden geleden was het opnieuw raak. Deze keer waren het wetenschappers van de Rijksuniversiteit Groningen die in opdracht van Agentschap Telecom stemming maakten. “Het risico op uitval van draadloze apparatuur in gezondheidszorg en industrie wordt onderschat”, zo concludeerden ze in een rapport met de hoogdravende titel: Societal Impact of Wireless Revolution in the Netherlands and Possible Measures, waarmee werd gesuggereerd dat maatregelen gewenst zijn. “De groei van draadloze apparaten in de gezondheidszorg is enorm”,  zo lichtte projectleider en hoogleraar Information Management Hans Wortmann van de Rijksuniversiteit Groningen toe. Hij gaf ook voorbeelden. Een alarm dat afgaat wanneer een oudere valt, patiënten die een morfinepomp hebben, hartpatiënten die dagelijks zelf hun medische status kunnen doorgeven, of de specialist die zijn dagelijkse ronde door het ziekenhuis doet met een mobiele computer. Zowel de aansturing van deze apparaten als de bediening op afstand verloopt tegenwoordig via de ether, maar deze frequenties worden door de draadloze revolutie steeds intensiever benut. Gevolg is dat de kans op storingen, en daarmee ongelukken, steeds groter wordt. De toon was gezet. Nadere bestudering van het rapport leert echter dat het met die ongelukken wel mee valt. In het rapport worden in ieder geval geen concrete voorbeelden gegeven. Bovendien zwakten de onderzoekers hun harde hoofdconclusie zelf af. “Met name bij grote organisaties blijkt het bewustzijn wel voldoende aanwezig. Zowel grotere industriële bedrijven als ziekenhuizen nemen dit onderwerp mee in hun risicomanagement. Ook hebben zij alternatieven voor het geval dat de verbinding uitvalt.” Het probleem zit hem dus vooral bij de kleinere organisaties. Zo constateren de onderzoekers bij de vele kleinere gezondheidsorganisaties en kleinere bedrijven een te groot vertrouwen in het functioneren van Wi-Fi-apparatuur. Daar heeft men niet nagedacht over de gevolgen als door een grote storing veel verbindingen niet werken. Dergelijke noodscenario’s ontbreken. Ook de kleinere industriële bedrijven maken immers veel gebruik van draadloze apparatuur en lopen risico op uitval. Voorbeelden zijn barcodescanners in de magazijnen, de aansturing van hijskranen in de fabriek of medewerkers die rondlopen met een tablet om gegevens over de productie en de machines in te zien. Toch hebben de door de onderzoekers gesignaleerde gevaren niet zoveel te maken met de werking van het Wi-Fi-protocol als zodanig. Er is eerder sprake van een gebrekkig risicomanagement in bedrijven en instellingen.

Smart

Terwijl wetenschappers met ongetwijfeld de beste intenties, vooral wijzen op de gevaren en risico’s van Wi-Fi, werken innovatieve ondernemingen in Silicon Valley, maar ook in China, gestaag aan allerlei ‘smart technologies’ met als doel om de user experience van Wi-Fi-gebruikers verder te verbeteren. Zij zien vooral de ongekende mogelijkheden van Wi-Fi en investeren fors in nieuwe technieken. Denk hierbij aan zogenoemde ‘adaptive’ en ‘sectorized’ antennesystemen die zichzelf aanpassen aan de omgeving. Maar ook aan hoog vermogen antennes en richtantennes die vanuit een hoek van 30 of 120 graden heel gericht signalen sturen naar de mobiele apparaten van bijvoorbeeld een groepje stadionbezoekers. Deze signalen worden gescheiden, waarmee wordt voorkomen dat twee naburige access points met elkaar in conflict komen als gevolg van interferentie. Wi-Fi-signalen worden dus alleen maar verzonden naar plekken waar ze nodig zijn. Kortom: intelligente richtantennes selecteren op basis van algoritmes continu op het juiste moment het best presterende pad voor een willekeurig datapakket. Dankzij deze technieken biedt een zogenoemd Connected Stadium tegenwoordig véél meer dan alleen maar Wi-Fi. Er is sprake van een totaaloplossing. Nieuwe videodiensten zoals het bekijken van herhalingen, real time statistieken, een online programmaboekje, het bestellen en betalen van consumpties of het bekijken van advertenties van sponsors, het is technisch allemaal mogelijk.

Eerlijk

Ook op het terrein van het beheer van Wi-Fi-systemen wordt progressie geboekt. Termen die in dit verband vallen zijn: dynamic channel assignment, band balancing, client load balancing, band steering en airtime fairness. Kort samengevat zijn het allemaal slimme technieken die op basis van algoritmes de schaarse Wi-Fi-capaciteit zo efficiënt, soepel en eerlijk mogelijk proberen te verdelen over de vaak tienduizenden bezoekers van grote evenementen. Eindgebruikers kunnen bijvoorbeeld automatisch van de overvolle 2.4 GHz band naar de minder drukke 5 GHz worden geloodst. Client load balancing op zijn beurt zorgt er voor dat alle eindgebruikers keurig over de verschillende naburige access points worden verdeeld. Wi-Fi-beheer lijkt misschien op een exacte wetenschap, maar sommige zaken zijn gewoon heel lastig in te schatten, zoals de vraag hoeveel Wi-Fi-capaciteit een gemiddelde gebruiker nodig heeft. Dat hangt namelijk af van de hoeveelheid mobiele apparaten die iemand online heeft, maar ook van de applicaties die heeft gedownload en de bandbreedte die deze apps opslurpen.

Pieken

Ook de piekmomenten in een stadium of concerthal zijn op voorhand moeilijk in te schatten. Het is bovendien een dynamisch proces. Mobiele technologie, apparaten en apps veranderen bijna dagelijks. En zo kan het in een bomvol stadion met enkele honderden geïnstalleerde access points toch gebeuren dat een stadionbezoeker maar geen Wi-Fi-verbinding krijgt toegewezen en in de wacht wordt gezet. Een zogenoemde Connected Stadium biedt tegenwoordig véél meer dan alleen maar toegang tot kwalitatief goede Wi-Fi. Het verbindt alle toepassingen door middel van een totaaloplossing. Nieuwe videodiensten zoals het bekijken van herhalingen, realtime statistieken, een online programmaboekje, bestellen en betalen van  consumpties en het bekijken van  advertenties van sponsors, het loopt vaak allemaal via Wi-Fi. Eén ding is zeker, er hoeft in het hele traject maar iets mis te gaan, terecht of onterecht, en Wi-Fi krijgt de schuld. Op vrijdag 13 juni speelt het Nederlands elftal tegen Spanje in de Arena Fonte Nova in Salvador. Dit stadion biedt maximaal 52.048 toeschouwers een plekje. En last but not least: er is Wi-Fi. Ben benieuwd wat er gebeurt als iedereen tegelijkertijd na het winnende doelpunt van Arjen Robben een foto naar Instagram stuurt. Gelet op de leverancier van de Wi-Fi-apparatuur heb ik daar het volste vertrouwen in. Maar don’t forget, no matter where a problem or bottleneck occurs, Wi-Fi will be blamed first.

Door Spencer Hinzen, Ruckus Wireless