Στις εξελίξεις της, η Huawei βασίζεται στο Wi-Fi 6. Και ερωτήσεις από συναδέλφους και πελάτες σχετικά με τη νέα γενιά του προτύπου μας ώθησαν να γράψουμε μια ανάρτηση σχετικά με τις θεωρητικές βάσεις και τις φυσικές αρχές που είναι ενσωματωμένες σε αυτό. Ας περάσουμε από την ιστορία στη φυσική και ας δούμε λεπτομερώς γιατί χρειάζονται οι τεχνολογίες OFDMA και MU-MIMO. Ας μιλήσουμε επίσης για το πώς ένα ουσιαστικά επανασχεδιασμένο φυσικό μέσο μετάδοσης δεδομένων κατέστησε δυνατή την επίτευξη εγγυημένης χωρητικότητας καναλιού και τέτοια μείωση στο συνολικό επίπεδο των καθυστερήσεων που έγιναν συγκρίσιμα με αυτά ενός χειριστή. Και αυτό παρά το γεγονός ότι τα σύγχρονα δίκτυα που βασίζονται στο 5G είναι πιο ακριβά (κατά μέσο όρο 20–30 φορές) από τα δίκτυα Wi-Fi 6 εσωτερικού χώρου με παρόμοιες δυνατότητες.
Για τη Huawei, το θέμα δεν είναι σε καμία περίπτωση αδρανές: οι λύσεις που υποστηρίζουν το Wi-Fi 6 είναι από τα πιο πρωτοποριακά προϊόντα μας το 2020, στα οποία έχουν επενδυθεί τεράστιοι πόροι. Ακολουθεί μόνο ένα παράδειγμα: η έρευνα στον τομέα της επιστήμης των υλικών μας επέτρεψε να επιλέξουμε ένα κράμα, η χρήση του οποίου σε ραδιοστοιχεία ενός σημείου πρόσβασης αύξησε την αναλογία σήματος προς θόρυβο κατά 2-3 dB: τα καπέλα μακριά στον Doron Ezri για αυτό το επίτευγμα.
Μια μικρή ιστορία
Είναι λογικό να υπολογίζουμε την ιστορία του Wi-Fi πίσω στο 1971, όταν στο Πανεπιστήμιο της Χαβάης, ο καθηγητής Norman Abramson και μια ομάδα συναδέλφων ανέπτυξαν, κατασκεύασαν και κυκλοφόρησαν το ασύρματο δίκτυο πακέτων δεδομένων ALOHAnet.
Το 1980, εγκρίθηκε μια ομάδα προτύπων και πρωτοκόλλων IEEE 802, που περιγράφουν την οργάνωση των δύο κατώτερων επιπέδων του μοντέλου δικτύου επτά επιπέδων OSI. Έπρεπε να περιμένουμε 802.11 πολλά χρόνια πριν την κυκλοφορία της πρώτης έκδοσης του 17.
Με την υιοθέτηση του προτύπου 1997 το 802.11, δύο χρόνια πριν από τη γέννηση της Συμμαχίας Wi-Fi, η πρώτη γενιά της σημερινής πιο δημοφιλής ασύρματης τεχνολογίας δεδομένων εισήλθε στον ευρύτερο κόσμο.
Πρότυπο IEEE 802. Γενιές Wi-Fi
Το πρώτο πρότυπο που υποστηρίχθηκε πραγματικά ευρέως από κατασκευαστές εξοπλισμού ήταν το 802.11b. Όπως μπορείτε να δείτε, η συχνότητα των καινοτομιών είναι αρκετά σταθερή από τα τέλη του XNUMXου αιώνα: οι ποιοτικές αλλαγές απαιτούν χρόνο. Τα τελευταία χρόνια, έχει γίνει πολλή δουλειά για τη βελτίωση του φυσικού μέσου μετάδοσης σήματος. Για να κατανοήσουμε καλύτερα τα σύγχρονα προβλήματα του Wi-Fi, ας στραφούμε στα φυσικά του θεμέλια.
Ας θυμηθούμε τα βασικά!
Τα ραδιοκύματα είναι μια ειδική περίπτωση ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων - που διαδίδονται από μια πηγή διαταραχών ηλεκτρικού και μαγνητικού πεδίου. Χαρακτηρίζονται από τρεις κύριες παραμέτρους: το διάνυσμα κύματος, καθώς και τα διανύσματα έντασης ηλεκτρικού και μαγνητικού πεδίου. Και τα τρία είναι αμοιβαία κάθετα μεταξύ τους. Σε αυτή την περίπτωση, η συχνότητα ενός κύματος ονομάζεται συνήθως ο αριθμός των επαναλαμβανόμενων ταλαντώσεων που χωρούν σε μια μονάδα χρόνου.
Όλα αυτά είναι γνωστά γεγονότα. Ωστόσο, για να φτάσουμε στο τέλος, αναγκαζόμαστε να ξεκινήσουμε από την αρχή.
Στη συμβατική κλίμακα των περιοχών συχνοτήτων της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, η ραδιοσυχνότητα καταλαμβάνει το χαμηλότερο τμήμα (χαμηλής συχνότητας). Περιλαμβάνει ηλεκτρομαγνητικά κύματα με συχνότητα ταλάντωσης από 3 Hz έως 3000 GHz. Όλες οι άλλες ζώνες, συμπεριλαμβανομένου του ορατού φωτός, έχουν πολύ υψηλότερη συχνότητα.
Όσο υψηλότερη είναι η συχνότητα, τόσο περισσότερη ενέργεια μπορεί να μεταδοθεί στο ραδιοκύμα, αλλά ταυτόχρονα κάμπτεται λιγότερο καλά γύρω από τα εμπόδια και εξασθενεί πιο γρήγορα. Το αντίθετο ισχύει επίσης. Λαμβάνοντας υπόψη αυτά τα χαρακτηριστικά, επιλέχθηκαν δύο κύριες περιοχές συχνοτήτων για λειτουργία Wi-Fi - 2,4 GHz (ζώνη συχνότητας από 2,4000 έως 2,4835 GHz) και 5 GHz (ζώνες συχνοτήτων 5,170-5,330, 5,490-5,730 και 5,735 GHz).
Τα ραδιοκύματα διαδίδονται προς όλες τις κατευθύνσεις και για να αποτραπεί η επιρροή των μηνυμάτων μεταξύ τους λόγω του φαινομένου παρεμβολής, η ζώνη συχνοτήτων συνήθως χωρίζεται σε ξεχωριστά στενά τμήματα - κανάλια με το ένα ή το άλλο . Το παραπάνω διάγραμμα δείχνει ότι τα γειτονικά κανάλια 1 και 2 με εύρος ζώνης 20 MHz θα παρεμβαίνουν μεταξύ τους, αλλά το 1 και το 6 όχι.
Το σήμα μέσα στο κανάλι μεταδίδεται χρησιμοποιώντας ένα ραδιοκύμα σε μια συγκεκριμένη φέρουσα συχνότητα. Για τη μετάδοση πληροφοριών, οι παράμετροι κυμάτων μπορεί να είναι κατά συχνότητα, πλάτος ή φάση.
Διαχωρισμός καναλιών σε εύρη συχνοτήτων Wi-Fi
Το εύρος συχνοτήτων 2,4 GHz χωρίζεται σε 14 μερικώς επικαλυπτόμενα κανάλια με βέλτιστο πλάτος 20 MHz. Κάποτε πίστευαν ότι αυτό ήταν αρκετό για να οργανωθεί ένα πολύπλοκο ασύρματο δίκτυο. Σύντομα έγινε σαφές ότι η χωρητικότητα του εύρους εξαντλούνταν γρήγορα, έτσι προστέθηκε σε αυτό η περιοχή των 5 GHz, η φασματική χωρητικότητα της οποίας είναι πολύ μεγαλύτερη. Σε αυτό, εκτός από κανάλια 20 MHz, είναι δυνατή η κατανομή καναλιών με πλάτος 40 και 80 MHz.
Για περαιτέρω βελτίωση της αποτελεσματικότητας της χρήσης του φάσματος ραδιοσυχνοτήτων, η τεχνολογία πολυπλεξίας ορθογώνιας διαίρεσης συχνότητας χρησιμοποιείται πλέον ευρέως ().
Περιλαμβάνει τη χρήση, μαζί με τη φέρουσα συχνότητα, πολλών υποφορέων συχνοτήτων στο ίδιο κανάλι, γεγονός που καθιστά δυνατή την παράλληλη μετάδοση δεδομένων. Το OFDM σάς επιτρέπει να διανέμετε την κυκλοφορία με έναν αρκετά βολικό "κοκκώδη" τρόπο, αλλά λόγω της σεβάσμιας ηλικίας του, διατηρεί μια σειρά από σημαντικά μειονεκτήματα. Μεταξύ αυτών είναι οι αρχές της εργασίας χρησιμοποιώντας το πρωτόκολλο δικτύου CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance), σύμφωνα με το οποίο μόνο ένας χρήστης μπορεί να εργαστεί σε έναν φορέα και έναν δευτερεύοντα φορέα σε συγκεκριμένες χρονικές στιγμές.
Χωρικές ροές
Ένας σημαντικός τρόπος για να αυξηθεί η απόδοση του ασύρματου δικτύου είναι μέσω της χρήσης χωρικών ροών.
Το σημείο πρόσβασης φέρει πολλές μονάδες ραδιοφώνου (μία, δύο ή περισσότερες), οι οποίες είναι συνδεδεμένες σε συγκεκριμένο αριθμό κεραιών. Αυτές οι κεραίες ακτινοβολούν σύμφωνα με ένα συγκεκριμένο μοτίβο και διαμόρφωση, και εσείς και εγώ λαμβάνουμε πληροφορίες που μεταδίδονται μέσω ασύρματου μέσου. Η χωρική ροή μπορεί να σχηματιστεί μεταξύ μιας συγκεκριμένης φυσικής κεραίας (ραδιομονάδας) του σημείου πρόσβασης και της συσκευής χρήστη. Χάρη σε αυτό, ο συνολικός όγκος των πληροφοριών που μεταδίδονται από το σημείο πρόσβασης αυξάνεται κατά πολλαπλάσιο του αριθμού των ροών (κεραίες).
Σύμφωνα με τα τρέχοντα πρότυπα, μπορούν να υλοποιηθούν έως και τέσσερις χωρικές ροές στη ζώνη των 2,4 GHz και έως οκτώ στη ζώνη των 5 GHz.
Προηγουμένως, όταν εργαζόμασταν στις ζώνες 2,4 και 5 GHz, εστιάζαμε μόνο στον αριθμό των μονάδων ραδιοφώνου. Η παρουσία μιας δεύτερης μονάδας ραδιοφώνου παρείχε πρόσθετη ευελιξία, καθώς επέτρεπε σε παλιές συσκευές συνδρομητών να λειτουργούν σε συχνότητα 2,4 GHz και σε νέες να λειτουργούν σε συχνότητα 5 GHz. Με την εμφάνιση της τρίτης και των επόμενων μονάδων ραδιοφώνου, προέκυψαν ορισμένα προβλήματα. Τα στοιχεία ακτινοβολίας τείνουν να παρεμβαίνουν μεταξύ τους, γεγονός που αυξάνει το κόστος της συσκευής λόγω της ανάγκης για καλύτερο σχεδιασμό και τον εξοπλισμό του σημείου πρόσβασης με φίλτρα αντιστάθμισης. Έτσι μόλις πρόσφατα κατέστη δυνατή η ταυτόχρονη υποστήριξη 16 χωρικών ροών ανά σημείο πρόσβασης.
Πρακτική και θεωρητική ταχύτητα
Λόγω των μηχανισμών λειτουργίας OFDM, δεν μπορέσαμε να επιτύχουμε τη μέγιστη απόδοση δικτύου. Οι θεωρητικοί υπολογισμοί για την πρακτική εφαρμογή του OFDM πραγματοποιήθηκαν πριν από πολύ καιρό και μόνο σε σχέση με ιδανικά περιβάλλοντα, όπου αναμενόταν ένας αρκετά υψηλός λόγος σήματος προς θόρυβο (SNR) και ρυθμός σφάλματος bit (BER). Σε σύγχρονες συνθήκες ισχυρού θορύβου σε όλα τα φάσματα ραδιοσυχνοτήτων που μας ενδιαφέρουν, η απόδοση των δικτύων που βασίζονται σε OFDM είναι καταθλιπτικά χαμηλή. Και το πρωτόκολλο συνέχισε να φέρει αυτές τις ελλείψεις μέχρι πρόσφατα, έως ότου ήρθε στη διάσωση η τεχνολογία OFDMA (orthogonal frequency-division multiple access). Σχετικά με αυτήν - λίγο πιο πέρα.
Ας μιλήσουμε για κεραίες
Όπως γνωρίζετε, κάθε κεραία έχει ένα κέρδος, ανάλογα με την τιμή του οποίου σχηματίζεται ένα χωρικό μοτίβο διάδοσης σήματος (beamforming) με μια συγκεκριμένη περιοχή κάλυψης (δεν λαμβάνουμε υπόψη την ανακλάση του σήματος κ.λπ.). Αυτό ακριβώς είναι που οι σχεδιαστές βασίζουν πάντα το σκεπτικό τους στο πού ακριβώς πρέπει να τοποθετηθούν τα σημεία πρόσβασης. Για μεγάλο χρονικό διάστημα, το σχήμα του σχεδίου παρέμεινε αμετάβλητο και αυξήθηκε ή μειώθηκε μόνο ανάλογα με τα χαρακτηριστικά της κεραίας.
Τα σύγχρονα στοιχεία κεραίας γίνονται όλο και πιο ελεγχόμενα και επιτρέπουν δυναμικές αλλαγές στο χωρικό μοτίβο μετάδοσης του σήματος σε πραγματικό χρόνο.
Το αριστερό σχήμα παραπάνω δείχνει την αρχή της διάδοσης ραδιοκυμάτων χρησιμοποιώντας μια τυπική πανκατευθυντική κεραία. Αυξάνοντας την ισχύ του σήματος, μπορούσαμε να αλλάξουμε μόνο την ακτίνα κάλυψης χωρίς τη δυνατότητα να επηρεάσουμε σημαντικά την ποιότητα χρήσης του καναλιού - KQI (Key Quality Indicators). Και αυτός ο δείκτης είναι εξαιρετικά σημαντικός κατά την οργάνωση επικοινωνιών σε συνθήκες συχνής κίνησης της συσκευής συνδρομητή σε ασύρματο περιβάλλον.
Η λύση στο πρόβλημα ήταν η χρήση μεγάλου αριθμού μικρών κεραιών, το φορτίο στις οποίες μπορεί να ρυθμιστεί σε πραγματικό χρόνο, διαμορφώνοντας μοτίβα διάδοσης ανάλογα με τη χωρική θέση του χρήστη.
Έτσι, ήταν δυνατό να πλησιάσει η χρήση της τεχνολογίας MU-MIMO (Multi-User Multiple Input, Multiple Output). Με τη βοήθειά του, το σημείο πρόσβασης δημιουργεί ανά πάσα στιγμή ροές ακτινοβολίας που κατευθύνονται ειδικά προς τις συσκευές συνδρομητών.
Από τη φυσική στα πρότυπα 802.11
Καθώς τα πρότυπα Wi-Fi εξελίσσονταν, οι αρχές της εργασίας με το φυσικό επίπεδο του δικτύου άλλαξαν. Η χρήση άλλων μηχανισμών διαμόρφωσης κατέστησε δυνατή - ξεκινώντας από τις εκδόσεις του 802.11g/n - να χωρέσει πολύ μεγαλύτερο όγκο πληροφοριών σε ένα χρονικό διάστημα και, κατά συνέπεια, να εργαστεί με μεγαλύτερο αριθμό χρηστών. Μεταξύ άλλων, αυτό επιτεύχθηκε με τη χρήση χωρικών ροών. Και η νέα ευελιξία στο πλάτος του καναλιού κατέστησε δυνατή τη δημιουργία περισσότερων πόρων για το MIMO.
Η έγκριση του προτύπου Wi-Fi 7 έχει προγραμματιστεί για τον επόμενο χρόνο. Τι θα αλλάξει με την άφιξή του; Εκτός από τη συνήθη αύξηση της ταχύτητας και την προσθήκη της ζώνης των 6 GHz, θα είναι δυνατή η εργασία με ευρεία συγκεντρωτικά κανάλια, όπως τα 320 MHz. Αυτό είναι ιδιαίτερα ενδιαφέρον στο πλαίσιο των βιομηχανικών εφαρμογών.
Θεωρητική παροχή Wi-Fi 6
Ο θεωρητικός τύπος για τον υπολογισμό της ονομαστικής ταχύτητας του Wi-Fi 6 είναι αρκετά περίπλοκος και εξαρτάται από πολλές παραμέτρους, ξεκινώντας από τον αριθμό των χωρικών ροών και τελειώνοντας με τις πληροφορίες που μπορούμε να βάλουμε σε έναν δευτερεύοντα φορέα (ή υποφορείς, εάν υπάρχουν πολλές τους) ανά μονάδα χρόνου.
Όπως μπορείτε να δείτε, πολλά εξαρτώνται από τις χωρικές ροές. Πριν όμως, η αύξηση του αριθμού τους σε συνδυασμό με τη χρήση STC (Space-Time Coding) και MRC (Maximum Ratio Combining) επιδείνωσε την απόδοση της ασύρματης λύσης στο σύνολό της.
Νέες βασικές τεχνολογίες φυσικής στρώσης
Ας προχωρήσουμε στις βασικές τεχνολογίες του φυσικού επιπέδου - και αρχίζουμε με το πρώτο επίπεδο του μοντέλου δικτύου OSI.
Ας υπενθυμίσουμε ότι το OFDM χρησιμοποιεί έναν ορισμένο αριθμό υποφορέων, οι οποίοι, χωρίς να επηρεάζουν ο ένας τον άλλον, είναι ικανοί να μεταδώσουν μια συγκεκριμένη ποσότητα πληροφοριών.
Στο παράδειγμα, χρησιμοποιούμε τη ζώνη των 5,220 GHz, η οποία περιέχει 48 υποκανάλια. Με τη συγκέντρωση αυτού του καναλιού, λαμβάνουμε μεγαλύτερο αριθμό δευτερευόντων φορέων, καθένας από τους οποίους χρησιμοποιεί το δικό του σχήμα διαμόρφωσης.
Το Wi-Fi 5 χρησιμοποιεί διαμόρφωση τετράγωνου πλάτους 256 QAM (Quadrature Amplitude Modulation), η οποία σας επιτρέπει να σχηματίσετε ένα πεδίο 16 x 16 σημείων εντός της συχνότητας φορέα σε μία χρονική θυρίδα, που διαφέρει ως προς το πλάτος και τη φάση. Το μειονέκτημα είναι ότι σε κάθε δεδομένη στιγμή μόνο ένας σταθμός μπορεί να εκπέμπει στη φέρουσα συχνότητα.
Η ορθογώνια πολυπλεξία διαίρεσης συχνότητας (OFDMA) προήλθε από τον κόσμο των φορέων κινητής τηλεφωνίας, έγινε ευρέως διαδεδομένη ταυτόχρονα με το LTE και χρησιμοποιείται για την οργάνωση μιας κατερχόμενης ζεύξης (κανάλι επικοινωνίας προς τον συνδρομητή). Σας επιτρέπει να εργάζεστε με το κανάλι στο επίπεδο των λεγόμενων μονάδων πόρων. Αυτές οι μονάδες βοηθούν στη διάσπαση ενός μπλοκ σε συγκεκριμένο αριθμό στοιχείων. Μέσα σε ένα μπλοκ, κάθε στιγμή δεν μπορούμε να εργαστούμε αυστηρά με ένα στοιχείο εκπομπής (χρήστη ή σημείο πρόσβασης), αλλά να συνδυάσουμε δεκάδες στοιχεία. Αυτό σας επιτρέπει να επιτύχετε αξιοσημείωτα αποτελέσματα.
Εύκολη σύνδεση καναλιών σε Wi-Fi 6
Η σύνδεση καναλιών στο Wi-Fi 6 σάς επιτρέπει να αποκτήσετε συνδυασμένα κανάλια με πλάτος 20 έως 160 MHz. Επιπλέον, η σύνδεση δεν χρειάζεται να γίνεται σε κοντινές περιοχές. Για παράδειγμα, ένα μπλοκ μπορεί να ληφθεί από τη ζώνη των 5,17 GHz και το δεύτερο από τη ζώνη των 5,135 GHz. Αυτό σας επιτρέπει να δημιουργήσετε με ευελιξία ένα ραδιοφωνικό περιβάλλον ακόμη και παρουσία ισχυρών παραγόντων παρεμβολής ή κοντά σε άλλους σταθμούς που εκπέμπουν συνεχώς.
Από SIMO σε MIMO
Η μέθοδος MIMO δεν ήταν πάντα μαζί μας. Μια φορά κι έναν καιρό, οι κινητές επικοινωνίες έπρεπε να περιοριστούν στη λειτουργία SIMO, κάτι που υπονοούσε την παρουσία πολλών κεραιών στον συνδρομητικό σταθμό, που εργάζονται ταυτόχρονα για τη λήψη πληροφοριών.
Το MU-MIMO έχει σχεδιαστεί για να μεταδίδει πληροφορίες σε χρήστες που χρησιμοποιούν ολόκληρο το τρέχον απόθεμα κεραίας. Αυτό καταργεί τους περιορισμούς που επιβλήθηκαν προηγουμένως από το πρωτόκολλο CSMA/CA που σχετίζονται με την αποστολή διακριτικών σε συσκευές συνδρομητών για μετάδοση. Τώρα οι χρήστες είναι ενωμένοι σε μια ομάδα και κάθε μέλος της ομάδας λαμβάνει το μερίδιό του από τον πόρο κεραίας του σημείου πρόσβασης, αντί να περιμένει τη σειρά του.
Σχηματισμός ακτίνας ραδιοφώνου
Ένας σημαντικός κανόνας για τη λειτουργία του MU-MIMO είναι η διατήρηση ενός τρόπου λειτουργίας της διάταξης κεραίας που δεν θα οδηγούσε σε αμοιβαία επικάλυψη ραδιοκυμάτων και απώλεια πληροφοριών λόγω προσθήκης φάσης.
Αυτό απαιτεί πολύπλοκους μαθηματικούς υπολογισμούς στην πλευρά του σημείου πρόσβασης. Εάν το τερματικό υποστηρίζει αυτή τη δυνατότητα, το MU-MIMO του επιτρέπει να λέει στο σημείο πρόσβασης πόσο χρόνο χρειάζεται για να λάβει ένα σήμα σε κάθε συγκεκριμένη κεραία. Και το σημείο πρόσβασης, με τη σειρά του, προσαρμόζει τις κεραίες του για να σχηματίσει μια βέλτιστα κατευθυνόμενη δέσμη.
Τι μας δίνει αυτό γενικά;
Οι λευκοί κύκλοι με αριθμούς στον πίνακα υποδεικνύουν τρέχοντα σενάρια χρήσης Wi-Fi προηγούμενων γενεών. Οι μπλε κύκλοι (δείτε την παραπάνω εικόνα) περιγράφουν τις δυνατότητες του Wi-Fi 6 και οι γκρι είναι θέμα του εγγύς μέλλοντος.
Τα κύρια οφέλη που προσφέρουν οι νέες λύσεις με δυνατότητα OFDMA σχετίζονται με μονάδες πόρων που υλοποιούνται σε επίπεδο παρόμοιο με το TDM (Time Division Multiplexing). Αυτό δεν συνέβαινε ποτέ πριν με το Wi-Fi. Αυτό σας επιτρέπει να ελέγχετε με σαφήνεια το εκχωρημένο εύρος ζώνης, διασφαλίζοντας ελάχιστο χρόνο μετάδοσης σήματος μέσω του μέσου και το απαιτούμενο επίπεδο αξιοπιστίας. Ευτυχώς, κανείς δεν αμφιβάλλει ότι οι δείκτες αξιοπιστίας Wi-Fi χρειάζονται βελτίωση.
Η ιστορία κινείται σε μια σπείρα και η τρέχουσα κατάσταση είναι παρόμοια με αυτή που αναπτύχθηκε γύρω από το Ethernet κάποια στιγμή. Ακόμη και τότε, διαπιστώθηκε η άποψη ότι το μέσο μετάδοσης CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) δεν παρέχει καμία εγγυημένη απόδοση. Και αυτό συνεχίστηκε μέχρι τη μετάβαση στο IEEE 802.3z.
Όσον αφορά τα γενικά μοντέλα εφαρμογών, όπως μπορείτε να δείτε, με κάθε γενιά Wi-Fi, τα σενάρια χρήσης του πολλαπλασιάζονται, όλο και πιο ευαίσθητα στις καθυστερήσεις, γενικά και αξιοπιστία.
Και πάλι για το φυσικό περιβάλλον
Λοιπόν, τώρα ας μιλήσουμε για το πώς διαμορφώνεται το νέο φυσικό περιβάλλον. Κατά τη χρήση CSMA/CA και OFDM, μια αύξηση στον αριθμό των ενεργών STA οδήγησε σε σοβαρή πτώση της απόδοσης του καναλιού 20 MHz. Αυτό οφείλεται σε ό,τι έχει ήδη αναφερθεί: όχι στις νεότερες τεχνολογίες STC (Space-Time Coding) και MRC (Maximum Ratio Combining).
Το OFDMA, μέσω της χρήσης μονάδων πόρων, μπορεί να αλληλεπιδράσει αποτελεσματικά με σταθμούς μεγάλων αποστάσεων και χαμηλής ισχύος. Έχουμε την ευκαιρία να εργαστούμε στην ίδια σειρά παρόχων με χρήστες που καταναλώνουν διαφορετικές ποσότητες πόρων. Ένας χρήστης μπορεί να καταλάβει μια μονάδα και ένας άλλος - όλοι οι άλλοι.
Γιατί δεν υπήρχε ο ΟΦΔΜΑ πριν;
Και τέλος, το βασικό ερώτημα: γιατί δεν υπήρχε ο ΟΦΔΜΑ πριν; Παραδόξως, όλα κατέληξαν στα χρήματα.
Για πολύ καιρό πίστευαν ότι η τιμή μιας μονάδας Wi-Fi πρέπει να είναι ελάχιστη. Όταν το πρωτόκολλο τέθηκε σε εμπορική λειτουργία το 1997, αποφασίστηκε ότι το κόστος παραγωγής μιας τέτοιας μονάδας δεν θα μπορούσε να υπερβαίνει το $1. Ως αποτέλεσμα, η ανάπτυξη της τεχνολογίας πήρε μια μη βέλτιστη πορεία. Εδώ δεν λαμβάνουμε υπόψη τον τελεστή LTE, όπου το OFDMA χρησιμοποιείται εδώ και πολύ καιρό.
Τελικά, η ομάδα εργασίας Wi-Fi αποφάσισε να πάρει αυτές τις εξελίξεις από τον κόσμο των τηλεπικοινωνιακών φορέων και να τις φέρει στον κόσμο των εταιρικών δικτύων. Το κύριο καθήκον ήταν η μετάβαση στη χρήση στοιχείων υψηλότερης ποιότητας, όπως φίλτρα και ταλαντωτές.
Γιατί ήταν τόσο δύσκολο για εμάς να εργαστούμε στις παλιές κωδικοποιήσεις MRC με ή χωρίς παρεμβολές; Επειδή ο μηχανισμός διαμόρφωσης δέσμης MVDR (Minimum Variance Distortionless Response) αύξησε δραματικά τον αριθμό των σφαλμάτων μόλις προσπαθήσαμε να συνδυάσουμε μεγάλο αριθμό σημείων μετάδοσης. Ο ΟΦΔΜΑ έχει αποδείξει ότι το πρόβλημα μπορεί να λυθεί.
Η καταπολέμηση των παρεμβολών βασίζεται πλέον στα μαθηματικά. Εάν το παράθυρο μετάδοσης είναι αρκετά μεγάλο, η προκύπτουσα δυναμική παρεμβολή προκαλεί προβλήματα. Νέοι αλγόριθμοι λειτουργίας καθιστούν δυνατή την αποφυγή τους, εξαλείφοντας την επιρροή όχι μόνο των παρεμβολών που σχετίζονται με τη μετάδοση Wi-Fi, αλλά και οποιασδήποτε άλλης που εμφανίζεται σε αυτό το εύρος.
Χάρη στην προσαρμοστική κατά των παρεμβολών, μπορούμε να επιτύχουμε κέρδη έως και 11 dB ακόμη και σε πολύπλοκα ετερογενή περιβάλλοντα. Η χρήση των αλγοριθμικών λύσεων της Huawei κατέστησε δυνατή την επίτευξη σοβαρής βελτιστοποίησης ακριβώς εκεί που χρειαζόταν - σε λύσεις εσωτερικού χώρου. Ό,τι είναι καλό στο 5G δεν είναι απαραίτητα καλό σε περιβάλλον Wi-Fi 6. Οι μαζικές προσεγγίσεις MIMO και MU-MIMO διαφέρουν στην περίπτωση των λύσεων εσωτερικού και εξωτερικού χώρου. Όπου απαιτείται, ενδείκνυται η χρήση ακριβών λύσεων, όπως στο 5G. Χρειάζονται όμως και άλλες επιλογές, όπως το Wi-Fi 6, το οποίο μπορεί να προσφέρει τον λανθάνοντα χρόνο και άλλες μετρήσεις που περιμένουμε από τους παρόχους.
Δανειζόμαστε από αυτούς τα εργαλεία που θα μας φανούν χρήσιμα ως εταιρικοί καταναλωτές, όλα σε μια προσπάθεια να παρέχουμε ένα φυσικό περιβάλλον στο οποίο μπορούμε να βασιστούμε.
***
Παρεμπιπτόντως, μην ξεχνάτε τα πολυάριθμα διαδικτυακά σεμινάρια μας για τα νέα προϊόντα Huawei του 2020, που πραγματοποιούνται όχι μόνο στο τμήμα της ρωσικής γλώσσας, αλλά και σε παγκόσμιο επίπεδο. Μια λίστα με διαδικτυακά σεμινάρια για τις επόμενες εβδομάδες είναι διαθέσιμη στη διεύθυνση .
Πηγή: www.habr.com