Die Arbeitsgruppe begann bereits 2014 mit der Arbeit an dem Standard und arbeitet nun am Entwurf 3.0. Das unterscheidet sich etwas von früheren Generationen der 802.11-Standards, da dort die gesamte Arbeit in zwei Entwürfen erledigt wurde. Dies geschieht aufgrund einer relativ großen Anzahl geplanter komplexer Änderungen, die entsprechend detailliertere und komplexere Kompatibilitätstests erfordern. Die anfängliche Herausforderung des Teams bestand darin, die spektrale Effizienz zu verbessern, um die Kapazität von WLANs mit einer hohen Dichte an Teilnehmerstationen und Zugangspunkten zu erhöhen. Die Haupttreiber für die Entwicklung des Standards waren: ein Anstieg der Anzahl mobiler Abonnenten, Live-Übertragungen in sozialen Netzwerken (Schwerpunkt Upload-Verkehr) und natürlich IoT.
Schematisch sehen die Neuerungen so aus:
MIMO 8x8, mehr räumliche Streams
Es wird Unterstützung für MIMO 8x8 bis zu 8SS (Spatial Streams) geben. Der 802.11ac-Standard beschrieb theoretisch auch die Unterstützung von 8 SS, in der Praxis waren 802.11ac „Wave 2“-Zugangspunkte jedoch auf die Unterstützung von 4 Spatial Streams beschränkt. Dementsprechend können Access Points, die MIMO 8x8 unterstützen, gleichzeitig bis zu 8 1x1-Clients, vier 2x2-Clients usw. bedienen.
MU-MIMO DL/UL (Mehrbenutzer-MIMO-Downlink/Uplink)
Gleichzeitige Unterstützung des Mehrbenutzermodus für Download- und Upload-Kanäle. Durch die Möglichkeit des gleichzeitigen konkurrierenden Zugriffs auf den Upload-Kanal und die Gruppierung von Datums- und Kontrollrahmen wird der „Overhead“ erheblich reduziert, was zu einer Erhöhung des Durchsatzes und einer Verkürzung der Antwortzeit führt.
Langes OFDM-Symbol
OFDM arbeitet seit ca. 802.11 Jahren ohne Änderungen im 20a/g/n/ac-Standard. Laut Standard enthält ein Kanal mit einer Breite von 20 MHz 64 Unterträger im Abstand von 312,5 kHz (20 MHz)./64). Da die Halbleiterindustrie in dieser Zeit große Fortschritte gemacht hat, bietet 802.11x eine Vervierfachung der Unterträger auf 4, mit einem Intervall zwischen den Unterträgern von 256 kHz. Die OFDM-Symbollänge (Zeit) ist umgekehrt proportional zur Frequenz und erhöht sich dementsprechend ebenfalls um das Vierfache von 78,125 μs auf 4 μs. Diese Verbesserung erhöht die Effizienz und Zuverlässigkeit der Datenübertragung, insbesondere im „Outdoor“-WLAN.
Erweiterter Bereich
Es wurden neue Werte für Schutzintervalle zwischen Frames hinzugefügt, die nun für „outdoor“ WLAN 1,6 µs und 3,2 µs betragen können; für „indoor“ bleibt das Intervall bei 0,8 µs. Neues Paketformat mit zuverlässigerer (langer) Präambel. All dies ermöglicht Ihnen eine bis zu vierfache Steigerung der Verbindungsgeschwindigkeit am Netzwerkrand.
OFDMA DL/UL (Orthogonal Frequency Division Multiple Access)
Eine der wesentlichen Änderungen ist die Einführung von OFDMA anstelle von OFDM. Die OFDMA-Technologie wird in LTE-Netzen eingesetzt und hat sich als äußerst effektiv erwiesen. Der Unterschied besteht darin, dass bei der Übertragung in OFDM der gesamte Frequenzkanal belegt ist und bis zum Ende der Übertragung der nächste Client die Frequenzressource nicht belegen kann. Bei OFDMA wird dieses Problem durch die Aufteilung des Kanals in Unterkanäle unterschiedlicher Breite, die sogenannten RU (Resource Units), gelöst. In der Praxis bedeutet dies, dass 256 Unterträger eines 20-MHz-Kanals in RUs mit 26 Unterträgern aufgeteilt werden können. Jeder RU kann ein eigenes MCS-Codierungsschema sowie eine eigene Sendeleistung zugewiesen werden.
Insgesamt wird dies zu einer deutlichen Steigerung der Netzwerkkapazität insgesamt sowie des Durchsatzes für jeden einzelnen Client führen.
1024 QAM
Neue MCS (Modulation and Coding Sets) 10 und 11 für 1024-QAM-Modulation hinzugefügt. Das heißt, ein Zeichen in diesem Schema trägt jetzt 10 Bit an Informationen, was einer Steigerung von 25 % im Vergleich zu 8 Bit bei 256-QAM entspricht.
TWT (Target Wake Time) – „Up-Link-Ressourcenplanung“
Ein Stromsparmechanismus, der sich im 802.11ah-Standard bewährt hat und nun in 802.11ax übernommen wurde. TWT ermöglicht es Access Points, Clients mitzuteilen, wann sie in den Energiesparmodus wechseln sollen, und stellt einen Zeitplan bereit, wann sie aufwachen sollen, um Informationen zu empfangen oder zu übertragen. Dies sind sehr kurze Zeiträume, aber die Möglichkeit, mehrere kurze Zeiträume lang zu schlafen, macht einen großen Unterschied für die Akkulaufzeit. Durch die Reduzierung von „Konflikten“ und Kollisionen zwischen Clients erhöht sich die im Energiesparmodus verbrachte Zeit. Abhängig von der Art des Datenverkehrs können die Verbesserungen des Stromverbrauchs zwischen 65 % und 95 % liegen (laut Broadcom-Tests). Für IoT-Geräte ist die TWT-Unterstützung von entscheidender Bedeutung.
BSS Color – Räumliche Wiederverwendung
Um die Kapazität eines WLAN-Netzwerks mit hoher Dichte zu erhöhen, ist es notwendig, die Häufigkeit der Wiederverwendung von Kanalressourcen zu erhöhen. Um den Einfluss benachbarter BSSs, die auf demselben Kanal arbeiten, zu verringern, wird vorgeschlagen, diese mit „Farbbit“ zu markieren. Dadurch können Sie die CCA-Empfindlichkeit (Clear Channel Assessment) und die Sendeleistung dynamisch anpassen. Durch die Verdichtung des Kanalplans erhöht sich die Netzwerkkapazität, während vorhandene Interferenzen weniger Einfluss auf die MCS-Auswahl haben.
Aufgrund der bevorstehenden Aktualisierung der Sicherheitsstandards Da nicht jeder in der Lage sein wird, Sicherheitsprobleme mit einem einfachen Software-Update zu lösen, wird Extreme Networks im vierten Quartal 2018 Access Points mit Hardware-Unterstützung für 802.11ax und WPA3 einführen.
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Source: habr.com