Secondo stime dell’ITU (International Telecommunications Unit), il volume del traffico dati su reti mobili nel 2017 sarà 13 volte quello del 2012. E’ logico quindi che la ricerca in campo mobile si stia impegnando sullo sviluppo di nuove tecnologie per gestire volumi di traffico di questo genere. E a quanto racconta la MIT Technology Review, un passo avanti interessante è stato fatto recentemente da Apple.
Con il rilascio della nuova versione iOS 7 del suo sistema operativo mobile, Apple ha infatti realizzato la prima implementazione commerciale su larga scala del Multipath TCP, una tecnologia di rete mobile in grado di aumentare anche di 20 volte la banda sfruttabile per la navigazione. Multipath TCP (MPTCP) è stato dichiarato standard sperimentale dall’IETF lo scorso gennaio, ed è in breve un’estensione del TCP (il protocollo che controlla la trasmissione dei dati sulle reti internet) per controllare l’invio/ricezione di pacchetti dati contemporaneamente su diverse reti, per esempio Wi-Fi e cellulari.
Nella situazione attuale, uno smartphone o un tablet può usare una rete Wi-Fi o una rete cellulare, ma non entrambe nello stesso momento. Si possono quindi avere lentezze o cadute della connessione – per esempio un’interruzione del video che si sta guardando in streaming – anche se ci sono altre reti disponibili. Un’evenienza molto frequente in casi per esempio di spostamento veloce (treno, auto, ecc.), o di grande affollamento (manifestazioni, centri commerciali, ecc.). Il Multipath TCP può eliminare questi problemi dividendo i pacchetti di dati che formano il video e instradandoli su diverse reti wireless: sarà poi il sistema operativo dello smartphone a “rimetterli insieme”.
Non solo: MPTCP può misurare le performance di ogni rete, e decidere dinamicamente di inviare più pacchetti su quella più veloce in quel momento. Se supponiamo di avere a disposizione un percorso a 10 Mbps e uno a 100 Mbps, questa caratteristica cruciale permette di usare l’intera velocità disponibile di 110 Mbps, invece di mandare semplicemente metà dei pacchetti su un percorso e metà sull’altro, ottenendo una velocità di 20 Mbps.
Reti più adatte alle applicazioni Video e Voce
L’importanza di una tecnologia del genere è evidente. L’obiettivo è creare connessioni più robuste, capaci di rimediare a perdite e deterioramenti dei pacchetti di dati su un percorso, e di aumentare la velocità di trasmissione, cosa fondamentale soprattutto per rendere le reti internet più adatte ad applicazioni sensibili ai tempi di latenza come video e voce.
Tornando ad Apple, secondo le verifiche sperimentali, per ora starebbe usando la tecnologia solo per alcune interazioni di Siri (l’assistente vocale di iPhone e iPad) con server controllati dalla stessa Apple. Sono applicazioni lontane dalle potenzialità massime di Multipath TCP, dimostrate recentemente da un team di ricercatori di diverse università, guidato da Muriel Medard, docente del MIT. Team che ha sperimentato notevoli aumenti di velocità di trasmissione e riduzioni di latenza e perdita di dati, spiega alla MIT Technology Review Andrea Goldsmith, docente e ricercatore di electrical engineering a Stanford, non coinvolto nel lavoro del team di Medard. «E’ una buona notizia che Apple stia lavorando in questa direzione: ispirerà l’impegno di altri sia per migliorare la tecnologia, sia per trovarne applicazioni commerciali».
Se però concettualmente il meccanismo di MPTCP è semplice, realizzarlo nella pratica non lo è altrettanto. Un primo problema è che la trasmissione dei dati tra stazioni radio base delle reti cellulari terrestri è più lenta di quella tra i router delle reti wi-fi, per non parlare delle reti satellitari, ancora più lente. Il Multipath TCP può aumentare la velocità generale di trasmissione “giocando” sui tempi e sulle situazioni diverse di questi tipi di rete, ma le cose si complicano se si è in veloce movimento, caso in cui i tempi sui vari tipi di reti cambiano continuamente, e quando diversi pacchetti vanno persi o deteriorati nella trasmissione. In questi casi, per ora l’elaborazione che il Multipath TCP richiede per l’instradamento dei pacchetti diventa così complicata che i tempi di trasmissione finali diventano poco competitivi.
Forse è per questo che Apple non sembra ancora aver usato reti cellulari e Wi-Fi nello stesso momento. Sono stati rilevati solo flussi di traffico di Siri che passano da reti cellulari a Wi-Fi automaticamente e viceversa. Quindi solo la potenzialità più “basica” del MPTCP, probabilmente per ridurre al minimo la latenza tra richiesta dell’utente e risposta di Siri, usando la rete più veloce al momento disponibile, anche se Apple non ha voluto commentare.
Un’altra tecnologia per superare i problemi
Comunque i problemi accennati possono essere risolti da un’altra tecnologia di ottimizzazione, chiamata Network Coding, che opera a un livello superiore rispetto al MPTCP. In pratica un algoritmo assegna un numero a ogni combinazione di pacchetti, in funzione dei pacchetti che la compongono, cosa che facilita il “riassemblaggio” finale. Una versione sperimentale di Multipath TCP “rafforzata” dal Network Coding è stata testata dalla National University of Ireland, rilevando trasmissioni 10 volte più veloci rispetto al TCP tradizionale, mentre il team di Medard con un test nel campus di Westwood della University of California con tre tipi di rete – Wi-Fi, cellulare terrestre e satellitare Iridium -, ha rilevato miglioramenti di circa 20 volte.
Altre dimostrazioni sono previste l’anno prossimo, comunque come spiega Medard diverse organizzazioni hanno già licenziato una versione della tecnologia Network Coding commercializzata dalla start-up Code-On Technologies, nata dal MIT. Viste le potenzialità, è naturale proseguire nell’integrazione di Network Coding e MPTCP, ma l’implementazione, osserva Goldsmith, inizierà da applicazioni in cui i dati possono essere facilmente codificati alla spedizione e decodificati all’arrivo: «Intervenire durante il percorso, cioè sulle reti, è invece molto difficile, per il gran numero di tecnologie e attori coinvolti».
