Хорошо

#WiFi6 Что нам предлагает Wi-Fi 6. Давайте разбираться.

Последний ответ май 22, 2020 14:13:14 874 6 0 0

Добрый день!

Постарался собрать и объединить воедино как можно больше информации из разных источников. Надеюсь будет интерестно и полезно.

И так поехали)


Введение

Сегодня в мире около 15 миллиардов устройств работают в сетях Wi-Fi. Подсчитано, что к 2022 г. это число может возрасти до 23 миллиардов. Растущий объём трафика и источников Wi-Fi сигнала – вызов для беспроводных сетей будущего.

IEEE 802.11ax (Wi-Fi 6) – новейший стандарт призван решить эту задачу. В перспективе ближайшего десятилетия именно он обеспечит пользователям более быстрый и стабильный беспроводной интернет.


Немного истории

В далеком 2018 году, Wi-Fi Alliance анонсировали новую версию стандарта Wi-Fi – Wi-Fi 6 в основе которого лежит стандарт 802.11ac. Выход был намечен на конец 2019 года. Разработчики поменяли подход к именованию — заменили привычные конструкции типа 802.11ax на одиночные цифры.  По словам разработчиков стандарта, новый подход к наименованию сделает названия стандартов Wi-Fi понятными обществу, не имеющему отношения к телекоммуникациям.

В Wi-Fi Alliance отметили, что существует довольно распространена ситуация, когда пользователи покупают устройства, поддерживающие стандарт, с которым не может работать их домашний маршрутизатор. В результате более новое устройство прибегает к механизмам обратной совместимости — обмен данными осуществляется с помощью старого стандарта. В некоторых случаях это может снижать скорость передачи данных на 50–80%.

Чтобы наглядно показать, какой стандарт поддерживает тот или иной гаджет, в Альянсе проработали новую маркировку — иконка Wi-Fi, поверх которой указана соответствующая цифра.

рис.1


Что мы имеем сейчас

Сегодня в 2020 году, когда стандарт 802.11ax уже готов к массовому внедрению, давайте рассмотрим на сколько Wi-Fi 6 шагнул от Wi-Fi 5.  802.11ax  это новое поколение Wi-Fi и очередной шаг на пути непрерывного развития сферы передачи данных. Опираясь на возможности стандарта 802.11ac, Wi-Fi 6 позволяет повысить скорость передачи данных и пропускную способность как новых, так и уже имеющихся сетей при работе с приложениями нового поколения за счет увеличения эффективности, гибкости и масштабируемости. Стандарт Wi-Fi 6 был предложен с целью объединить широкие возможности и высокую скорость беспроводных технологий с надежностью и предсказуемостью лицензированной радиосети. И так в чем же основные отличия нового стандарта от материнского? Давайте разбираться по порядку.

Новый  стандарт Wi-Fi 6 интересен со всех сторон. Тут и физическое перестроение антенн, и поддержка множественного доступа с ортогональным частотным разделением каналов, и уплотнение информации за счет поддержки модуляции QAM 1024, и маркировка пакетов в каналах с целью распознавания «свой-чужой», и спящие режимы. Плюс гибкость настройки и высокие скорости передачи данных.


Техничка

Множественный доступ с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA) позволяет улучшить передачу данных в беспроводной сети с высокой плотностью устройств. Уменьшаются задержки доставки пакетов для каждого пользователя. Более высокоуровневое частотное планирование могут обеспечивать решения от производителей оборудования. К примеру, Huawei интегрирует в свое железо с поддержкой Wi-Fi 6 технологию DFA, которая обеспечивает динамическое присвоение частотных каналов — выбор неперекрывающихся каналов в диапазоне 2,4 ГГц, переключение в диапазон 5 ГГц (при наличии такой возможности).

Утилизацию частотной полосы определяет не только эффективность ее заполнения пакетами разных пользователей, но и то, насколько плотно туда упакована передаваемая информация. Помимо модуляции QAM 256 (из стандарта 802.11aс ), в Wi-Fi 6 поддерживается QAM 1024, что позволяет увеличить количество бит передаваемой информации в расчете на 1 Гц частотного диапазона. Это дает прирост скорости передачи данных примерно на 25% по сравнению с Wi-Fi 5, правда, только в том случае, если качество канала действительно позволяет применить эту модуляцию.

Теоретическая скорость передачи данных стандарта 802.11ax, при использовании ультраширокой полосы пропускания — 9,6 Гбит/с. Ясно, что на практике скорость зависит от количества подключенных пользовательских устройств и общей загруженности электромагнитного спектра. Качество беспроводных сетей Wi-Fi 5 существенно падает при росте числа клиентских устройств, но в Wi-Fi 6 были заложены механизмы, позволяющие сократить конфликты и простой устройств из-за занятой среды передачи.

В основе Wi-Fi изначально заложен механизм доступа к среде передачи CSMA/CA с отправкой служебных кадров RST и CTS (запрос на передачу — свободен для передачи). Если устройству надо передать информацию, оно слушает среду, и, когда та занята — ждет некоторое время, чтобы попробовать еще раз. Если же среда свободна, оно отправляет запрос на передачу (RST) и только после подтверждения (CTS) передает данные. Этот механизм не разбирал «свой — чужой»: кто-то передает, значит надо молчать и ждать своей очереди. Это вызывало падение скорости передачи и увеличение времени ожидания в сетях с большим количеством устройств в непосредственной близости друг от друга. Для решения этой проблемы в Wi-Fi 6 заложили механизм маркировки пакетов в одних и тех же частотных каналах, используемых разными устройствами — BSS coloring. При таком раскладе, обнаружив пакет с «чужим» кодом, устройство проигнорирует его. Помочь процедуре должно автоматическое регулирование порогов обнаружения сигнала для «своих» и «чужих», а также усовершенствование механизма фокусировки передачи в направлении клиентских устройств.

Помимо логической маркировки «свой-чужой» Wi-Fi 6 может поделить клиентов пространственно. Устройства стандарта Wi-Fi 5 уже «умели» корректировать диаграмму направленности передачи для нескольких отдельных пользователей (MU-MIMO). Фактически технология позволяет сформировать отдельный луч для пользователя с пакетами, предназначенными именно для него. Однако в Wi-Fi 5 это работало только на Downlink. В Wi-Fi 6 тот же механизм появился и на Uplink, при этом как и с Downlink частотное планирование осуществляется на стороне точки доступа. Одновременно было расширено количество возможных подключений до 8×8. Очевидно, что технология MU-MIMO 8×8 должна поддерживаться устройством, а эффективность формирования отдельных пространственных лучей зависит от используемых производителями решений, в частности, направленных антенн.

Все больше устройств, подключенных к сетям Wi-Fi, так или иначе относится к IoT. Поэтому в Wi-Fi 6 был заложен механизм, который позволяет сократить энергопотребление устройств и уменьшить количество конкурентов за среду передачи в каждый конкретный момент времени. Этот механизм получил название Target Wake Time. Он подразумевает пробуждение устройств IoT только тогда, когда требуется собрать данные. В остальное время устройство не претендует на среду передачи. В итоге Wi-Fi 6 позволяет строить сети с более высокой емкостью, нежели Wi-Fi 5.

Обсуждая беспроводные сети высокой плотности, необходимо упомянуть роуминг при перемещении клиентских устройств между точками доступа. В стандарт заложены механизмы, которые позволяют точкам не мешать друг другу. Но распределением устройств между точками должны заниматься более высокоуровневые системы — решения от производителей железа.

Большинство описанных нововведений в подсетях будет доступно только при условии их поддержки клиентскими устройствами. С учетом развития рынка и цикла жизни устройств доминирующим на рынке Wi-Fi 6 должен стать уже в следующим году, о чем также говорят прогнозы IDC.


Заключение

            Максимальная теоретическая скорость передачи данных по Wi-Fi 6 составляет 9 Гбит/с ,на практике в тестах была достигнута скорость в 5 Гбит/с. Для поддержки устройств из мира IoT в современных точках доступа реализованы протоколы ZigBee/RFID/Bluetooth, которые помогут разгрузить Wi-Fi диапазон в условиях активного развития IoT. При этом можно не опасаться, что устройства вышедшие сейчас, поддерживают лишь черновой варианта стандарта, поскольку практически со 100% вероятностью их можно будет обновить до финальной версии простой сменой программного обеспечения.


Источники:

1-Wi-Fi Alliance https://www.wi-fi.org/downloads-registered-guest/Wi-Fi_6_White_Paper_20181003.pdf

2-Кошачий сайт  https://www.cisco.com/c/en/us/products/collateral/wireless/white-paper-c11-740788.html

3-Блог Huawei  https://habr.com/ru/company/huawei/


  • x

Опубликовано 2020-4-8 19:32:37 Полезно(0) Полезно(0)
Целый роман #WiFi6 Что нам предлагает Wi-Fi 6. Давайте разбираться.-3268876-1. Еще один источник не указан с очень длинной лентой, пока доберешся... . http://qrzru.blogspot.com/2019/04/
Развернуть
  • x

dai_splav
dai_splav Опубликовано 2020-5-4 11:35
Всё равно все ноги растут с сайтов кошка.ком и Wi-Fi Alliance  
MVE Опубликовано 2020-5-7 11:39:02 Полезно(0) Полезно(0)
Обсуждая беспроводные сети высокой плотности, необходимо упомянуть роуминг при перемещении клиентских устройств между точками доступа. В стандарт заложены механизмы, которые позволяют точкам не мешать друг другу. Но распределением устройств между точками должны заниматься более высокоуровневые системы — решения от производителей железа.

Правильно ли я понимаю, что именно это позволяет котроллеру точек доступа перекидывать беспроводного клиента на ту точку доступа, которая для него будет оптимальней с точки зрения контроллера, не зависимо от желания клиента? На сколько я помню, такая проблема может возникать в высоконагруженных сетях когда много клиентов цепляются на одну точку доступа и перегружают её вместо того, чтобы распределить по соседним точкам доступа с чуть худшим сигналом, но более высокой итоговой скоростью.

Развернуть
  • x

dai_splav
dai_splav Опубликовано 2020-5-7 13:36
Добрый день!
Да, вы всё правильно поняли. При построении MESH сетей обязательно должен присутствовать контроллер беспроводной сети. У некоторых вендоров эта функция есть сразу в софте AP.  
Опубликовано 2020-5-22 14:12:10 Полезно(0) Полезно(0)
Интересный пост! Кстати интересно, а лого которое в статье - это официальное от wifi allicance? раньше, помню, было 3 черточки обозначающих волны
Развернуть
  • x

Опубликовано 2020-5-22 14:13:14 Полезно(0) Полезно(0)
сам спросил сам ответил) действительно - официальное лого https://www.wi-fi.org/who-we-are/our-brands
Развернуть
  • x

Комментарий

Отправить
Выполните вход в систему, чтобы ответить на пост. Вход | Регистрация

Внимание Внимание! В целях защиты правовых интересов Вас, сообщества и третьих лиц, не публикуйте любой материал, содержащий политические высказывания, порнографию, упоминание азартных игр, употребление наркотиков, а также материал, нарушающий коммерческую тайну или содержащий персональные данные пользователей. Также не предоставляйте данные от вашей учетной записи. Вы будете нести ответственность за все действия, выполняемые под вашим аккаунтом. Подробная информация: “Политика конфиденциальности..”
Если кнопка вложения недоступна, обновите Adobe Flash Player до последней версии.

My Followers

Авторизуйтесь и пользуйтесь всеми преимуществами участника!

Вход

Huawei ICT Club
Huawei ICT Club
Заблокировать
Вы уверены, что хотите заблокировать этого пользователя?
Пользователи из вашего черного списка не могут комментировать ваши посты, не могут упоминать вас, не могут отправлять личные сообщения.