Реальные преимущества стандарта IEEE 802.11ac над 802.11n

Гигабитный WiFi уже доступен. Большие обещания с высокими ожиданиями станут вашими, если правильно оптимизировать и внедрить стандарт 802.11 ac.

В ответ на рост требований к инфраструктуре WiFi был разработан стандарт 802.11 ac, который в настоящее время все шире доступен на рынке. Взрывное развитие концепции BYOD (использование на работе принадлежащего пользователям оборудования) не только привело к увеличению количества устройств, используемых одним пользователем для подключения к среде, но и принесло с собой новый тип использования, включая голос, видео высокой четкости, а также другие двунаправленные и требующие большой пропускной способности приложения, такие как Microsoft Lync, FaceTime, WebEx и многие другие.

Использование этих, требующих большой пропускной способности и низкой задержки, приложений осложняется тем, что доступ к ним каждого пользователя осуществляется с всё большего количества устройств. Одно из исследований Cisco Systems о количестве устройств на одного пользователя к 2015 году, говорит, что сегодня у пользователя в среднем 3,5 персональных устройства.

Но новый уровень нагрузки для сетей WiFi создается не только мобильными портативными устройствами. Неуклонно растет число подключений к беспроводным сетям ноутбуков и количества приложений, требующих высокой скорости соединения. Провайдеры начинают применять технологию WiFi как метод доставки сигнала своим клиентам на «последней миле». Эти тенденции вынуждают IT-отделы гораздо тщательнее, чем раньше, подходить к обеспечению качества сигнала, организации покрытия и поддержанию скорости двусторонней передачи данных.

Чтобы удовлетворить эти требования институт IEEE проделал большую работу и выпустил стандарт 802.11 ac, который, пожалуй, является крупнейшим этапом эволюции беспроводных сетей с момента их изначальной разработки. Однако успешное внедрение стандарта 802.11 ac в имеющуюся среду потребует больше усилий, чем простая покупка нескольких новых точек доступа и клиентских плат и их подключения в новую сеть. Чтобы достичь ожидаемого покрытия и повышения скорости передачи данных нужно ясное понимание того, как работает технология 802.11 ac в сравнении с a/b/g/n, а также знание практических приемов для оптимального перехода на эту новую технологию.

Улучшение технологии WiFi – стандарт 802.11 ac

Привычные для нас стандарты беспроводной связи при работе с приложениями, требующими высокой пропускной способности, имеют ряд ограничений. Как показано в таблице ниже, стандарт 802.11n имеет максимальную скорость PHY до 600 Мбит/с, при этом реальная пропускная способность для пользователя находится на уровне в 200 Мбит/с. Такая скорость передачи данных возможна только в идеальной среде и только при подключении одного или двух клиентов. В реальных гибридных средах WiFi, где клиенты используют пространство совместно, пропускная способность для 802.11n может падать до уровня ниже 10 Мбит/с, который не соответствует текущим или будущим потребностям пользователей.

Скорость передачи данных PHY для отдельных конфигураций

Ширина канала (МГц)

Пространственные потоки

Индекс MCS для 802.11 ac

Защитный интервал

Скорость передачи данных PHY (Мбит/с)

20

1

5

LGI

52

40

4

7

SGI

600*

40

4

9

SGI

800

80

1

9

SGI

433

80

2

9

SGI

867

80

3

9

SGI

1300**

80

4

9

SGI

1733

80

8

9

SGI

3467

160

1

9

SGI

867

160

2

9

SGI

1733

160

3

8

SGI

2340

160

4

9

SGI

3467

160

8

9

SGI

6933

* Максимальное значение для 802.11n

** Первая волна 802.11 ac

Стандарт 802.11 ac представляет собой технологию с обратной совместимостью, что обеспечивает плавный переход с нынешних сетей 802.11a/n. Он работает только в диапазоне 5 ГГц и теоритически поддерживает скорости передачи данных свыше 1 Гбит/с. Частотный диапазон 5 ГГц обычно менее загружен и зашумлен, предлагает больше каналов, чем диапазон 2,4 ГГц, обеспечивая, тем самым, более высокую пропускную способность стандарта 802.11 ac.

Запланирован двухэтапный вывод стандарта 802.11 ac на рынок – на первом этапе предполагается повысить скорость PHY до 1,3 Гбит/с, на втором этапе – до 6,9 Гбит/с. Реальные скорости передачи данных для пользователя на первом этапе могут достигать 800 Мбит/с, что позволяет большому количеству пользователи одновременно использовать через WiFi такие высокоскоростные приложения, как видео в форматах HD и UHD. При таком уровне производительности сеть в целом сможет поддерживать больше пользователей, больше устройств и больше возможностей, сохраняя при этом обратную совместимость с более ранними технологиями.

Имеющееся оборудование стандарта 802.11a/n не модернизируется до стандарта 802.11 ac. Для поддержки основных изменений, необходимых для достижения высоких скоростей передачи данных, предоставляемых стандартом 802.11 ac, требуется новое оборудование.

Подобно стандарту 11n, в стандарте 802.11 ac для обеспечения высокой производительности используется антенная схема MIMO (Multiple Input/Multiple Output) и нескольких пространственных потоков. Возможна антенная схема до 8х8, но большинство начальных партий оборудования будет использовать схему 3x3, подобную используемой в стандарте 11n. В стандарте 802.11 ac каналы 80 МГц создаются путем объединения четырех каналов 20 МГц, что предоставляет пользователю более высокие скорости передачи данных. Это объясняется тем, что чем шире канал, тем больше создается поднесущих для передачи двоичных данных, что в результате дает более высокую пропускную способность. Компромисс в случае использования агрегированных каналов заключается в том, что самих доступных каналов становится меньше. Частотный диапазон 5 ГГц сокращается до возможности выбора пяти каналов 80 МГц. И, если избегать каналов DFS, только доступных каналов остается только два. Ровное покрытие с низким перекрытием может показаться невозможным, когда доступны только два канала. Однако встроенные возможности технологии позволяют иметь две смежных точки доступа, настроенные на один и тот же канал 80 МГц, распадающийся на каналы 40 МГц или 20 МГц при возникновении помех в соседнем канале.

В оборудовании, которое будет выпускаться на втором этапе, начиная с 2014 года, предусмотрены каналы 160 МГц, что позволит увеличить потенциальную пропускной способность для пользователя до 6,9 Гбит/с. Это дает нам картину того, что может обеспечить стандарт 802.11 ac при его правильном внедрении с самого нуля.

Преимущества стандарта WiFi IEEE 802.11 ac над 802.11 n

MHz = МГц

Band = Диапазон

Channel # = Номер канала

5 GHz Band = Частотный диапазон 5 ГГц

Blocked in the US = Заблокировано в США

 

См. также: