Ang labing importante nga butang mahitungod sa Wi-Fi 6. Dili, seryoso

Kumusta

Kung nagtuo ka sa teorya sa kayano ni Einstein, ang panguna nga timailhan sa pagsabut sa usa ka hilisgutan mao ang abilidad sa pagpatin-aw niini sa labing kadali, nan sa kini nga post sulayan nako nga ipasabut sa yano ug hingpit nga mahimo ang epekto sa usa lang ka detalye sa bag-o. standard, nga alang sa pipila ka rason bisan ang Wi-Fi Alliance giisip nga dili takus sa paghisgot sa infographic mahitungod sa bag-ong mga bahin sa Wi-Fi 6, bisan tuod kini, ingon nga kita sa dili madugay makita sa tingub, mao ang importante kaayo ug noteworthy. Dili ang tanan dinhi igo nga lawom ug siguradong dili komprehensibo (tungod kay ang ingon nga elepante lisud kan-on bisan sa mga bahin), apan nanghinaut ko nga kitang tanan makakat-on og bag-o ug makapaikag alang sa atong kaugalingon gikan sa akong mga verbal exercises.

Kanang parehas nga 802.11ax, nga gipaabut namon matag adlaw bisan sa ikaduha nga tuig, nagdala kini daghang bag-o ug katingalahang mga butang. Bisan kinsa nga gusto nga isulti ang usa ka butang bahin kaniya kanunay adunay kapilian: mahimo’g maghimo usa ka overview nga lumba sa ibabaw sa mga ulo, naghisgot sa usa ka balde nga mga minubo ug mga minubo, naningkamot nga dili masamok sa komplikado nga mga mekanismo sa ilawom sa tabon sa matag usa kanila, o pagputos. sa usa ka oras nga report bahin sa usa ka butang, labing makapahimuot sa tagsulat. Mamiligro ko nga mopadayon pa: kadaghanan sa akong nota igahin sa usa ka butang nga dili gani bag-o!

Busa, sa kapin sa baynte ka tuig na karon, ang pipila sa mga wireless data network natukod sumala sa usa ka hugpong sa mga sumbanan sa 802.11 nga pamilya, ug, sama sa bisan unsa nga nagtahud sa kaugalingon nga mamumulong, kinahanglan nakong ibalik ang gamay nga timeline sa tibuok kadena. sa mga panghitabo nga naghatag sa kalibutan og binilyon nga mga interoperable nga mga himan - apan, isip usa ka tagsulat nga nagtahud sa magbabasa, ako sa gihapon risgo nga dili pagbuhat niini. Bisan pa, kinahanglan naton pahinumduman ang usag usa sa usa ka butang.

Ang tanan nga mga pag-uli sa Wi-Fi nag-una sa pagkakasaligan kaysa pag-maximize sa throughput. Nagsunod kini gikan sa mekanismo sa pag-access sa medium (CSMA / CA), nga dili ang labing kamalaumon gikan sa punto sa pagtan-aw sa pagpuga sa katapusan nga kilobit matag segundo gikan sa medium nga transmission (mahimo nimong mabasa ang dugang bahin sa mga pagkadili hingpit sa kalibutan sa kinatibuk-an ug Wi -Fi sa partikular sa artikulo sa akong kanhi kauban skhomm ania ang mga spots), apan dili katuohan nga lig-on sa halos bisan unsang kahimtang. Sa tinuud, mahimo nimong mabungkag ang hapit tanan nga sukaranan sa disenyo sa Wi-Fi network - ug ang ingon nga network magbayloay gihapon og datos! Ang tibuok nga mekanismo diin ang mga kliyente sa Wi-Fi network makahimo sa pagpadala ug/o pagdawat sa ilang mga bahin sa datos gitumong sa pagsiguro nga sa English gitawag nga pulong nga adunay lisud nga hubaron nga flair sa technocracy, kalig-on. Ang tibuuk nga layer sa modulasyon nagdugang, ang panagsama sa mga bayanan nga adunay datos (dili eksakto nga ingon niana, apan mao kana!) nga gipahid sa ibabaw nagpadayon sa pagtrabaho pagkahuman sa duha nga panguna nga mga prinsipyo sa 802.11, nga naghatag niining dili hitupngan nga kasaligan:

1. “Samtang ang usa nagasulti, ang uban nagahilom”;
2. "Ang tanan gawas sa datos giingon nga hinay ug klaro."

Ang ikaduha nga punto nagpahinabog labi ka daghang kadaot sa bandwidth sa network kaysa sa una nga pagtan-aw. Ania ang usa ka cool nga litrato nga naghulagway sa usa ka piraso sa data nga gipadala sa usa ka Wi-Fi network:

Atong tan-awon kung unsa ang gipasabut niini alang sa ordinaryong mga tawo nga wala mahibal-an kung pila ang mga panid sa 802.11-2016 nga sumbanan. Ang katulin sa pagbalhin sa datos nga gisulat sa sistema sa mga kabtangan sa wireless network ug diin ang mga tigpamaligya gikan sa bisan unsang tiggama nagdrowing sa mga kahon sa access point (maayo, tingali nakita nimo kini - 1,7 Gb / s! 2,4 Gb / s! 9000 Gb / s!) , dili lamang kini ang peak ug maximum sa 100% sa oras nga giokupar sa transmission, apan kini usab ang katulin diin ang asul nga bahin lamang niining matahum nga graph ipadala. Ang tanan nga uban pa ipadala sa usa ka tulin nga gitawag nga management rate sa English (ug sa Russian usab, tungod kay ang paghubad sa ingon nga mga ekspresyon naghulga sa dugang nga dili pagsinabtanay tali sa mga inhenyero), ug nga mas ubos dili lamang sa daghang mga higayon, apan sa usa ka hinungdan sa GATUSAN KA kausa. Pananglitan, kung wala’y bisan unsang dugang nga mga setting, usa ka network nga 802.11ac, nga makatrabaho sa mga kliyente sa tulin nga channel nga 1300 Mb/s, nagpadala sa tanan nga kasayuran sa serbisyo (tanan nga dili asul sa among labi ka makalilisang nga graph) sa rate sa pagdumala nga 6 Mb/s . Kapin sa duha ka gatos ka pilo nga hinay!

Ang lohikal nga pangutana mao - unsa, pasayloa ako, unsang bulana mahimo nga ang ingon nga ideya sa pagsabotahe mahimong bahin sa sumbanan diin ang binilyon nga mga aparato naglihok sa tibuuk kalibutan? Ang lohikal nga tubag mao ang pagkaangay, pagkaangay, pagkaangay! Ang network sa pinakabag-o nga access point kinahanglan maghatag ug katakus sa pagtrabaho alang sa napulo ug bisan kinse ka tuig nga mga aparato, ug sa tanan niining mga "dili asul" nga mga piraso nga ang impormasyon nga molupad nga hinay nga mga tigulang nga aparato madungog, masabtan sa husto ug dili mosulay sa pagpadala sa panahon sa ultra-high-speed nga mga piraso sa data sa ilang. Ang kalig-on nagkinahanglan og sakripisyo!

Karon andam na ako nga hatagan ang tanan nga interesado usa ka kinahanglanon nga himan aron mahadlok sa potensyal nga gipasa nga mga megabit nga wala’y katuyoan nga nawala sa modernong Wi-Fi - nahimo na kini nga mandatory alang sa pagtuon sa mga nalambigit nga mga bilog sa engineering Ang WiFi AirTime Calculator ni Norwegian 802.11 nga mahiligon nga si Gjermund Raaen. Anaa kini sa kini nga sumpay — ang resulta sa iyang trabaho ingon niini:

Ang Linya 1 mao ang oras nga gigugol sa pagpadala sa usa ka 1512 byte data packet sa usa ka 802.11n device sa usa ka 20 MHz channel width.

Ang Linya 2 mao ang oras nga gigugol sa pagpadala sa parehas nga pakete pinaagi sa usa ka aparato nga adunay parehas nga pormula sa antenna, apan naglihok na sumala sa 802.11ac standard sa usa ka 80 MHz channel.

Giunsa kini mahimo - upat ka beses nga daghang oras sa airtime ang "nadaot", ang labing kadaghan nga modulasyon nahimong labi ka komplikado gikan sa 64QAM hangtod 256QAM, ang katulin sa channel mas taas UNOM mga panahon (433 Mb/s imbes nga 72 Mb/s), apan sa pinakadaghang 25% sa hangin nga oras nakuha?

Pagkaangay ug duha ka prinsipyo sa 802.11, hinumdumi?

Aw, unsaon nato pagkorihir ang maong inhustisya ug pag-usik-usik - atong pangutan-on ang atong kaugalingon, kay ang matag IEEE working group nga nagsugod sa paghimo ug standard lagmit nangutana sa iyang kaugalingon? Daghang lohikal nga mga agianan ang naa sa hunahuna:

1. Pagpadali sa pagbalhin sa datos sa "berde" nga piraso sa graph. Gihimo kini kung ang matag sumbanan gipagawas, tungod kay ang daghang mga numero nindot tan-awon sa mga kahon. Sa praktis, ingon sa atong namatikdan, naghatag kini usa ka limitado nga pagtaas - bisan kung gipadali naton ang katulin sa channel sa usa ka gatos ka libo ka milyon nga gigabits matag nanosecond, ang tanan nga ubang mga bahin sa graph dili mawala. Mao kini ang hinungdan ngano nga girekomenda ko nga sa tanan nga mga istorya bahin sa tanan nga bag-ong mga sumbanan sa 802.11, laktawan ang mga parapo nga naghisgot sa mga megabit matag segundo.
2. Paspas ang tanang ubang bahin sa graph. Sa tinuud, kung doblehon namon ang katulin diin ang tanan nga "dili berde" gipasa (maayo, o "dili asul", kung nagtan-aw ka pa sa miaging litrato), nan makakuha kami gamay nga gamay sa 50 % nga pagtaas sa tinuud nga throughput - bisan pa, pinaagi sa pagkawala sa pagkaangay sa mga aparato ug daghang uban pang mga nuances nga mahibal-an nimo kung moadto ka aron mangandam alang sa eksaminasyon alang sa mapahitas-on nga titulo sa CWNA :) Spoiler: dili ka kanunay makahimo buhata kini, human sa paghunahuna pag-ayo ug pagsabut kon unsa ang mosangpot niini. Sa tinuud, kini usa ka paglapas sa usa sa duha nga mga prinsipyo sa 802.11, busa kinahanglan nimo nga mag-amping pag-ayo niini!
3. Paghiusa sa daghang mga kuwadro nga sama niini uban ang berde nga mga bahin. Kung mas taas ang berde nga bahin, labi ka epektibo ang pagtaas sa katulin sa channel. Oo, kini usa ka hingpit nga estratehiya nga nagtrabaho, nga nagpakita balik sa 802.11n ug usa sa daghang mga sukaranan sa rebolusyonaryo nga kinaiya niini. Ang bugtong problema mao nga, una, daghang mga aplikasyon ang wala magtagad bahin sa ingon nga panagsama (pananglitan, kanang parehas nga uhaw sa dugo nga Tingog sa Wi-Fi), ikaduha, daghang mga aparato ang wala usab magtagad bahin niini. (sa usa ka paagi nakahukom ko nga dakpon kini bisan kung adunay daghang ingon nga mga aggregated nga mga bayanan sa tinuod nga network sa kompanya nga akong gitrabahuan, apan alang sa> 500k nga "gikuha" nga mga frame, adunay eksakto nga zero nga natipon nga mga bayanan. Lagmit, ang problema mao ang sa akong pamaagi sa pagkolekta sa datos, apan andam ko nga hisgotan ni bisan kinsa bisan asa. usahay sa personal nga panag-istoryahanay!).
4. Paglapas sa una sa duha ka mga prinsipyo sa 802.11 pinaagi sa pagsugod sa pagsulti kung adunay lain nga nagsulti. Ug kini diin ang 802.11ax sa tinuud moabut aron sa pagluwas.

Nindot nga sa katapusan nakuha nako ang Wi-Fi 6 mismo sa akong istorya bahin sa Wi-Fi 6! Kung nagbasa ka pa niini, kinahanglan nimo kini alang sa usa ka hinungdan o interesado ka. Mao nga, bisan kung ang 802.11ax nakapanunod sa usa ka dako nga bahin sa miaging mga pag-uswag sa tibuuk nga pamilya sa 802.11 (ug dili lamang, sa paagi - pipila ka mga cool nga butang ang nagpakita sa 802.16, aka WiMAX), usa ka butang sa sulod niini presko ug orihinal. Kasagaran kini nga mga pulong giubanan sa usa ka litrato nga sama niini, nga magamit sa website sa Wi-Fi Alliance:

Samtang naghimo ako og usa ka reserbasyon gikan sa sinugdanan, sulod sa mga limitasyon sa usa ka mabasa nga artikulo mahimo natong tagdon ang usa lamang niining mahinungdanong mga punto, o hinoon, walay bisan usa sa gipakita sa hulagway (unsa ka katingala!). Sigurado ako nga nakabasa na ka usa ka milyon nga dali nga paghubit sa matag usa niining walo ka yawe nga mga elemento, apan ipadayon nako ang akong labi ka taas nga istorya bahin sa kung unsa ang nagsunod gikan sa OFDMA - daghang kontrol sa pag-access sa media (MU-access control), nga, ingon tan-awa, wala nako makuha ang infographic sa tanan. Apan kini hingpit nga kawang!

Ang daghang pag-access usa ka butang kung wala ang pagbahin sa usa ka channel sa mga subcarrier wala’y hinungdan. Ngano nga sulayan ang pagtan-aw sa lainlaing mga piraso sa spectrum kung wala’y mekanismo nga makapugos sa mga kliyente sa bag-ong Wi-Fi 6 nga network sa paglapas sa usa sa hangtod karon dili matarug nga mga lagda ug magsugod sa pagsulti sa parehas nga oras? Ug, siyempre, ang ingon nga mekanismo kinahanglan nga magpakita - ug pagpakunhod sa epekto sa "taas" nga problema kung itandi sa proprietary information data. Giunsa? Oo, kini yano ra kaayo: tugoti ang "hinay" nga bahin sa serbisyo ipadala sa parehas nga paagi sama sa una, apan ipadala namon ang "paspas" nga bahin, diin ang data gipadala direkta, dungan gikan sa daghang (o sa daghang) mga aparato sa sugo! Ingon niini ang hitsura:

Kini tan-awon nga komplikado, apan sa esensya kini sayon ​​​​nga ipasabut: ang access point, gamit ang usa ka espesyal nga frame nga masabtan sa tanan (bisan ang Wi-Fi 6!) nga mga himan, nagtaho nga kini andam nga magpadala sa datos nga dungan sa STA1 ug STA2. Tungod kay ang "header" niini nga frame hingpit nga masabtan bisan sa mga tigulang na kaayo nga mga kliyente, sila naghimo sa husto nga konklusyon nga ang mga airwave mahimong busy sa usa ka piho nga panahon sa pagpadala sa impormasyon ngadto sa ubang mga kliyente sa network, ug magsugod sa pag-ihap sa oras. hangtud sa katapusan niini nga panahon (sa pagkatinuod, sama sa kanunay sa Wi-Fi). Apan ang mga aparato nga STA1 ug STA2 nakasabut nga karon ang data ipadala kanila sa usa ka bag-ong paagi, dungan, ang matag usa sa ilang kaugalingon nga piraso sa channel, ug sila motubag sa access point sa parehas nga oras, ug dayon dungan usab nga kumpirmahon ang pagdawat sa ang frame (ang matag usa adunay kaugalingon nga bahin sa datos!), ug ang palibot gipagawas na usab. Ang "Bottom-up" kini molihok sa parehas nga paagi:

Ang panguna ug labing katingad-an nga kalainan mao nga ang access point sa kini nga sitwasyon nagsulti sa mga istasyon nga makasulti sa parehas nga oras kung kanus-a magsugod sa pagpadala, gamit ang usa ka espesyal nga frame nga gitawag Trigger. Kini, sa tinuud, usa ka bag-ong "trigger" sa tibuuk nga mekanismo sa daghang dungan nga pag-access sa medium, nga, sa akong mapaubsanon nga opinyon, usa sa labing hinungdanon nga mga inobasyon "sa ilawom sa hood" sa bag-ong sumbanan. Anaa niini nga ang mga kliyente makadawat usa ka "eskedyul" kung giunsa pagbahin ang usa ka channel sa frequency sa ilang kaugalingon; dinhi nga ang mga kliyente dungan nga nagpahibalo sa access point nga ilang nadawat ang ilang mga bahin sa datos ug nakahimo sa pag-parse niini. Diha niini, ang access point nagpahibalo sa tanan nga "makasulti" sa samang higayon mahitungod sa pagsugod sa pagpadala sa data - niini, ang access point nagsugod sa pagpadala niini sa gikinahanglan nga datos. Ang bag-ong mekanismo sa Trigger frame, sa tinuud, nagtugot kanimo sa pagpakunhod sa dili makatarunganon nga paggamit sa airtime - ug ingon ka epektibo sa daghang mga kliyente nga magamit kini ug masabtan kini sa husto!

Karon atong mugnaon ang mga nag-unang tesis nga nagsunod niining tibuok taas nga istorya ug kuwalipikado alang sa TL; DR:

1. Ang mga access point sa bag-ong 802.11ax standard, bisan nagsalig lang sa usa sa daghang mga inobasyon, magsugod sa pagdugang sa kinatibuk-ang throughput sa tibuok network gikan na sa ang ikaduha compatible nga device sa kliyente! Sa diha nga adunay labing menos duha ka mga kliyente nga makahimo sa pagsulti sa samang higayon, nan, ang tanan nga uban nga mga butang nga managsama (ako walay rason sa paghunahuna nga ang mga drayber alang sa kliyente radio modules isulat nga mas maayo kay sa kaniadto, nga nagpasabot nga ang aggregation sa Ang "mapuslanon" nga mga bahin sa mga frame, ug daghang uban pang mga function nga nagsalig sa kliyente dili gihapon molihok "sa kasagaran sa usa ka zoo"), madugangan na nila ang kasagaran nga throughput. Mao nga kung naghunahuna ka bahin sa usa ka bag-ong network sa Wi-Fi, makatarunganon nga hunahunaon dayon ang labing bag-o ug labing kaayo nga mga punto sa pag-access, tungod kay bisan kung adunay pipila pa nga mga kliyente alang kanila karon, ang kahimtang dili magpabilin sa kini nga paagi sa dugay nga panahon.
2. Ang tanan nga mga limbong ug mga limbong nga naa sa arsenal sa usa ka maayo nga wireless engineer karon magpabilin nga may kalabutan sa dugay nga panahon - bisan kung ang mekanismo sa pag-access sa medium na-update, nga naglapas sa mga sukaranan nga sukaranan nga milungtad labaw pa sa 20 ka tuig, nagpadayon gihapon kini. pagkaangay sa unahan. Kinahanglan nimo nga putlon ang "hinay" nga mga rate sa pagdumala (ug kinahanglan nimo nga masabtan kung ngano ug kanus-a), kinahanglan nimo nga planohon ang pisikal nga layer sa husto, tungod kay wala’y mekanismo sa lebel sa data link nga molihok kung adunay mga problema sa pisikal. lebel. Miabot lang ang kahigayonan sa pagbuhat mas maayo pa.
3. Hapit tanan nga mga desisyon sa Wi-Fi 6 gihimo sa access point. Sama sa atong makita, gikontrol niini ang pag-access sa kliyente sa kalikopan pinaagi sa pag-grupo sa mga aparato sa "mga yugto" sa dungan nga operasyon. Ang paglihok sa usa ka gamay nga unahan sa kilid, ang buhat sa TWT hingpit usab sa mga abaga sa access point. Karon ang AP kinahanglan dili lamang "mag-broadcast sa network" ug magtipig sa trapiko sa mga pila, apan magtipig usab sa mga rekord sa tanan nga mga kliyente, pagplano kung giunsa kini paghiusa sa usag usa nga labi ka mapuslanon base sa ilang bandwidth ug mga panginahanglanon sa trapiko, ilang mga baterya ug daghan pa. . — Gitawag nako kini nga proseso nga “orkestrasyon.” Ang mga algorithm diin ang access point maghimo sa tanan nga kini nga mga desisyon wala gi-regulate, nga nagpasabut nga ang tinuud nga kalidad ug istruktura nga pamaagi sa mga tiggama ipakita nga tukma sa pagpauswag sa mga algorithm sa orkestra. Ang mas tukma nga pagtagna sa mga punto sa mga panginahanglan sa mga kliyente, mas maayo ug mas pare-pareho ang ilang mahimo sa paghiusa kanila ngadto sa daghang mga grupo sa pag-access - busa, mas makatarunganon ang paggamit sa mga kapanguhaan sa airtime ug mas taas ang katapusang throughput sa maong access point. mahimong. Ang algorithm mao ang katapusan nga utlanan!
4. Ang transisyon gikan sa Wi-Fi 5 ngadto sa Wi-Fi 6 kay rebolusyonaryo sa kinaiyahan ug importansya sama sa transisyon gikan sa 802.11g ngadto sa 802.11n. Pagkahuman nakuha namon ang multi-threading ug "payload" nga panagsama - karon nakakuha kami dungan nga pag-access sa medium ug sa katapusan nagtrabaho MU-MIMO ug Beamforming (una, ingon sa nahibal-an namon, kini halos parehas nga butang; ikaduha, ang diskusyon " nganong MU- Ang MIMO naimbento sa 802.11ac, apan dili mahimo nga magtrabaho ”mao ang hilisgutan sa usa ka bulag nga taas nga artikulo :) Parehong 802.11n ug Wi-Fi 6 naglihok sa duha ka banda (2,4 GHz ug 5 GHz), dili sama sa ilang "intermediate" nga mga gisundan - sa tinuud, "unom ang bag-ong upat"!

Usa ka gamay bahin sa gigikanan sa kini nga artikulo
Ang artikulo gisulat alang sa usa ka kompetisyon nga gihimo sa Huawei (orihinal nga gipatik dinhi mismo). Sa pagsulat niini, nagsalig ako sa akong kaugalingon nga taho sa komperensya sa "Bezprovodov", nga gihimo kaniadtong 2019 sa St. Petersburg (mahimo nimong tan-awon ang pagrekord sa pakigpulong sa YouTube, hinumdomi lang - ang tingog didto, prangka nga pagsulti, dili maayo, bisan pa sa St. Petersburg nga gigikanan sa video!).

Source: www.habr.com