Особливості нового протоколу Wi-Fi
IEEE 802.11ас обіцяє надати потужний ривок у продуктивності, але без якіснішого контролю радіоресурсів приріст буде обмеженим.
Протокол 802.11ас є наступною фундаментальною зміною в протоколі Wi-Fi 802.11, яка обіцяє вивести швидкості бездротової мережі Wi-Fi в гігабітний світ.
Протокол 802.11ас забезпечує великий ривок у продуктивності за допомогою використання ширших каналів, більш ефективної модуляції та можливості з'єднання та роботи безлічі користувачів одночасно. Ця технологія розвиватиметься хвилями. Пристрої з технологією першої хвилі 11ас вже з'явилися у продажу. Однак для пристроїв другої хвилі потрібні нові чіпи, які відрізняються від першої хвилі. Це означає, що з переходу від першої хвилі до другої буде потрібно модернізація «заліза».
Також необхідно розуміти, що не всі 802.11ас точки доступу створюватимуться еквівалентно. При використанні чіпа від Broadcom можуть виникати деякі обмеження, такі як підтримка не більше 50 клієнтів із шифруванням. І без центрального процесора на чіпі Broadcom всі функції Wi-Fi повинні виконувати центральний процесор точки доступу. Це значно менш ефективно, т.к. мінімізує можливості центрального процесора точки доступу використання станів малої потужності.
Як завжди не варто думати, що вам вдасться досягти гігабітних швидкостей, які обіцяють вендори найближчим часом, через те, що більшість нових функцій залежать від того, наскільки добре точки доступу Wi-Fi можуть керувати радіочастотним спектром. Багато корпоративних точок доступу сьогодні все ще використовують базові дизайни всеспрямованих антен, які не мають контролю.радіосигналів.
Погляд у перспективу 802.11ac
Одна з основних переваг 802.11ас це те, що стандарт працює в спектральній смузі 5GHz, де доступно багато частотних каналів (у деяких країнах це може досягати 25 каналів, що не перекриваються, із загальною шириною до 500MHz, в 2.4GHz доступно тільки 3 канали, що не перекриваються, з загальною шириною 83 , 5MHz).
Більш широкі частотні канали сумісні з каналами 20MHz та 40MHz стандартів 802.11n та 802.11а. При цьому 802.11ас використовує розширену версію захисних механізмів (RTS/CTS) для динамічного визначення, чи всі канали або тільки деякі з ширших доступні для передачі (такі, наприклад, як основні 20MHz, 40MHz, 80MHz).
Необхідно відзначити, що фундаментальний пріоритет організації IEEE – це забезпечення зворотної сумісності з попередніми версіями протоколів 802.11. Технологія 802.11ас працює у спектрі 5GHz і підтримує формати кадрів 802.11a та 802.11n. Захисні механізми 11ас також повністю сумісні з обома попередниками.
Спектральна ефективність: ключ для розгону 802.11ас
Вендори не хотіли б говорити про 802.11ас наприклад те, що спектральна ефективність може легко впасти в Wi-Fi мережі всякий раз, коли безліч точок доступу використовують ширші канали.
Спектральна ефективність у результаті виявляється у швидкості передачі, яка може бути досягнута під час використання наявної частотної лінії специфічної комунікаційної системі. Це засіб виміру того, наскільки ефективно обмежений частотний ресурс використовується протоколом фізичного рівня.
Також більшість виробників навряд чи розповість про те, що техніки модуляції, які забезпечують найвищі швидкості комунікацій,будуть доступні клієнтам тільки в безпосередній близькості від точки доступу та за наявності дуже високого співвідношення сигнал-шум. Такі надвисокі характеристики доступні не всім точкам доступу корпоративного класу. Зона покриття також проблемою, т.к. 5GHz Wi-Fi сигнали мають більш короткі дистанції розповсюдження та вони не проникають крізь перешкоди також як сигнали 2.4GHz.
Важливо шукати 802.11ас продукти, які можуть фокусувати радіосигнали, піднімаючи посилення і збільшуючи зону покриття для забезпечення більших рівнів модуляції і швидкостей передачі даних. Адаптивність WiFi-систем до змін умов оточення та безлічі різних клієнтських пристроїв істотно збільшує ймовірність того, що всі можливості 11ас можуть бути використані в реальності.
Необхідно пам'ятати і те, що 802.11ас коштуватиме більше. І це не тільки вартість нових точок доступу з 11ас, а також нових комутаторів локальної мережі з РоЕ, які повинні будуть підтримувати стандарт 802.11at для більшості з нових точок доступу 802.11ас.
Контроль сигнального шляху додає серйозну перевагу 802.11ас
Така проблема вже виникала під час руху від 802.11g до стандарту 802.11n, який приніс із собою MIMO-системи, нові швидкості фізичного рівня, просторове мультиплексування сигналів та агрегацію фреймів. Те саме станеться, коли компанії розпочнуть міграцію від 802.11n до 802.11ас.
Наприклад, необхідно забезпечувати контроль передачі кожного пакета за допомогою адаптивних антен(per-packet adaptive antenna control), поляризації з рознесенням(polarization diversity) та технік активного вибору частотних каналів. Це дозволяє розумній точці доступу максимізувати потенціал використання модуляції 256QAM в системі 802.11. Отже: — більш високий рівень показника сигнал-шум або сигнал-інтерференція-шум розширює зону доступності модуляції 256QAM, — адаптивна поляризація з рознесенням та когерентне складання множинних вхідних сигналів (PD-MRC), а також більш висока чутливість на прийомі забезпечує більший діапазон доступності QAM256 в аплінці, точка доступу може вибирати частотні канали з меншим рівнем шуму і інтерференції і з більшою ємністю.
Також з можливістю використання каналів із шириною в 20MHz, 40MHz, 80MHz або 160MHz стає все складніше визначити яка ширина каналу є оптимальною для кожного випадку, ґрунтуючись на використанні спектра, кількості точок доступу, потужності випромінювання, тип клієнтського пристрою і т.д.
Передбачуваний вибір частотного каналу вирішує ці проблеми шляхом визначення доступного каналу з найбільшою ємністю з використанням статистичного моделювання фактичного трафіку з часом. Таке передбачення відповідних каналів допомагає пристроям з 802.11ас: — вивчати канали, які найбільше підходять у будь-який момент часу, — адаптивно змінювати канал, коли умови оточення змінюються, — визначати найкращі налаштування для каналу залежно від стану середовища, типу клієнтського пристрою та їх кількості, підтримуваної ширини каналу та кількості трафіку у смузі пропускання.
У висновку, коли розрахований на багато користувачів варіант MIMO (MU-MIMO) буде доступний, стане обов'язковим направляти Wi-Fi сигнали до кожного клієнта для кращого поділу сигналів. Це забезпечує більшу швидкість передачі даних і збільшує доступну ємність клієнтів, яка може бути досягнута через те, що користувачі можуть входити і виходити з мережі Wi-Fi.швидше і з меншими втратами пакетів та кількості перенаправлень фреймів.
Адаптивні антени постійно фокусують Wi-Fi сигнали у бік якнайшвидшого можливого шляху в кожний момент часу. Це забезпечує кращу спектральну ефективність за допомогою передачі більших за розміром фреймів, використання більш складних технік модуляції при забезпеченні досить високого рівня сигнал-шум.