Волны и особенности Нового Wi-Fi

Волны и особенности Нового Wi-Fi

 

 


IEEE 802.11ас обещает предоставить мощный рывок в производительности, но без более качественного контроля радиоресурсов прирост будет ограниченным.
 
802.11ас представляет собой следующее фундаментальное изменение в протоколе Wi-Fi 802.11, которое обещает вывести скорости беспроводной сети Wi-Fi в гигабитный мир.
 
802.11ас обеспечивает большой рывок в производительности с помощью использования более широких каналов, более эффективной модуляции и возможности соединения и работы множества пользователей одновременно. Данная технология будет развиваться волнами. Устройства с технологией первой волны 11ас уже появились в продаже. Однако для устройств второй волны требуются новые чипы, которые отличаются от  первой волны. Это означает, что при переходе от первой волны ко второй потребуется модернизация «железа».
  
Также необходимо понимать, что не все 802.11ас точки доступа будут создаваться эквивалентно. При использовании чипа от Broadcom могут возникать некоторые ограничения, такие как поддержка не более 50 клиентов с шифрованием. И без центрального процессора на чипе Broadcom все функции Wi-Fi должны будут выполняться центральным процессором точки доступа. Это намного менее эффективно, т.к. минимизует возможности центрального процессора точки доступа по использованию состояний малой мощности.
 
Как всегда не стоит думать, что у вас получится добиться гигабитных скоростей, которые обещают вендоры в ближайшее время, из-за того, что большинство новых функций зависят от того, насколько хорошо точки доступа Wi-Fi  могут управлять радиочастотным спектром. Многие корпоративные точки доступа сегодня все еще используют базовые дизайны всенаправленных антенн, у которых нет контроля радиосигналов.
 
newwifi-waves-11ac-1

 

 


 
Взгляд в перспективу 802.11ac

Одно из основных преимуществ 802.11ас это то, что стандарт работает в спектральной полосе 5GHz, где доступно много частотных каналов (в некоторых странах это может достигать 25 неперекрывающихся каналов с общей шириной до 500MHz, в 2.4GHz доступно только 3 неперекрывающихся канала с общей шириной 83,5MHz).
 
Более широкие частотные каналы совместимы с каналами 20MHz и 40MHz стандартов 802.11n  и 802.11а. При этом 802.11ас использует расширенную версию защитных механизмов (RTS/CTS) для динамического определения все ли каналы или только некоторые из более широких доступны для передачи (такие, например, как основные 20MHz, 40MHz, 80MHz).
 
Необходимо отметить, что фундаментальный приоритет организации IEEE это обеспечение обратной совместимости с предыдущими версиями протоколов 802.11. Технология 802.11ас работает в спектре 5GHz и поддерживает форматы фреймов 802.11a и 802.11n. Защитные механизмы 11ас также полностью обратно совместимы с обоими предшественниками.

 

 

Спектральная эффективность: ключ для разгона 802.11ас

Вендоры не хотели бы говорить о 802.11ас например то, что спектральная эффективность может легко упасть в Wi-Fi сети всякий раз когда множество точек доступа используют более широкие каналы.
 
Спектральная эффективность в итоге выражается в скорости передачи информации, которая может быть достигнута при использовании имеющейся частотной полосы в специфичной коммуникационной системе. Это средство измерения того, насколько эффективно ограниченный частотный ресурс используется протоколом физического уровня.

newwifi-waves-11ac-2
 
Также большинство производителей вряд ли расскажет о том, что техники модуляции, которые обеспечивают наивысшие скорости коммуникаций, будут доступны клиентам только в непосредственной близости от точки доступа и при наличии очень высокого соотношения сигнал-шум. Такие сверхвысокие характеристики доступны далеко не всем точкам доступа корпоративного класса. Зона покрытия также будет проблемой, т.к. 5GHz Wi-Fi сигналы имеют более короткие дистанции распространения и они не проникают сквозь препятствия также как сигналы 2.4GHz.
  
Важно искать 802.11ас продукты, которые могут фокусировать радиосигналы, поднимая усиление и увеличивая зону покрытия для обеспечения больших уровней модуляции и скоростей передачи данных. Адаптивность WiFi-систем к изменениям условий окружения и множеству различных клиентских устройств существенно увеличивает вероятность того, что все возможности 11ас могут быть использованы в реальности.
 
Необходимо помнить и то, что 802.11ас будет стоить больше. И это не только стоимость новых точек доступа с 11ас, но также и новых коммутаторов локальной сети с РоЕ, которые должны будут поддерживать стандарт 802.11at для большинства из новых точек доступа 802.11ас.

 

 

Контроль сигнального пути добавляет серьезное преимущество 802.11ас

Для сети 802.11ас, чтобы она работала, как это рекламируется, важно иметь значительно более высокий уровень контроля сигнальных путей в радиочастотном спектре.
 
Такая проблема уже возникала при движении от 802.11g  к стандарту 802.11n, который принес с собой MIMO-системы, новые скорости физического уровня, пространственное мультиплексирование сигналов и агрегацию фреймов. То же произойдет, когда компании начнут миграцию от 802.11n  к 802.11ас.
  
Например, необходимо обеспечивать контроль передачи каждого пакета с помощью адаптивных антенн(per-packet adaptive antenna control), поляризации с разнесением(polarization diversity) и техник активного выбора частотных каналов. Это дает возможность умной точке доступа максимизировать потенциал использования модуляции 256QAM в системе 802.11.
Итак:
- более высокий уровень показателя сигнал-шум или сигнал-интерференция-шум расширяет зону доступности модуляции 256QAM,
- адаптивная поляризация с разнесением и когерентное сложение множественных входящих сигналов (PD-MRC), а также более высокая чувствительность на приеме обеспечивает больший диапазон доступности QAM256 в аплинке,
- точка доступа может выбирать частотные каналы с меньшим уровнем шума и интерференции и с большей ёмкостью.

newwifi-waves-11ac-3

 

Также с возможностью использования каналов с шириной в 20MHz, 40MHz, 80MHz или 160MHz становится все более сложно определить какая ширина канала является оптимальной для каждого случая, основываясь на использовании спектра, количестве точек доступа, мощности излучения, типе клиентского устройства и т.д..
 
Предсказательный выбор частотного канала решает эти проблемы путем определения доступного канала с наибольшей ёмкостью с использованием статистического моделирования фактического трафика с течением времени. Такое предсказание подходящих каналов помогает устройствам с 802.11ас:
- изучать каналы, которые наиболее подходят в любой момент времени,
- адаптивно изменять канал, когда условия окружения меняются,
- определять наилучшие настройки для канала в зависимости от состояния среды, типа клиентского устройства и их количества, поддерживаемой ширины канала и количества трафика в полосе пропускания.
 
В заключении, когда многопользовательский вариант MIMO (MU-MIMO) будет доступен, станет обязательным направлять Wi-Fi сигналы к каждому клиенту для лучшего разделения сигналов. Это обеспечивает большие скорости передачи данных и увеличивает доступную ёмкость клиентов, которая может быть достигнута из-за того, что пользователи могут входить и выходить из сети Wi-Fi быстрее и с меньшими потерями пакетов и количества перепосылок фреймов.
 
Адаптивные или смарт-антенны добавят недостающие показатели в любую сеть 802.11ас. Без явного контроля радиоресурсов производительность 802.11ас будет сильно снижена.
  
Адаптивные антенны постоянно фокусируют Wi-Fi сигналы в сторону скорейшего возможного пути в каждый момент времени. Это обеспечивает лучшую спектральную эффективность с  помощью передачи больших по размеру фреймов, использования более сложных техник модуляции при обеспечении достаточно высокого уровня сигнал-шум.
  

Оригинал статьи (англ.) здесь.

 

Не пропускайте новости Wi-Fi, которые мы публикуем в Новостной Ленте.

Для получения анонсов по выходу новых статей или при появлении новых материалов на нашем сайте подписывайтесь на рассылку.

Присоединяйтесь к нашей группе на Facebook: www.facebook.com/Wi.Life.ru
Мы публикуем интересные новости о Wi-Fi со всего света, информацию о выходе новых статей и расширении контента основных модулей ресурса Wi-Life.ru

Wi-Life.Team

Использование материалов сайта Wi-Life.ru разрешено только с согласия Wi-Life.ru и при наличии прямой ссылки на Wi-Life.ru.

blog comments powered by Disqus