`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Что для вас является метрикой простоя серверной инфраструктуры?

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Андрей Блинов

Роль 802.11ax в построении умных городов

+22
голоса

Пространство беспроводной связи значительно изменилось, поскольку спецификации базовой версии стандарта IEEE 802.11, дебютировавшей в 1997 г., предусматривали  только две физических скорости передачи данных – 1 и 2 мегабита в секунду (Мб/с). Основное внимание в стандартах 802.11 уделялось повышению  быстродействия передачи данных, и спецификация 802.11ac Wave 2 вывела Wi-Fi на гигабитные скорости.

Новейшая спецификация, 802.11ax, которую планируется внедрить в решения для предприятий, подключенных домов и провайдеров сервисов  до конца этого года, поддерживает потоки данных, величина которых, как ожидается, достигнет 10 Гб/с. Помимо увеличения скорости, 802.11ax также ориентирован на повышение эффективности сети в условиях быстрого распространения подключенных устройств Интернета Вещей (IoT). Согласно прогнозам, среднее число устройств на одного пользователя увеличится с 8 в 2012 г. до 50 в 2022 г., а их пользователи будут ежегодно генерировать ошеломительные 163 зеттабайта данных к 2025 г.

Стандарт 802.11ax предлагает многочисленные усовершенствования для поддержки новейших требований к увеличению пропускной способности Wi-Fi и высокому качеству обслуживания (QoS) в местах умных городов с высокой плотностью людей.

К таким местам относятся транспортные узлы - аэропорты, автовокзалы и железнодорожные станции, улицы с местами для умной парковки, трубопроводами, счетчиками и освещением; крытые стадионы и открытые площадки для мероприятий, где установлены высокопроизводительные шлюзы для выгрузки мобильных данных пользователями, транслирующими потоковое видео 4K. В будущем ожидается, что инфраструктура 802.11ax будет постоянно поддерживать еще более широкий спектр интеллектуальных городских приложений, включая оборудованные датчиками дороги, мониторы качества воздуха, сети видеонаблюдения и системы обнаружения инцидентов с применением огнестрельного оружия для сотрудников правоохранительных органов.

С точки зрения специалистов Ruckus надежная связь – будь то Wi-Fi, CBRS, BLE, Zigbee, Zwave или LoRa - имеет решающее значение как для инфраструктуры, так и для приложений умного города. Таким образом, важно, чтобы государственный и частный секторы сотрудничали и обеспечивали доставку многоцелевых граничных соединений.

Примером подобного партнерства является развёртывание проектом LinkNYC в Нью-Йорке 7500 киосков бесплатного общедоступного Wi-Fi с радиусом связи около 50 метров и поддержкой 250 одновременных устройств на киоск. В дополнение к Wi-Fi, эти киоски предлагают множество услуг, включая бесплатные внутренние телефонные звонки и экстренные вызовы, планшеты с сенсорным экраном для службы каталогов, доступ к общественным и городским объявлениям и станции для подзарядки мобильных устройств.

Как отмечалось выше, новый стандарт 802.11ax предлагает расширенный набор функций для развёртывания точек высокоплотного доступа в сложных средах, таких как умные города.

Конкретные преимущества набора функций 802.11ax можно в общем подразделить на следующие категории:

  • Улучшение пропускной способности и эффективности сети
  • Увеличение пиковой производительности
  • Улучшение времени работы от батарей
  • Надёжность при эксплуатации под открытым небом

Рассмотрим подробнее некоторые ключевые особенности 802.11ax.

OFDMA и MU-MIMO

Заимствованные из сотовой связи, OFDMA и MU-MIMO это техники увеличения надёжности и эффективности в нелицензируемом спектре Wi-Fi. С OFDMA вся полоса пропускания канала может быть разделена на более мелкие субканалы, называемые блоками ресурсов (Resource Units, RU). Точка доступа решает как распределять субканалы – каждый RU (или субканал) может быть назначен разным клиентам, которые обслуживаются одновременно. Проще говоря, это улучшает среднюю пропускную способность (на пользователя) путем создания более узкого, но выделенного субканала. Кроме того, OFDMA повышает спектральную эффективность и уменьшает задержку при обслуживании разнородных пользователей (например, IM, электронная почта или легковесная (без крупных загрузок) работа с веб-браузером).

Важно отметить, что OFDMA и MU-MIMO предоставляют взаимно дополняющие техники для одновременного обслуживания множества пользователей. Точнее, OFDMA лучше всего использовать, когда многие соединения передают ограниченные объемы данных. OFDMA, которая эффективна на всех расстояниях – близком, среднем и далеком – обеспечивает снижение задержки и может применяться для уменьшения помех от наложения базовых сервисов (OBSS). Между тем, MU-MIMO лучше всего обслуживает многих пользователей с полным буферным трафиком. MU-MIMO наиболее эффективна на  ближнем-среднем расстояниях, имеет тенденцию увеличивать задержку и не располагает методами подавления помех.

Кроме того, в 802.11ax, OFDMA и MU-MIMO поддерживаются и в нисходящем (от AP к станциям), и в восходящем (от станций к AP) направлениях передачи. Следует отметить, что AP планирует передачи в обоих направлениях. Это контрастирует с сетями до 802.11ax (особенно для восходящего направления), где распределение ресурсов основано на соперничестве, и решение о захвате среды и передаче данных принимают индивидуальные станции. С ростом числа станций растёт и соперничество.

Интервалы между поднесущими и улучшения MAC/PHY

В 802.11ax интервал между поднесущими уменьшается, тем самым обеспечивая 4-кратное увеличение числа доступных тонов данных и значительно увеличивая максимальные скорости передачи на физическом уровне (PHY). Кроме того, дополнительные тона данных помогают поддерживать многих пользователей, в сочетании с OFDMA. 802.11ax также оптимизирует спектральную эффективность с большим количеством тонов/каналов, уменьшает избыточное использование ресурсов, улучшает работу на открытом воздухе и облегчает квантовый скачок на максимально достижимые скорости PHY. Напоследок ещё одна весьма важная особенность 802.11ax – он использует шифрование 1024-QAM (в отличие от 256-QAM в 11ac), что позволяет повысить скорость передачи данных на 25%.

Энергоэффективность

В 802.11ax предусмотрено планирование времени отключений (перехода в спящее состояние) и включений (пробуждения) питания, а также предварительное согласование периодов бодрствования между AP и клиентами, чтобы избежать борьбы клиентских устройств за радиоканалы. Это помогает повысить эффективность использования радиоспектра и увеличивает время автономной работы клиентских устройств.

Итак, 802.11ax решает проблемы растущего количества подключённых устройств IoT, предлагая продвинутый набор функций для развёртывания высокоплотных AP в сложных средах, таких как умные города. Поддерживая потоки данных до 10 Гб/с, стандарт 802.11ax увеличивает с OFDMA спектральную эффективность, впервые внедряет Uplink MU-MIMO, уменьшает расстояние между поднесущими для повышения максимальных скоростей PHY, расширяет поддержку вплоть до полосы 2,4 ГГц и доводит до максимума эффективность потребления энергии.

+22
голоса

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 
 
IDC
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT