Järgmine aasta toob 802.11ax Wi-Fi standardi !


802.11ax weebi-2

Mis muutub igapäevaelus 802.11ax Wi-Fi standardiga ? Otseselt ju kiirus 10x suuremaks ei muutu aga hoopis tähtsam on raadiospektri (õhu) tunduvalt tõhusam kasutamine. Wi-Fi standard loodi algselt 1997 aastal kui vähesed uskusid tehnoloogia ellujäämisse, samas on aga mõned omadused nagu CSMA/CA algoritmid ehk kanali vaba oleku kontroll saanud oma juured just sellest mitme kümnendi tagusest ajaloost.

Mis siis muutub ja mispärast on R730 802.11ax tugijaamal 2.5 Gb/s ja 5 Gb/s RJ45 etherneti port ? Seda kõike on vaja mõne aasta pärast kui kliendidel on käekellades, telefonides ja IoT seadmetes 802.11ax Wi-Fi tugi.

Tähtsamad uuendused 11ax Wi-Fi standardis

1. Oluliselt muutub üheaegselt teenindatavate klientide arv (OFDMA,kahesuunaline MU-MIMO)

2. IoT ja väikeseadmete aku kestvus (seadmeid saab magama sundida), see võimaldab 2-5 aastast aku kestvust.

3. Latentsus (OFDMA), ehk pingiajad ei kõigu enam nii aplju ja TCP ühendused ei jää rippuma.

4. Võrkude ja tugijaamade kooseksistents (BSS coloring)

OFDMA

Kõige olulisem muutus on OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access), mis on tuntud meetod LTE tehnoloogiast ja võimaldab Wi-Fi kasutajatel kanalit paremini jagada. 20 MHz kanali saab jagada näiteks üheksa kliendi vahel ja allokerida igale kliendile vajaliku hulga alamkanaleid. Sellise süsteemi puhul saab 9 gruppi suhelda AP-ga üheaegselt. See suhtulus toimub kahesuunaliselt ja seega ei pea teised kliendid ootama kui üks klient parasjagu suhtleb. Sisuliselt on õhus 9 tugijaama !!!!

Reaalses elus ongi olukorrad, kus 90% kasutajatest kasutavad netti ainul surfimiseks ja 10% on heavy kasutajad. Sellisel juhul on tulemuseks kordades väiksem latentsus ja samuti parem läbilaskvus, sest lühikeste kviteerimispakettide jaoks pole tarvis kogu õhku hõiavta.

Järgneval pildi on selgelt näha, kuidas vertikaalsel ajateljel on valged osad pakettide vahelised ajad ja iga paketi saatmiseks kulub oluliselt rohkem aega, sest paketi õhku saamise ootamise peale kulub pisikeste kviteeringute puhul isegi rohem aega kui paketi enda jaoks.

 

802.11ac-ofdma-eelised

 

MU-MIMO

Kahesuunaline MU-MIMO ? Hetkel on MU-MIMO töötanud ainult downlink poolel ja pole erilist tuge kasutajatelt veel leidnud. 11ax standard võimdlab MIMO paralleelseid kanaleid kastuada ka üleslaadimiseks.

MIMO võimaldab ruumis lainete peegelduse tõttu suundantennisüsteemidega ( tänapäeval on selleks beamforming antennid ja Ruckusel lisaks BeamFlex suundantennitehinkad) tekitada olukorra, kus signaali vastuvõttev raadio suudab eristada kahte samal sagedusel edastatavat signaali.

Seni on MIMO olnud kasutusel põhiliselt kiiruse tõstmiseks, sega saadeteakse lihtsalt rohkem bitte mitmel ruumilisel kanalalil, tavaliselt 2×2 MIMO-s, sest enamus terminale on tänapäeval selleks valmis.

MU-MIMO puhul, mis on eriti tõhus staatiliselt samas asendis püsivate seadmete puhul (kontoris desktopid, telekad jne), jagatakse kliendid erienvate ruumiliste MIMO kanalite vahel ära.

Seega õhus on jällegi nagu mitu üheaegset Wi-Fi AP-d ja kõik kliendid saavad oma AP-ga suhelda sõltumatult.
BSS värv, aitab segamisest !

BSS värv, miks seda vaja veel on ? Kui kaks tugijaama, on siis tegu naabrite või teie enda omadega kuulevad ükstest, siis on nad praegustes standardites kohustatud üksteise suhtes viisakad olama, seega kui keegi parasjagu õhus saadab, siis tuleb oodata kuni vaikus saabub. Praegune lahendus sunnib tihti suures mitme rentnikuga majas kõik seadmed vait, sest tippaegadel toimub õhus kogu aeg midagi. Värv (BSS COLORING) võimdlab aga eristada oma võrku naabri omast ja selle CSMA/CA testi ignoreerida teatud piirini, mis ei tekita omavahel häireid.
Näiteid

Lihtne näide on suure koormusega võrgust, kus korraga suhtleb 100 kliendiseadet, praeguses 11ac standarid tuleb iga saja kliendiga eraldi suhelda ja lisaks peab iga klient saama endale ajahetke AP-ga suhelda. Seega suure kliendiarvu ja koormuse puhul on selline tegevus üha raskem. OFDMA puhul langevad küll osade klientide kiirused, sest neile antekase vähem sagedusi aga ühenduse latentsus ja stabiilne läbilase säilib. Kogu see protsess on dünaamiline, seega kiirusi saab ümber jagada vastavalt vajadusele. Tähis on aga see, et TCP/IP tüüpi ühendused ei jää latentsuse kõikumise tõttu seisma. Samal ajal saab tark tugijaam kasutusele võtta veel MU-MIMO ja jagades kliendid ruumis gruppideks, kordistub maksimaalne klientide arv ja kiirus veelgi. Ootame põnevusega Ruckuse nutikat raadiolahendust ja selle tõhusat koostööd ja innovatsiooni uues 11ax Wi-Fi standardiga. Aga samuti võib raskeks minna kümne suurt kiirust vajava kliendiga. 100 kliendi näide võib olla pigem IoT lahendus, kus objektil on sadu väikesi autonoomsel toitel olevaid sensoreid. 11ax standard võimadlab nüüd ka seadmeid magama sundida ja luua väga pika aku kestvusega autonoomseid Wi-Fi standardiga kommunikeeruvaid seadmeid.

 

Toomas Kadarpik tom@3kgroup.ee 55514009