2020/10/29 13:02:32

Как с помощью Wi-Fi 6 обеспечить цифровой прорыв

Технологические особенности стандарта беспроводной связи Wi-Fi 6 (802.11ax) открывают новые направления и возможности для цифровизации бизнеса.

Основная статья: Wi-Fi (Wireless Fidelity) - стандарт беспроводной связи 802.11

Стандарт Wi-Fi 6 (IEEE 802.11ax, анонсированный осенью 2019 года и утвержденный в 2020 году) оказался ответом на актуальные запросы рынка к большей емкости беспроводной сети, подключению большего количества пользователей при гарантированной производительности устройств и приложений. Так, в Huawei отмечают четырехкратное увеличение пропускной способности сети на базе Wi-Fi 6 в сравнении с Wi-Fi 5, а также рост гарантированной пропускной способности на 1 пользователя за счет скорости до 100 Мбит/с (против прежних 11 Мбит/с, причем не всегда гарантированных). Такие скорости необходимы в ситуации глобальной цифровой трансформации, непрерывно повышающей объемы трафика и нагрузок на сеть. Новый стандарт обеспечивает снижение задержек, что важно для работы решений с неиспользованием дополненной или виртуальной реальности (AR/VR), контента 4К/8К, устройств интернета вещей, видеонаблюдения и видеоаналитики, беспилотного транспорта и т.д.

Wi-Fi 6-го поколения дает множество технологических преимуществ, обусловленных более высокой скоростью - это и плотность, и новый пользовательский опыт, и применение инновационных бизнес-моделей – например, цифровые ценники, автономные роботы, беспилотные автомобили и множество других сценариев, – говорит Михаил Шпак, главный архитектор решений, департамент цифровой трансформации Huawei Enterprise в регионе Евразия.

Производительность корпоративной сети на базе Wi-Fi 6 возрастает в разы за счет эффективного использования целого комплекса технологических нововведений. В частности, в новом стандарте увеличилось число пространственных потоков (spatial streams) – с прежних четырех до восьми и более; применяется подход многопользовательского доступа для распределения частотного ресурса между множеством абонентов одновременно; повышено качество управления интерференцией, обеспечена возможность игнорировать «чужие» точки доступа (Basic Service Set (BSS) Coloring) и т.д.

Ключевые технологии WLAN. Источник: Huawei

OFDMA

OFDMA (Orthogonal frequency-division multiple access — множественный доступ с ортогональным частотным разделением) – технология, которая перешла в Wi-Fi 6 из мобильной связи, сетей 4G LTE. Она позволяет распределять частотный ресурс на единицы и выделять их группы для обработки отдельных потоков данных.Метавселенная ВДНХ 3.4 т

Такой подход обеспечивает синхронную передачу информации сразу нескольким пользователям в один момент времени. Для сравнения, в стандарте Wi-Fi 5 точка доступа тоже могла «общаться» с несколькими устройствами, но они не могли одновременно на нее реагировать. Теперь же подключаемые устройства больше не заняты «борьбой» за эфир, снижавшей производительность.

За счет OFDMA обеспечивается минимальное время прохождения сигнала и гарантированное качество соединения – в том числе, и для дальних маломощных устройств. Это делает Wi-Fi 6 оптимальным решением для применения в локациях с высокой плотностью абонентов – например, в аэропортах, торговых центрах, школах, больницах или крупных офисах (т.е. в тех местах, где ранее, с сетями предыдущих поколений, скорость подключения серьезно падала по мере увеличения количества устройств).

Технология OFDMA стандарта Wi-Fi 6 в сравнении с OFDM (Wi-Fi 5). Источник: Huawei

MIMO

MIMO (Multiple-input, multiple-output — множественный вход, множественный выход) – технология, позволяющая направлять пространственный поток нескольким пользователям, без ожидания «в очереди» и потери данных. Если ранее, в Wi-Fi 5, поддерживались одновременные подключения в режиме передачи, то Wi-Fi 6 обеспечивает также и одновременный прием сигнала от восьми пользователей (поддерживая в два раза больше пространственных потоков, чем Wi-Fi 5). Таким образом пропускную способность для точек доступа и количество подключенных абонентов для каждой точки доступа можно увеличить в четыре раза. Трафик от конечных пользователей можно «регулировать», управляя сигналом.

Как работает технология MU-MIMO. Источник: Huawei

Пространственное перераспределение

Технология так называемого «раскрашивания» (BSS Coloring) пакетов данных, передаваемых по сети, позволяет повысить эффективность используемого радиоэфира. Благодаря пространственному «цветовому» разделению каналов клиентские устройства могут реагировать на точки доступа только «своей» сети (со своим цветовым идентификатором – т.е. цифровым кодом, от 0 до 7), игнорируя «чужие».

В прежнем, коллизионном, подходе взаимная интерференция точек доступа на одном канале существенно замедляла работу Wi-Fi сети. Теперь точки доступа, работающие на одном канале, используют разные цифровые коды, опознавая с их помощью «свои» сигналы.

Beamforming

Beamforming - технология формирования луча в передающем потоке. Позволяет увеличить скорость передачи и радиус действия сети за счет формирования сигнала большей мощности в направлении конкретного абонента вместо равнонаправленного сигнала. За счет этого, например, повышается эффективность использования сети, в том числе, в условиях быстрого перемещения клиентского устройства.

Target Wake Time

Target Wake Time – функция «пробуждения по запросу», позволяющая подключать клиентские устройства в установленное время (вместо прежде распространенного подхода - предоставления доступа устройствам к сети «на конкурентной основе»). Благодаря этому можно контролировать большое количество пользователей и прогнозировать передачу трафика.

Условно «назначается» время перехода в «спящий» режим и время включения – т.е. устройства точно «знают», когда переходить в активный режим приема, чтобы получать или передавать данные, а затем снова «засыпать», экономя заряд батареи. Особенно это актуально для устройств интернета вещей (IoT), которые, как правило, передают небольшие объемы данных с определенными интервалами (например, несколько раз в день). Они достаточно чувствительны к ресурсу аккумулятора и со сниженными энергопотреблением смогут работать значительно дольше.

Доступность оборудования

Распространению Wi-Fi 6 способствует растущее число и доступность конечных устройств, поддерживающих стандарт (в том числе, за счет широкого проникновения IoT-устройств). Продукты, отвечающие требованиям Wi-Fi 6, задействуют частотные диапазоны 2,4 ГГц (в котором работает большинство продуктов IoT), а также 5ГГц. На октябрь 2020 года в списке Wi-Fi Certified 6 устройств на сайте Wi-Fi Alliance (wi-fi.org) представлено более 100 роутеров и точек доступа от разных производителей.

Как отмечают в Huawei, обновление уже используемых терминалов Wi-Fi 5 до Wi-Fi 6 требует обновления чипсета на конечном устройстве, без необходимости изменения проектируемой беспроводной архитектуры. Замена оборудования – необходимый шаг для полноценного использования технологии, так как 75 новых функций, появившихся в Wi-Fi 6, поддерживаются только новыми микросхемами.

По прогнозам Huawei, к 2022 году на долю точек доступа с поддержкой Wi-Fi 6 будет приходиться 90% от общего объема продаж такого оборудования. Поддержка новых технологий подразумевается, в том числе, и в таких устройствах, как принтеры, электронные доски, интеллектуальные системы управления зданием, проекционные телевизоры и системы телеприсутствия.

В случае Wi-Fi 6-го поколения речь идет уже не столько о модернизации сети, сколько о новых возможностях для бизнеса в результате цифровой трансформации, которую она драйвит. На этом пути очень важную роль играет доверенный поставщик с понятным процессом создания инфраструктурных решений и с собственным ресурсным пулом разработки сквозных технологий», - резюмирует Михаил Шпак.