Точки доступа (ТД) нового стандарта Wi-Fi 6 (он же 802.11ax) начали поступать на российский рынок не слишком давно, и пока для множества заказчиков преимущество новой разновидности беспроводной LAN над прежними ещё не стало очевидным. Интеграторам и дистрибьюторам ещё предстоит разъяснять своим клиентам сильные стороны новых ТД стандарта Wi-Fi 6; таких, например, как предлагает компания Cisco в новой серии Catalyst 9100. Каждый месяц продаётся всё больше оконечного оборудования с поддержкой Wi-Fi 6 — но раскрыть его потенциал полностью не выйдет до тех пор, пока заказчики не обновят свои беспроводные точки доступа и контроллеры.
Перспективная выгода
Жизненный цикл высокотехнологичного коммерческого оборудования в несколько раз дольше, чем оконечных ИТ-устройств потребительского класса. Даже в частных квартирах точку доступа Wi-Fi (обычно в составе универсального Wi-Fi маршрутизатора) редко меняют до того, как она физически не выйдет из строя. Корпоративные же заказчики, для которых ИТ-инфраструктура является одним из средств производства (как минимум — бесперебойного и защищённого документооборота), инвестируют в организацию локальной сети, включая беспроводной её сегмент, немалые суммы. И ожидают, конечно же, что при наличии адекватного технического сопровождения такая сеть проработает с ожидаемой эффективностью никак не меньше пяти, а то и семи лет.
Поколения стандартов Wi-Fi сменяются примерно с той же частотой: спецификация IEEE 802.11g была официально утверждена в
Сталкиваясь сегодня с насущной необходимостью такой модернизации, клиенты с удивлением обнаруживают, что доступные на рынке точки доступа Wi-Fi 5 и Wi-Fi 6 вполне сопоставимы по цене, но первые нередко предлагают с заманчивыми скидками, — каналу ведь надо высвобождать склады от залежавшегося товара в ожидании скорого поступления новинок. Вдобавок, беглое изучение прейскурантов российских реселлеров показывает, что ноутбуков, смартфонов и прочего оконечного оборудования с поддержкой Wi-Fi 6 в наличии не так чтобы много, да и обходится оно ощутимо дороже аналогов с адаптерами Wi-Fi 5.
И это вполне объяснимо: самые передовые пользовательские устройства чаще всего представляют собой премиальные флагманские модели, которые для оснащения тех же самых производств вряд ли какой-то заказчик будет массово закупать. Вот и выходит, что строить беспроводной сегмент офисной, к примеру, локальной сети на Wi-Fi 6 прямо сейчас вроде как и незачем: стандарт новый, клиентских устройств для работы с ним мало. Вот пройдёт несколько лет, станет он более привычным, цены снизятся, и тогда...
На самом деле, логика эта с деловой точки зрения порочна. Да, никто не запретит отложить построение сети Wi-Fi 6 на пару лет. И да, действительно, по мере популяризации нового стандарта цена на оборудование с его поддержкой будет постепенно снижаться. Но вот какое дело: не говоря даже о том, что для новой техники используется более совершенное и надёжное оборудование (включая сами чипы адаптеров радиосвязи), стандарт Wi-Fi 6 не просто количественно, но качественно отличается от своего предшественника. Именно поэтому любая задержка здесь грозит обернуться коммерческими потерями уже в ближайшие
Аналогия с поколениями стандартов сотовой связи тут полная. Преимущество 5G перед 4G вовсе не в том, что первый способен обеспечивать «честный гигабит по воздуху» в зоне уверенного приёма, а второй — нет. Превосходство сетей пятого поколения — в их готовности гарантировать минимальную задержку сигнала при широкой полосе пропускания — что, в свою очередь, открывает перед провайдерами и иными поставщиками услуг совершенно новые бизнес-возможности. Дополненная реальность, облачный гейминг, VDI для ресурсоёмких вычислений «по воздуху» в отсутствие проводов — всё это в сетях 4G принципиально невозможно из-за структурных особенностей их организации.
Точно так же и стандарт Wi-Fi 6 исходно разрабатывался с ориентиром на коммерческое применение в глубоко цифровизированных производствах, на обеспечение работы множества требовательных к ширине полосы пропускания и расположенных вблизи один от другого клиентов, на поддержку функционирования обширных инсталляций Интернета вещей (IoT), в том числе промышленного.
Имея возможность прямо сегодня оснастить своё предприятие точками доступа Wi-Fi 6 и рассчитывая в ближайшем будущем повысить свою конкурентоспособность за счёт умного внедрения цифровизации, заказчику попросту неразумно ориентироваться на предыдущий стандарт при построении беспроводной локальной сети. Никакая экономия денежных затрат в моменте не скомпенсирует зияющего разрыва в возможностях, который существует между протоколами Wi-Fi пятого и шестого поколений.
Грани новых технологий
Зачем вообще придумывать раз в несколько лет всё новые и новые стандарты беспроводной связи? Первая и наиболее очевидная причина — неуклонно растущая потребность пользователей в скоростях обмена данными. Вплоть до Wi-Fi 5 именно увеличение скорости приёма и передачи служило главным аргументом в пользу обновления парка точек доступа и оконечных устройств. Однако чем больше беспроводных гаджетов стали применять на работе и в жизни, тем острее проявляла себя другая проблема. А именно — затруднения при совместной работе расположенных рядом, в переделах действия одной точки доступа, устройств с адаптерами Wi-Fi. Дальше — больше: плотность самих точек также резко возросла, а значит, их сигналы стали ощутимее мешать друг другу. Чтобы лично убедиться в этом, каждый может запустить поиск сетей Wi-Fi на смартфоне — дома либо в офисе, — и увидеть десяток, если не полтора пересекающихся по зоне покрытия сетей.
Приведём, не вдаваясь в технические детали и радиофизику, лишь один пример того, насколько сложно организовать бесперебойную и скоростную беспроводную связь. Как быть, если точка доступа одна, а устройств, стремящихся передать и принять через неё данные, — много? В предшествовавших Wi-Fi 6 стандартах реализован следующий механизм: если некий клиент желает передать что-то точке доступа, он первым делом включает режим приёма и «слушает» эфир: не занята ли рабочая частота чьей-то ещё передачей? Если нет, клиент посылает точке доступа особый сигнал: «готов транслировать данные». Точка доступа отвечает ему «жду», и лишь после этого поток полезной информации начинает своё движение в радиоэфире.
Однако как быть, если клиентское устройство обнаруживает, что канал занят? В Wi-Fi 5 и более ранних версиях оно... просто ждёт какое-то, случайным образом определяемое, количество миллисекунд, а затем пробует ещё раз. Снова занято? Ещё раз. И ещё, пока точка доступа, наконец, не освободится для приёма.
Очевидных недостатков у такого способа сразу два. Первый: если клиентских устройств много, и они ведут интенсивный обмен данными, они неизбежно будут мешать друг другу. Случайно определяемые периоды вынужденного ожидания своей очереди сложатся в десятки и сотни миллисекунд дополнительной задержки. Второй недостаток: если точек доступа поблизости одна от другой две и более, клиент первой точки вполне может «услышать» на вожделенной частоте, как со второй точкой доступа обменивается данными её клиент, и... правильно, не станет передавать свои данные, потому что формально канал занят. Неважно, что первая точка доступа свободна и готова к приёму, — её клиент снова и снова будет откладывать передачу на очередной случайный интервал времени.
Так вот, технические усовершенствования стандарта Wi-Fi 6 позволяют в значительной мере снять и это, и целый ряд иных ограничений предыдущих версий спецификации. Так, технология множественного доступа с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA) даёт возможность успешно работать рядом друг с другом сразу множеству устройств, подключённых к одной точке доступа, да и в целом повышает эффективность использования радиосреды. Более плотная модуляция QAM 1024 служит средством увеличить количество бит передаваемой информации на каждый герц доступного частотного диапазона. Механизм BSS coloring для «раскрашивания» (маркировки «свой-чужой») пакетов в одних и тех же частотных каналах, используемых разными устройствами, позволяет клиентскому устройству не воспринимать эфир как занятый, если в нём на выбранной частоте вещает клиент другой точки доступа.
И так далее: совокупный эффект от применения множества новшеств Wi-Fi 6 с точки зрения пользователя означает более высокие скорости приёма и передачи данных при сниженных задержках сигнала, а также возможность повышать приоритет трафика критически важных приложений (например, индустриальных, если речь идёт о промышленном Интернете вещей), что обусловливает резкий взлёт качества обслуживания клиентов точками доступа.
На практике
Промышленный Интернет вещей упомянут здесь не зря: в стандарте Wi-Fi 6 имплементированы возможности дополнительного улучшения коммуникаций с IoT-устройствами. Например, механизм TWT подразумевает активацию низкоэнергоёмких элементов Интернета вещей по таймеру — только и только тогда, когда от них необходимо получить данные. Одно это уже разительно снижает нагрузку на радиоэфир, из которого таким образом выводятся непрерывно претендующие на свою долю канала связи «интеллектуальные» кофеварки, термостаты и дверные звонки.
Да, трафик от каких-нибудь умных светодиодных ламп или температурных датчиков ничтожен по объёму. Однако чем больше вокруг нас становится элементов IoT, тем сильнее их неупорядоченная активность в радиодиапазоне будет мешать веб-сёрфингу, потоковой передаче видео высокой чёткости, облачному геймингу и т. п. Напротив, если речь идёт о промышленном Интернете вещей, встроенные механизмы Wi-Fi 6 позволят наделить их трафик наивысшим приоритетом, подавляя тем самым невольные помехи слаженной работе автоматизированного производства со стороны прочих активных в эфире абонентов.
В ходе радиопланирования помещений системными интеграторами используется такой интегральный показатель, как «функция счастья беспроводного клиента», которая напрямую зависит от скорости, задержки, стабильности сигнала и других объективных параметров качества беспроводной сети. Благодаря новейшим алгоритмам модуляции, кодирования и борьбы с интерференцией, присущим Wi-Fi 6, эта функция с ростом числа клиентов данной точки доступа снижается значительно медленнее, чем если сохранять верность более ранним стандартам.
Путь Cisco
Новые точки беспроводного доступа Catalyst серии 9100 с поддержкой Wi-Fi 6, доступные в OCS Distribution, представлены целым рядом моделей для самых разных заказчиков и рабочих нагрузок.
Cisco Catalyst серии 9105
Эта точка беспроводного доступа со встроенными всенаправленными антеннами, аплинком 2,5 Гбит/с и встроенным трёхпортовым гигабитным коммутатором с возможностью подачи питания на один из портов (до 15,4 Вт) позиционируется как современная замена аналогичным устройствам Aironet 1815I и 1815W. Она представлена в корпусах двух разновидностей: для потолочного (C9105AXI-R) и настенного монтажа (C9105AXW-R). Модель поддерживает режимы MIMO 2×2, Uplink/Downlink OFDMA, двухпотоковый Downlink MU-MIMO (2 потока), TWT, BSS Coloring, а также телеметрию Wireless Assurance и автоматизированный дистанционный сбор пакетов (Intelligent Capture). Построенная на мультипротокольном IoT-чипсете, эта точка доступа позволяет связывать элементы Интернета вещей на основе протоколов BLE, ZigBee и Thread. В версии C9105AXI имеется также встроенный контроллер EWC на 50 ТД без необходимости дополнительного лицензирования для активации.
Cisco Catalyst серии 9115
Идущая на замену точкам доступа Aironet серии 1850, эта модель также предлагается в двух вариантах: со встроенными всенаправленными антеннами (C9115AXI-R) и с разъёмами для подключения внешних антенн (C9115AXE-R). Здесь также реализованы аплинк 2,5 Гбит/с и Uplink/Downlink OFDMA, но конфигурация MIMO уже 4×4, а Downlink MU-MIMO идёт в 4 потока. Модель 9115 поддерживает вариант ПО со встроенным контроллером EWC для управления кластером из 50 ТД. Имеется BLE-интерфейс (Bluetooth 5.0).
Cisco Catalyst серии 9120
Модель 9120 с аплинком на 2,5 Гбит/с и IoT-радиоинтерфейсом (BLE, Zigbee, Thread) заменяет точки доступа Aironet серий 2700 и 2800 и может поставляться как со встроенными всенаправленными антеннами (C9120AXI-R), так и с разъёмами для подключения внешних антенн (C9120AXE-R). Интерфейсы Wi-Fi здесь те же, что и у модели 9115, однако вдобавок предусмотрена поддержка технологии FRA (динамическое переключение между режимами ТД 2,4 ГГц / ТД 5 ГГц / всеканальный сканер). Микросхема Cisco RF ASIC дополнительно повышает качество радиосвязи за счёт реализации целого ряда фирменных разработок, а встроенный контроллером EWC позволяет модели 9120 управлять кластером из 100 ТД без применения внешнего контроллера БЛВС.
Cisco Catalyst серии 9130
Заменой флагманским точкам доступа Aironet серии 3700 и 3800 в современной серии ТД с поддержкой Wi-Fi 6 служит модель 9130 с аплинком на 5 ГГц в версиях со встроенными всенаправленными антеннами (C9130AXI-R) и разъёмом DART для подключения внешних антенн (C9130AXE-R). Интерфейсы Wi-Fi этой ТД при работе на частоте 2,4 ГГц — MIMO 4×4, Uplink/Downlink OFDMA, Uplink/Downlink MU-MIMO (4 потока), а на 5 ГГц — один MIMO 8×8 или два MIMO 4×4, Uplink/Downlink OFDMA, Uplink/Downlink MU-MIMO (8 потоков). Здесь также реализованы IoT-протоколы BLE, Zigbee, Thread и технология FRA, присутствует микросхема Cisco RF ASIC, а встроенный контроллер EWC даёт возможность управлять кластером из 100 ТД
По поводу приобретения точек доступа Cisco Catalyst серии 9100 и с любыми возникающими в их отношении вопросами обращайтесь напрямую в компанию OCS: ciscobdd@ocs.ru.
Статья на правах рекламы