За прошедшие 20 лет с момента появления первых ноутбуков со встроенным Wi-Fi модулями идея полностью беспроводных, но подключенных к сети персональных устройств стала обычным явлением. Сегодня многие ноутбуки даже не имеют проводных интерфейсов RJ-45. Большинство IoT-устройств используют Wi-Fi для связи, у каждого смартфона есть Wi-Fi.
Wi-Fi настолько распространен, что к 2022 году будет насчитываться 8 миллиардов персональных мобильных устройств, то есть более чем одно устройство на каждого человека на планете. Также в прогнозах говорится, что помимо этого в мире будет 50 миллиардов IoT-устройств.
По данным компании Cisco, более половины всего трафика достигнет своей конечной точки в соединении Wi-Fi – и для этих устройств потребуется более полумиллиарда точек доступа Wi-Fi.
Все эти новые устройства и данные, поступающие на них, будут, очевидно, нагружать текущую сеть. А значит потребуются новые технологии беспроводной сети, чтобы идти в ногу со временем.
К счастью, технологии и стандарты ИТ-инфраструктуры быстро развиваются, и в середине 2020 года Ассоциацией по стандартизации IEEE официально будет утвержден новый стандарт Wi-Fi 6 (он же 802.11ax).
Чтобы избежать путаницы в наименованиях стандартов беспроводных технологий, в Wi-Fi Alliance (альянс производителей Wi-Fi оборудования) своевременно решили изменить подход к их именованию – ведь крайне сложно запомнить, что значит 802.11a/b/g/n/x и т п. В данный момент устройства, которые поддерживают ту или иную технологию беспроводной сети, можно легко узнать по логотипам с версией Wi-Fi.
Какие проблемы решает Wi-Fi 6?
Основная проблема современных Wi-Fi-сетей — это их сверхвысокая плотность и, соответственно, перегруженность используемых частот. Это особенно актуально для многоквартирных домов, крупных отелей, спортивных сооружений, торговых центров и т.п.
Wi-Fi устройств стало слишком много, и достичь достаточной производительности и устойчивости беспроводного соединения становится все сложнее.
Таким образом, новый стандарт W-Fi-6 нацелен на то, чтобы решить главную проблему беспроводных сетей - прекратить «войну за частоты», когда Wi-Fi роутер «конкурирует» за эфирное время на нужной ему частоте со всеми расположенными поблизости устройствами.
Какие технологии Wi-Fi 6 позволяют решать проблемы?
Wi-Fi 6 по сравнению с технологиями предыдущего поколения обеспечивает лучшую производительность, большую плотность соединений и, что очень важно, увеличивает время автономной работы конечного устройства.
Поддержка OFDMA в Wi-Fi 6 (множественный доступ с ортогональным частотным разделением) позволяет улучшить передачу данных в беспроводной сети с высокой плотностью устройств, уменьшая при этом задержку доставки пакетов для каждого устройства. При этом возможно не просто минимизировать, но и гарантировать требуемый уровень задержки, что выводит управление производительностью беспроводной сети на качественно новый уровень.
Ещё одно важное нововведение: MU-MIMO (Multi-User Multiple-Input Multiple-Output), который был частично введен в стандарте Wi-Fi 5 Wave 2, но поддерживал не более четырех одновременных подключений в режиме передачи и одного - в режиме приема. Wi-Fi 6 сможет обеспечить не только одновременную передачу, но и одновременный прием сигнала от восьми конечных устройств, что позволит в несколько раз увеличить теоретическую максимальную пропускную способность по сравнению с беспроводными сетями предыдущего поколения.
Также в Wi-Fi 6 повышен уровень модуляции по сравнению с Wi-Fi 5 (c 256-QAM до 1024-QAM). Это позволяет «уплотнять» передаваемую информацию и в результате передать на 25% больше данных по сравнению с Wi-Fi 5. Высокий уровень модуляции также повышает пропускную способность за счет более плотного заполнения каждого пакета данных.
Динамическая фрагментация тоже является нововведением Wi-Fi 6. Пятое поколение Wi-Fi сетей использовало статичную фрагментацию: это требовало, чтобы все фрагменты данных, за исключением последнего, имели одинаковый размер. В Wi-Fi 6 используется более эффективная динамическая фрагментация, позволяющая разбивать пакет на фрагменты разной длины, что также повышает эффективность передачи данных.
И наконец, ещё одно интересное нововведение – это пространственное «цветовое» разделение каналов или BSS coloring. В случае, когда несколько точек доступа работают на одном и том же канале (или каналах) и, соответственно, могут конфликтовать, в Wi-Fi 6 они способны передавать данные с уникальным "цветовым" маркером и устанавливать параллельные беспроводные подключения, не создавая друг другу помех, поскольку «цвет» маркера позволяет им различать данные друг друга.
Функция BSS coloring на практике позволяет значительно повысить эффективность использования радиоэфира и, как следствие, повысить производительность в беспроводной сети.
Кроме того, новые модули Wi-Fi 6 полагаются на запланированную передачу данных. Wi-Fi устройства предыдущего поколения расходуют аккумулятор клиентского устройства и нагружают сеть всегда, если Wi-Fi включен, вне зависимости от того, происходит ли передача данных или нет.
Для Wi-Fi 6 реализована функция Target Wake Time, когда конечное устройство бездействует (например, по ночам), данная технология позволяет переводить Wi-Fi-соединение в «спящий» режим, что экономит заряд батареи устройства и одновременно разгружает сеть.
В результате технологических нововведений одна точка доступа шестого поколения может поддерживать большее количество подключенных устройств. Так как передаваемая информация значительно «уплотнена», её можно передать больше. А для снижения влияния точек доступа друг на друга предусмотрены параллельные соединения.
Применение Wi-Fi 6 в корпоративной среде
Все преимущества Wi-Fi 6, предложенные на этапе разработки стандарта 802.11ax компанией Cisco и представленные на рынок в виде новой серии точек доступа 91хх, задают направление развития индустрии.
Возникает вопрос: как в полной мере реализовать все преимущества Wi-Fi 6 на предприятиях, учитывая возрастающие требования бизнеса, новые ИТ-услуги, увеличение сложности ИТ-инфраструктур, и при этом выполнять требования по оптимизации затрат?
Наиболее оптимальным подходом для ИТ-подразделений является централизация управления сетью в целом и повышение её уровня автоматизации. Это достигается за счёт применения системы Cisco DNA как средства управления корпоративной сетью, частью которой являются в том числе и беспроводные сети. В системе мониторинга и управления от Cisco DNA Сenter с появлением Wi-Fi 6 появилось расширение, относящееся к беспроводным сетям, которое позволяет собирать данные и на их основе производить оптимизацию конфигураций устройств в беспроводной сети.
Cisco DNA позволяет автоматизировать большинство операций по эксплуатации сети, которые раньше выполнялись вручную. В совокупности использование подходов автоматизации и централизованного управления на основе политик даёт возможность ИТ-подразделениям эффективно управлять большим количеством сетевых сервисов с меньшими трудозатратами, что в итоге значительно снижает общую стоимость владения сетевой инфраструктурой.
Таким образом, сочетание Cisco DNA и точек доступа Cisco, поддерживающих Wi-Fi 6, позволяет ИТ подразделениям получить возможность полноценной интеграции всех сетевых устройств в единую систему мониторинга и управления, что обеспечивает снижение издержек на содержание ИТ-инфраструктуры.
Доступность Wi-Fi 6 в России
Уже сейчас в России доступны точки доступа Cisco Catalyst серии 9115-9130, поддерживающие Wi-Fi 6, которые можно приобрести у официального дистрибьютора RRC. Таким образом Wi-Fi 6 скоро начнёт появляться в организациях, а значит время закупать устройства с его поддержкой уже пришло.