2020/07/07 14:48:24

Революционный Wi-Fi 6:
как новый стандарт ускорит мир интернета вещей

Технология Wi-Fi 6 (802.11ax) повысит скорость передачи данных и пропускную способность беспроводных сетей. Ориентированный на корпоративных пользователей стандарт обеспечит гибкость и масштабируемость инфраструктуры для быстрого запуска цифровых сервисов.

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

За последние годы бизнес привык к потреблению мобильного интернет-трафика через Wi-Fi, однако при большом скоплении людей такие сети начинают работать с задержкой, скорость доступа падает. Большую пропускную способность, высокую скорость отклика, гарантированную производительность устройств и приложений обеспечит новый стандарт беспроводной связи Wi-Fi 6 (802.11ax, анонсирован осенью 2019 года). Разработчик - Институт инженеров электротехники и электроники (Institute of Electrical and Electronics Engineers, IEEE) — глобальная ассоциация технических специалистов, отвечающая за развитие Wi-Fi и развитие отраслевых стандартов.

Wi-Fi 6 обеспечит эффективную работу интернета вещей

Wi-Fi 6 существенно повышает производительность беспроводной сети - количество подключенных устройств, производительность используемых приложений, время отклика приложений, что крайне важно для приложений с интерактивом – управляемыми из облака роботами, видеоконференцсвязи, телемедицины и т.д., комментирует Юлия Андрианова, менеджер по развитию бизнеса беспроводных технологий Cisco.

Производительность такой сети возрастает почти в четыре раза — за счет более эффективного использования спектра. В первую очередь ее преимущества очевидны в локациях с высокой плотностью подключений — на стадионах, в аэропортах и других транспортных узлах, конференц-залах, торговых и деловых центрах, зонах отдыха и развлечений и пр. Кроме того, Wi-Fi 6 обеспечит эффективную работу для множества устройств интернета вещей (IoT), существенно повышая эффективность работы с малыми объемами данных и экономя батарею маломощных датчиков за счет сокращения обмена служебной информацией.

Эволюция стандартов Wi-Fi

1997	IEEE	802.11	2 Мбит/с
1999	IEEE	802.11a	54 Мбит/с
2003	IEEE	802.11g	54 Мбит/с
2009	Wi-Fi 4	802.11n	600 Мбит/с
2014	Wi-Fi 5	802.11 ас	6,77 Гбит/с
2019	Wi-Fi 6	802.11ax	11 Гбит/с

^{Источник: Wi-Fi Alliance}

Принципиальные отличия нового стандарта

Wi-Fi 6 увеличивает скорость передачи данных до 11 Гбит/с (для сравнения, появившийся в 2013 году Wi-Fi 5 (802.11ac) поддерживает 6,77 Гбит/с). Емкость сети расширена за счет технологии множественного доступа с ортогональным частотным разделением каналов (Orthogonal frequency-division multiple access, OFDMA — заимствована из сотовой связи). Она обеспечивает одновременную передачу информации сразу нескольким клиентам.

Предыдущие стандарты Wi-Fi используют принцип «Listen-Before-Talk» — каждое Wi-Fi устройство перед радиопередачей проверяет свободен ли эфир. Если передает другое устройство, то эфир занят и радиопередача откладывается. При увеличении плотности устройств, массовом внедрении датчиков и сенсоров с Wi-Fi подключением такой принцип начинает подводить, время отклика приложений невозможно гарантировать, видео на экране рассыпается, звук жуется.

В новом стандарте Wi-Fi 6 за счет OFDMA можно спланировать следующий выход в эфир с учетом требований приложения, которое передает информацию. Это позволяет снижать время отклика. Теперь одновременно — в одном временном слоте — могут передавать информацию 9 устройств (в предыдущих стандартах – одно).

Еще одной революцией Wi-Fi 6 стала заимствованная из мобильных сетей технология «раскрашивания» базовых станций (BSS Coloring) – она позволяет существенно повысить эффективность использования радиоэфира. Теперь клиентские устройства слышат только сигналы своей точки доступа и игнорируют чужие, повышая долю эфирного времени, пригодного для обмена информацией.

При этом возможность согласовывать время выхода устройства в эфир и отправлять его в режим сна позволяет существенно экономить заряд батареи. Срок жизни аккумуляторов увеличивается втрое. Это особенно важно для устройств IoT, которые, как правило, передают небольшое количество данных в редкие промежутки времени (несколько раз в день), но очень чувствительны к ресурсу батареи.

Важные компоненты Wi-Fi 6

OFDMA	Orthogonal frequency-division multiple access — множественный доступ с ортогональным частотным разделением (возможность делить канал на единицы ресурса)
Target Wake Time	Назначенное время пробуждения
MIMO	Multiple-input, multiple-output — множественный вход, множественный выход (мульти юзер)
BSS Coloring	«Раскрашивание» передаваемых по сети пакетов информации для отделения «своих» от «чужих» (эффективность использования эфира)

Динамика мобильного трафика

Источник: Cisco Virtual Networking Index^[1]

Экосистема Wi-Fi 6

Программа сертификации оборудования Wi-Fi Certified 6 стартовала осенью 2019 года – с подачи Wi-Fi Alliance. Вендоры начали запускать продукты, отвечающие требованиям стандарта. Это означает поддержку 802.11ax в диапазонах 2.4ГГц и в 5ГГц, OFDMA в uplink и downlink, а также поддержку одновременного взаимодействия с группой клиентских устройств разделенными потоками.

На май 2020 года в списке Wi-Fi Certified 6 устройств на сайте самого альянса (wi-fi.org) – более 90 роутеров и точек доступа от разных производителей: Cisco, Linksys, Huawei, Asus, Alcatel-Lucent, Aruba и др.

Оборудование Cisco для Wi-Fi 6, доступное в РФ, включает точки доступа Catalyst серии 9100 Wi-Fi 6 (поддерживают различные IoT-протоколы: BLE, Zigbee, Thread). Все они поддерживают планирование выхода в эфир, когда это нужно приложению, и погружение устройства «в спячку» в остальное время — для экономии ресурса (Target Wake Time).

Реализован проактивный поиск неисправностей, выявление аномалий и глубокая аналитика состояния радиоэфира, сети и клиентских устройств (Cisco DNA). Точки доступа доставляют в DNA Center данные о состоянии радиоэфира, сети и клиентских устройств, чтобы сеть могла провести самодиагностику. Intelligent Capture постоянно тестирует сеть, анализирует трафик на уровне пакетов (может обнаруживать более 200 аномалий) и передает в Cisco DNA Center результаты глубокого анализа, без снижения производительности обслуживания клиентов.

С недавнего времени оптимизировано подключение Wi-Fi для устройств Apple и Samsung (список производителей планируется расширять). Выбирается ближайшая и наименее загруженная точка доступа, приложение приоритизируется в беспроводной сети с момента попадания в очередь пакетов на передачу в радиоэфире.

Контроллер Cisco Catalyst серии 9800 построен на операционной системе Cisco IOS XE (предусмотрен набор API для интеграции с внешними системами). Устройство обеспечивает подключение новых точек доступа без прерывания сетевого сервиса, а для его безопасности реализована функция обнаружения злонамеренного ПО в зашифрованном трафике (ETA).

Помимо этого, Cisco разрабатывает собственный чипсет — Cisco RF ASIC — для топовых беспроводных решений. Здесь предусмотрено дополнительное радио для обнаружения помех, оптимального радиопланирования, а также для определения местоположения клиентов.

Реализована поддержка Сisco Embedded Wireless Controller - ПО беспроводного контроллера, работающее прямо на точке доступа. EWC обеспечивает управление точками без необходимости покупать и обслуживать отдельный беспроводной контроллер. Это решение подходит, например, для распределенных сетей и организаций с ограниченным ресурсом ИТ – так, с помощью EWC можно запустить сеть всего за несколько шагов прямо с мобильного приложения.

Решения Cisco распространяются в России через официального дистрибьютора – RRC. Компания предоставляет также услуги просчета проектов (совместно с партнерами-интеграторами) и технического консалтинга, регулярно проводит вебинары по продуктам и технологиям вендора (на ближайшие – по решениям Cisco для Wi-Fi 6 может записаться любой желающий).

Мобильность изменила наши представления о производительности, особенно для мест с высокой плотностью сотрудников, гостей, клиентов, начиная от фестивалей и стадионов до крупных больниц или кампусов, которые работают с большим объемом данных. Wi-Fi 6 предлагает высокие скорости, пропускную способность, время автономной работы устройств и качество работы приложений. Это даст необходимые преимущества бизнесам, использующим ИТ-инфраструктуру как платформу для обеспечения своих бизнес процессов, позволяющим своим сотрудникам мобильную работу с любого устройства и использующим IoT-устройства, говорит Станислав Соменков, руководитель направления Cisco компании RRC.

Тренды IoT

Источник: Cisco VNI^[2]

В2В аудитория

Wi-Fi 6 адаптирован и ориентирован на корпоративный сегмент. Для развертывания такой сети не требуется разрешение на использование частот. А стоимость проекта будет в три-пять раз ниже, чем при построении корпоративного сегмента на базе сотовой связи (данные Cisco). Аналогично набор микросхем для подключения устройств IoT по Wi-Fi 6 — на порядок дешевле набора для подключения по 5G. Количество же подключенных к корпоративной сети устройств можно увеличивать без ограничений.

Основный спрос на сети Wi-Fi 6 будут генерировать, по прогнозам Cisco, высокотехнологичные бизнесы, производственные предприятия, финансовая сфера. Преимущества Wi-Fi 6 наиболее явно проявляются там, где на ограниченном пространстве нужно подключать большое количество мобильных пользователей. Так, сегодня решения Cisco Catalyst серии 9100 и 9800 используются в Университете штата Калифорния в Сан-Хосе (США) – там обеспечено высокоскоростное беспроводное соединение на территории с высокой плотностью подключений (более 25 тыс. устройств параллельно). А в лондонском районе Canary Wharf, где доступ к цифровой инфраструктуре и связь нового поколения входят в пакет обязательных услуг девелопера, сетью на базе Wi-Fi 6 пользуются более 200 стартапов, 4 250 домохозяйств, а также до 130 тыс. посетителей комплекса.

Технология адаптирована для работы с иммерсивными приложениями в медицине, обучении, проектировании, сфере развлечений, - поясняет Юлия Андрианова. Она обеспечивает высокий отклик приложений, что раньше в Wi-Fi было невозможно реализовать.

Это означает, что Wi-Fi 6 поддержит работу, например, самоуправляемого склада роботов. Или переход ритейла на самообновляемые цифровые ценники, позволяющие минимизировать человеческий фактор и ошибки.

В России востребованность технологии будет расти по мере увеличения плотности подключений, массового запуска IoT-устройств, а также расширения спектра поддерживающих конечных устройств. В целом переход на новую технологию пройдет для корпоративного сегмента быстрее и проще, чем прежде на стандарт Wi-Fi 5, считает Юлия Андрианова.

Учитывая, что компания Cisco является одним из мировых лидеров в развитии сетевых технологий, важной задачей дистрибутора становится популяризация идей и последующих за ними решений для конечного потребителя. Прежний стандарт IEEE 802.11ac будет замещен на Wi-Fi 6 и произойдет это быстрее, чем подобные трансформации в прошлом. Для трансформации бизнеса сегодня и ответа на современные вызовы нужны такие технологии. Для реализации максимально быстрого перехода компания RRC готова предоставить продукты Cisco уже сейчас со склада в Москве и Санкт-Петербурге, комментирует Станислав Соменков.