Объемы передачи данных постоянно растут, миллиарды устройств постоянно передают и получают информацию. Практически у каждого из нас есть смартфон, и часто не один. Развитие технологий интернета вещей будет только способствовать этому процессу. Все это ставит новые требования перед сетевыми инфраструктурами. Новому времени нужны сети, которые позволят передавать большие объемы данных с минимальными задержками. Они нужны для производственных систем, систем виртуальной и дополненной реальности, автономного транспорта.
Чаще всего для этого предлагается использовать технологию 5G, позволяющую строить более емкие и экономичные сети, чем 4G. Однако, существенным недостатком этого подхода является то, что организовывать сети 5G придется почти с нуля, что потребует существенных расходов и приведет к дороговизне связи, особенно если речь идет об удаленных локациях.
Отчасти, альтернативой связи 5G может быть стандарт беспроводной связи 802.11ax, известный также как Wi-Fi 6.
Предпосылки развития технологии Wi-Fi 6
Главной проблемой предыдущих стандартов беспроводной связи является медленная работа, однако дело не в том, что прежним стандартам не хватает скорости передачи. Проблема связана в первую очередь с тем, что устройств, подключенных к сети, стало слишком много. Наиболее это заметно в местах скопления пользователей, например, в сетях торговых центров, кафе или аэропортов. При этом распределение доступа осуществляет маршрутизатор. Для получения надежной связи компаниям приходилось устанавливать дополнительные точки доступа и резервировать каналы связи. При этом расположенные рядом точки доступа негативно влияют друг на друга.
Разработка нового стандарта Wi-Fi была начата в 2013 году группой исследователей, входившей в состав рабочей группы IEEE 802.11. В 2014 году был начат проект 802.11ax получивший название WiFi 6. Новая версия стандарта впервые была представлена осенью 2018 года, осенью 2019 год стандарт был утвержден и начата сертификация конечных устройств. Активное участие в разработке стандарта принимала и компания Huawei, в портфеле которой уже сейчас много устройств с поддержкой WiFi 6 (см. точки доступа Huawei).
Основные особенности новой технологии
Сети Wi-Fi 6 позволяют обслуживать гораздо большее количество пользователей по сравнению с сетями предыдущих стандартов. При этом технология гарантирует каждому абоненту бесперебойную передачу данных вне зависимости от условий. Для этого новый стандарт предусматривает некоторые общие механизмы.
- Поддержка мультиплексирования. Чтобы добиться бесперебойной работы технология WiFi 6 позволяет организовать множественный доступ с ортогональным частотным разделением каналов. Это означает, что ширина канала для каждого устройства меняется в зависимости от его потребностей и общей ситуации. С одной стороны, при необходимости передать видеосигнал можно выделить всю доступную ширину, с другой — если претендентов на ресурс много, то его можно разделить на отдельные полосы для каждого. Это позволяет повысить пропускную способность сети в целом, гарантируя, что работоспособность оборудования не пострадает от недостатка пропускной способности.
- Высокая плотность. Кроме механизма квадратурной модуляции сигнала QAM 256 технология Wi-Fi 6 использует QAM 1024, благодаря чему объем передаваемой информации увеличивается примерно на четверть из расчета на один символ, а это, в свою очередь, повышает скорость передачи данных.
- Использование двух диапазонов. Большое скопление сетей в многоквартирных домах, офисных центрах или общественных местах могут вызвать проблемы с использованием частот. Большинство сетей более старых стандартов работали на частоте 2,4 ГГц. Предыдущий стандарт Wi-Fi 5 использовал диапазон 5 ГГц. Оборудование нового стандарта Wi-Fi 6 поддерживает обе частоты, дополнительно обсуждается возможность выделения частоты 6 ГГц. Благодаря этому в сетях Wi-Fi 6 могут использоваться и устройства предыдущих поколений.
- Механизм маркировки пакетов. Стандарт Wi-Fi 6 поддерживает механизм BSS Coloring, позволяющий маркировать передаваемые пакеты. Это позволяет устройству игнорировать пакеты из чужой сети. Благодаря этому несколько разных сетей WiFi 6 могут работать в одном диапазоне не препятствуя друг другу.
- Высокая энергоэффективность. Предыдущие технологии связи предполагали передачу данных с некоторой регулярной периодичностью. Это, во-первых, приводит к засорению эфира, во-вторых, приводит к дополнительным энергозатратам. Стандарт Wi-Fi 6 поддерживает функцию Target Wake Time, которая активирует устройство в момент приема или передачи данных. Это позволяет сократить энергопотребление и сэкономить частотный ресурс при создании сетей с большим количеством устройств.
Преимущества для бизнеса и обычных пользователей
Важнейшие преимущества Wi-Fi 6 — высокая плотность подключений, скорость работы и низкая задержка — достигается за счет эффективного использования спектра частот, качественного управления интерференцией и улучшенного протокола управления доступом к среде. Реализован бесшовный роуминг. Все это делает технологию Wi-Fi 6 идеальным вариантом для поддержки интернета вещей.
Устройства с поддержкой WiFi-6 могут использоваться в уже существующих сетях. С другими устройствами предыдущих поколений они будут взаимодействовать на базе более старых стандартов.
Для бизнеса новый стандарт выгоден в первую очередь тем, что позволяет упростить, сделать более экономичной и эффективной сетевую среду организации. Одна из основных сфер применения Wi-Fi 6 – проекты в офисных помещениях OpenSpace. Кроме того, предприятия и поставщики услуг получают возможность использовать новые приложения на базе имеющейся инфраструктуры беспроводной сети, обслуживая при этом старые приложения на более высоком уровне. В более далекой перспективе стандарт открывает широкие возможности для построения «умных» зданий, транспортно-логистических центров, решений на базе технологий дополненной и виртуальной реальности (AR/VR).
Для пользователей новый стандарт кроме быстрой и стабильной связи удобен еще и тем, что расход аккумуляторов пользовательских устройств расходуется меньше.
Устройства с поддержкой WiFi 6 уже появилось в портфелях ведущих вендоров, помимо точек доступа стали появляться первые мобильные устройства, совместимые со стандартом, и в ближайшей перспективе рынок будет только расти. Точки доступа WiFi 6 предлагают Huawei, Cisco, HPE Aruba и другие производители.
