Hello.
Se crede in a teoria di a simplicità di Einstein, l'indicatore principale di capiscenu un sughjettu hè a capacità di spiegà u più simplicemente pussibule, allora in questu post pruvaraghju à spiegà cum'è simplicità è currettamente l'effettu di un solu dettu di u novu. standard, chì per una certa ragione ancu l'Alianza Wi-Fi cunsidereghja indegne di menzione in infografica nantu à e novi funziunalità di Wi-Fi 6, ancu s'ellu, cum'è avemu da vede prestu inseme, hè assai impurtante è degne di nota. Micca tuttu quì hè abbastanza prufonda è certamente micca cumpletu (perchè un tali elefante hè difficiule di manghjà ancu in parte), ma spergu chì tutti avemu da amparà qualcosa di novu è interessante per noi stessi da i mo esercizii verbali.
U stessu 802.11ax, chì avemu aspittatu ogni ghjornu per almenu u sicondu annu, porta cun ellu assai cose novi è maravigghiusu. Qualchissia chì vole dì qualcosa di ellu hà sempre una scelta: sia fà una corsa di panoramica sopra i capi, mintuendu un bucket di abbreviazioni è abbreviazioni, circannu di ùn impantanarsi in i meccanismi cumplessi sottu à u cappucciu di ognuna di elli, o imbulighjate. un rapportu d'ora nantu à una cosa, più piacevule à l'autore. Risicheraghju ancu più luntanu: a maiò parte di a mo nota serà dedicata à qualcosa chì ùn hè ancu novu!
Dunque, dapoi più di vint'anni, alcune di e rete di dati wireless sò state custruite secondu una mansa di normi di a famiglia 802.11, è, cum'è qualsiasi parlante chì si rispettu, avissi da restaurà ligeramente a cronologia di tutta a catena. d'avvenimenti chì detti à u mondu miliardi di dispusitivi interoperabili - ma, cum'è un autore chì rispettu u lettore, risicate ancu micca di fà questu. Tuttavia, duvemu ricurdà l'altru di qualcosa.
Tutte l'iterazioni di Wi-Fi anu priurità a affidabilità piuttostu cà di maximizà u throughput. Questu seguita da u mecanismu d'accessu mediu (CSMA / CA), chì ùn hè micca u più ottimali da u puntu di vista di stringhje l'ultimi kilobits per seconda da u mediu di trasmissione (pudete leghje più nantu à l'imperfezioni di u mondu in generale è Wi -Fi in particulare, se vulete, in l'articulu di u mo anzianu cullega ), ma incredibbilmente durable in quasi ogni cundizione. In fatti, pudete rompe quasi tutti i fundamenti di u disignu di a rete Wi-Fi - è una tale rete hà sempre scambià dati! U mekanismu tutale da quale i clienti di a rete Wi-Fi sò capaci di trasmette è / o riceve e so porzioni di dati hè destinatu à assicurà ciò chì in inglese hè chjamatu una parolla cù un talentu difficiuli di tecnucrazia, robustezza. L'intera strata di modulazione aumenta, l'agregazione di frames cù dati (micca cusì cusì, ma cusì sia!) Smeared in cima cuntinueghja à travaglià dopu à i dui principii principali di 802.11, chì furnisce questa affidabilità insuperabile:
- "Mentre unu parla, u restu si tace";
- "Tuttu, eccettu i dati, hè dettu lentamente è chjaramente".
U sicondu puntu causa assai più danni à a larghezza di banda di a rete di ciò chì puderia pare à prima vista. Eccu una bella foto chì illustra un pezzu di dati mandatu nantu à una rete Wi-Fi:
Scupritemu ciò chì significa per a ghjente ordinaria chì ùn sanu micca quantu pagine sò in u standard 802.11-2016. A velocità di trasferimentu di dati chì u sistema scrive in e proprietà di a rete wireless è chì i venditori di qualsiasi fabricatore tiranu nantu à scatuli di punti d'accessu (bene, probabilmente avete vistu - 1,7 Gb/s! 2,4 Gb/s! 9000 Gb/s!) , ùn hè micca solu u piccu è u massimu à u 100% di u tempu occupatu da a trasmissione, ma hè ancu a velocità à quale solu a parte blu in questa bella grafica serà mandata. Tuttu l'altru serà mandatu à una velocità chì hè chjamata rate management in inglese (è ancu in russo, perchè a traduzzione di tali espressioni minaccia più malintesi trà ingegneri), è chì hè più bassu micca solu per parechje volte, ma per un fattore di CENTINA una volta. Per esempiu, senza paràmetri supplementari, una reta 802.11ac, chì pò travaglià cù i clienti à una velocità di canali di 1300 Mb / s, trasmette tutte l'infurmazioni di serviziu (tuttu ciò chì ùn hè micca blu in u nostru graficu sempre più terribili) à una tarifa di gestione di 6. Mb/s. Più di duie centu volte più lento !
A quistione logica hè - chì, scusate, chì mese puderia ancu una tale idea di sabotage addivintà parte di u standard da quale miliardi di dispusitivi operanu in u mondu? A risposta logica hè cumpatibilità, cumpatibilità, cumpatibilità! A reta nantu à u più novu puntu d'accessu duveria furnisce a capacità di travaglià per i dispositi di deci è ancu di quindici anni, è hè in tutti questi pezzi "non-blu" chì l'infurmazioni mosche chì lentu i dispositi anziani sentenu, capiscenu currettamente è ùn pruvà à trasmette durante ultra-alta-vitezza pezzi di dati u so. A robustezza richiede sacrificiu!
Avà sò prontu à dà à tutti quelli chì anu interessatu un strumentu indispensabile per esse horrificatu da i potenziali megabiti trasmessi chì sò persi senza scopu in u Wi-Fi mudernu - questu hè digià diventatu ubligatoriu per u studiu in i circoli di l'ingegneria implicati. U WiFi AirTime Calculator da l'entusiasta norvegese 802.11 Gjermund Raaen. Hè dispunibule à - u risultatu di u so travagliu s'assumiglia à questu:
A linea 1 hè u tempu passatu à trasmette un pacchettu di dati di 1512 byte da un dispositivu 802.11n in una larghezza di canale 20 MHz.
A Linea 2 hè u tempu passatu à trasmette u stessu pacchettu da un dispositivu cù a stessa formula di l'antenna, ma digià operante secondu u standard 802.11ac in un canale 80 MHz.
Cumu pò esse - quattru volte più di l'aria hè stata "spoiled", a modulazione massima hè diventata più cumplessa da 64QAM à 256QAM, a velocità di u canali hè più altu. SEI volte (433 Mb/s invece di 72 Mb/s), ma à u più u 25% di u tempu d'aria hè statu guadagnatu?
Cumpatibilità è dui principii di 802.11, ricurdate?
Ebbè, cumu pudemu corregge tali inghjustizie è sprechi - ci dumandemu, cum'è ogni gruppu di travagliu IEEE chì hà cuminciatu à creà un standard probabilmente si dumandava? Diversi camini lògichi venenu in mente:
- Accelerate u trasferimentu di dati in u pezzu "verde" di u graficu. Questu hè fattu quandu ogni standard hè liberatu, perchè i grandi numeri parenu bè nantu à e scatuli. In pratica, cum'è avemu appena nutatu, dà un aumentu finitu - ancu s'ellu acceleremu a velocità di u canali à centu mila milioni di gigabits per nanosegundu, tutte l'altri parti di u graficu ùn andaranu micca. Hè per quessa chì ricumandemu chì in tutti i stori nantu à tutti i novi standard 802.11, saltate i paragrafi chì menzionanu megabits per seconda.
- Accelerate tutte l'altri parti di u graficu. Infatti, s'ellu duppiemu almenu a velocità à quale tuttu "non-verde" hè trasmessu (bene, o "non-blu", s'è vo site sempre à fighjà a stampa precedente), allora averemu un pocu menu di 50. Aumentu % di u throughput reale - in ogni modu, perdendu a cumpatibilità cù i dispositi è una quantità di altre sfumature chì amparate quandu andate per preparà l'esame per u fieru tìtulu di CWNA :) Spoiler: ùn sarete micca sempre capace di fate questu, dopu avè pensatu duramente è capitu ciò chì portarà. In fatti, questu hè una violazione di unu di i dui principii di 802.11, cusì avete bisognu à esse assai attenti cun ellu!
- Mettite parechji frames cum'è questu cù e parti verdi inseme. A più longa a parte verde, u più efficace hè l'aumentu di a velocità di u canali. Iè, questu hè una strategia cumpletamente di travagliu, chì hè apparsu in 802.11n è hè unu di parechji punti di a so natura rivoluzionaria. L'unicu prublema hè chì, prima, una quantità di appiicazioni ùn hà micca datu un dannamentu à una tale aggregazione (per esempiu, quella stessa sanguinaria Voice over Wi-Fi), in segundu, una quantità di dispositi ùn anu micca datu un dannamentu. (di qualchì manera aghju decisu di catturà, ancu s'è Ci saria statu parechji frames cum'è aggregati nantu à a vera reta di a cumpagnia per a quale u travagliu, ma per> 500k frames "pigliati", ci era esattamente zero frames aggregati. Moltu prubabile, u prublema hè in a mo metodulugia di cullizzioni di dati, ma sò prontu à discutiri cù qualcunu in ogni locu, qualchì volta in una conversazione persunale!).
- Violate u primu di i dui principii di 802.11 cumincendu à parlà quandu qualchissia altru parla. È questu hè induve 802.11ax vene veramente in salvezza.
Hè bellu chì aghju finalmente ghjuntu à Wi-Fi 6 stessu in a mo storia nantu à Wi-Fi 6! Sè vo site sempre leghje questu, o duvete per qualchì ragione o site veramente interessatu. Allora, ancu s'è 802.11ax eredita una grande parte di i sviluppi previ di tutta a famiglia 802.11 (è micca solu, per via - alcune cose cool apparsu in 802.16, aka WiMAX), qualcosa in questu hè sempre frescu è originale. Di solitu queste parolle sò accumpagnate da una stampa cum'è questu, dispunibule nantu à u situ web di Wi-Fi Alliance:
Cum'è aghju fattu una riservazione da u principiu, in i limiti di un articulu leggibile puderemu cunsiderà solu unu di sti punti chjave, o piuttostu, nimu di quelli mostrati in a stampa (chì sorpresa !). Sò sicuru chì avete digià lettu un milione di descrizzione rapida di ognuna di questi ottu elementi chjave, ma cuntinueraghju a mo storia tediously longa nantu à ciò chì seguita da OFDMA - cuntrollu di l'accessu multiplu (MU-access control), chì, cum'è vedemu, ùn aghju micca l'infografica à tuttu. Ma hè cumplettamente in vanu!
L'accessu multiplu hè qualcosa senza chì a divisione di un canale in subcarriers ùn hà micca sensu. Perchè pruvà à guardà diversi pezzi di spettru s'ellu ùn ci hè micca miccanisimu chì pò furzà i clienti di a nova rete Wi-Fi 6 per rompe una di e regule inviolabili finu à quì è cumincià à parlà à u stessu tempu? E, sicuru, un tali mecanismu hà da esse solu apparsu - è riduce l'impattu di u prublema "longu" cumparatu cù e dati d'infurmazioni privati. Cumu? Iè, hè assai simplice: chì a parte di serviziu "lenta" sia mandata in u listessu modu cum'è prima, ma manderemu a parte "rapida", in quale i dati sò mandati direttamente, simultaneamente da parechji (o à parechji) dispusitivi annantu. cumanda ! Sembra qualcosa cusì:
Sembra complicatu, ma in essenza hè abbastanza faciule da spiegà: u puntu d'accessu, utilizendu un quadru speziale chì hè capitu à tutti i dispusitivi (mancu Wi-Fi 6!), informa chì hè prontu à trasmette dati simultaneamente à STA1 è STA2. Siccomu l'"intestazione" di stu quadru hè cumplettamente capisci ancu per i clienti assai, assai vechji, facenu a cunclusione curretta chì l'onde seranu occupati per un certu tempu trasmettenu infurmazioni à altri clienti di a rete, è cumincianu à cuntà u tempu finu à a fine. di stu periodu (in fatti, cum'è sempre in Wi -Fi). Ma i dispusitivi STA1 è STA2 capiscenu chì avà i dati seranu trasmessi à elli in una nova manera, simultaneamente, ognunu nantu à u so pezzu di u canali, è rispundenu à u puntu d'accessu à u stessu tempu, è dopu cunfirmà ancu in modu sincronu a ricezione di u quadru (ognunu cù a so propria parte di dati!), è l'ambiente hè liberatu di novu. "Bottom-up" funziona assai di listessa manera:
A diffarenza principalu è più impressiunanti hè chì u puntu d'accessu in questa situazione dice à stazioni chì ponu parlà à u stessu tempu quandu cumincianu à trasmette, utilizendu un quadru speciale chjamatu Trigger. Questu hè, in fattu, un novu "trigger" di tuttu u mekanismu di l'accessu multiplu simultaneo à u mediu, chì hè, in u mo umile parè, una di l'innuvazioni più impurtanti "sottu u cappucciu" di u novu standard. Hè in questu chì i clienti ricevenu un "schedule" nantu à cumu si divide un canale di freccia trà elli; hè quì chì i clienti informanu simultaneamente u puntu d'accessu chì anu ricivutu e so porzioni di dati è puderanu analizà. In questu, u puntu d'accessu notifica à tutti quelli chì ponu "parlà" à u stessu tempu nantu à l'iniziu di a trasmissione di dati - in questu, u puntu d'accessu cumencia à mandà i dati necessarii. U novu mecanismu di quadru Trigger, infatti, vi permette di riduce l'usu irrazionale di u tempu d'aria - è in modu efficace quant'è parechji clienti ponu aduprà è percive bè!
Avà formulemu e tesi principali chì seguitanu da tutta sta storia longa è qualificà per TL; DR:
- I punti d'accessu di u novu standard 802.11ax, ancu s'appoghjanu solu nantu à una di parechje innovazioni, cumincianu à aumentà u throughput tutale di tutta a reta già da u sicondu dispositivu cliente cumpatibile! Appena ci sò almenu dui clienti chì ponu parlà à u stessu tempu, allora, tutte l'altri cose sò uguali (ùn aghju micca ragiò per suppone chì i cunduttori per i moduli di radiu di u cliente seranu scritti megliu cà prima, chì significa chì l'agregazione di parte "utile" di frames, è parechje altre funzioni dipendente da u cliente ùn anu micca travagliatu "in media in un zoo"), anu GIÀ cresce u throughput mediu. Allora s'è vo pensate à una nova rete Wi-Fi, hè sensu di cunsiderà immediatamente i punti d'accessu più novi è megliu, perchè ancu s'ellu ci sò ancu pochi clienti per elli avà, a situazione ùn resta micca cusì per longu.
- Tutti i trucchi è i trucchi chì sò in l'arsenale di un bonu ingegnere wireless oghje fermanu pertinenti per un bellu pezzu - ancu s'è u mecanismu per accede à u mediu hè statu aghjurnatu, violendu i principii di a basa chì anu duratu più di 20 anni, mantene sempre. cumpatibilità in prima linea. Avete sempre bisognu di taglià i ritmi di gestione "lenti" (è avete sempre bisognu di capisce perchè è quandu), avete sempre bisognu di pianificà a strata fisica currettamente, perchè nisun mecanismu à u livellu di u ligame di dati funziona s'ellu ci sò prublemi à u fisicu. livellu. L'oppurtunità hè appena ghjunta di fà ancu megliu.
- Quasi tutte e decisioni in Wi-Fi 6 sò fatti da u puntu d'accessu. Comu pudemu vede, cuntrolla l'accessu di u cliente à l'ambiente raggruppendu i dispositi in "periodi" di operazione simultanea. Trascendendu un pocu più à u latu, u travagliu di TWT hè ancu interamente nantu à e spalle di u puntu d'accessu. Avà l'AP ùn deve micca solu "diffusione di a rete" è almacenà u trafficu in fila, ma ancu mantene i registri di tutti i clienti, pianificendu cumu cumminà più prufittuamente cù l'altri basatu nantu à a so larghezza di banda è i bisogni di u trafficu, e so batterie è assai, assai di più. . - Chjamu stu prucessu "orchestrazione". L'algoritmi da quale u puntu d'accessu farà tutte queste decisioni ùn sò micca regulati, chì significa chì a qualità vera è l'approcciu strutturale di i fabricatori seranu manifestati precisamente in u sviluppu di l'algoritmi d'orchestrazione. Quantu più precisamente i punti predichenu i bisogni di i clienti, u megliu è più uniforme seranu capaci di cumminà in parechji gruppi d'accessu - per quessa, u più raziunale i risorse di u tempu d'aria seranu utilizati è più altu hè u throughput finali di un tali puntu d'accessu. serà. L'algoritmu hè l'ultima fruntiera!
- A transizione da Wi-Fi 5 à Wi-Fi 6 hè di natura rivoluzionaria è impurtanza cum'è a transizione da 802.11g à 802.11n. Allora avemu avutu l'aggregazione multi-threading è "payload" - avà avemu accessu simultanea à u mediu è infine u travagliu MU-MIMO è Beamforming (prima, cum'è sapemu, sò quasi a stessa cosa; in segundu, a discussione "perchè MU- MIMO hè statu inventatu in 802.11ac, ma ùn pudia esse fattu per travaglià "hè u tema di un articulu longu separatu :) Tramindui 802.11n è Wi-Fi 6 operanu in e duie bande (2,4 GHz è 5 GHz), à u cuntrariu di i so predecessori "intermedi" - veramente, "sei sò i novi quattru"!
Un pocu di l'urighjini di stu articulu
L'articulu hè statu scrittu per una cumpetizione organizata da Huawei (publicata inizialmente ). Quandu u scrivite, aghju largamente basatu nantu à u mo propiu rapportu à a cunferenza "Bezprovodov", chì hè stata tenuta in 2019 in San Petruburgu (pudete fighjà a registrazione di u discorsu). , tenite in mente - u sonu quì, francamente, ùn hè micca grande, malgradu l'urigine di San Petruburgu di u video!).
Source: www.habr.com