Hello.
Ha hiszel Einstein egyszerűségelméletében, a téma megértésének fő mutatója az a képesség, hogy a lehető legegyszerűbben magyarázzuk el, akkor ebben a bejegyzésben megpróbálom a lehető legegyszerűbben és alaposabban elmagyarázni az új részlet egyetlen részletének hatását. szabványt, amelyet valamiért még a Wi-Fi Alliance is méltatlannak tart a Wi-Fi 6 újdonságairól szóló infografikában, pedig, mint hamarosan együtt látni fogjuk, nagyon fontos és figyelemre méltó. Itt nem minden elég mély, és persze nem is átfogó (mert egy ilyen elefántot még részenként is nehéz megenni), de remélem, hogy mindannyian tanulunk valami újat és érdekeset a verbális gyakorlataimból.
Ugyanaz a 802.11ax, amelyre már legalább második éve mindennap várunk, sok új és csodálatos dolgot hoz magával. Bárki, aki el akar mondani róla valamit, mindig választhat: vagy áttekintő versenyt indít a fejek fölött, megemlít egy vödör rövidítést és rövidítést, igyekszik nem ragadni az egyes motorháztető alatti bonyolult mechanizmusokba, vagy becsomagolja. egy órás riportot készít egy dologról, ami a szerző számára a legkedvesebb. Megkockáztatom, hogy még tovább megyek: jegyzeteim nagy részét valaminek szentelik, ami még csak nem is új!
Így immár több mint húsz éve a vezeték nélküli adathálózatok egy része a 802.11-es család szabványainak megfelelően épül fel, és mint minden önbecsülő beszélőnek, nekem is kicsit helyre kellene állítani a teljes lánc idővonalát. eseményekről, amelyek több milliárd interoperábilis eszközt adtak a világnak – de az olvasót tisztelő szerzőként még mindig megkockáztatom, hogy ezt nem teszem meg. Valamire azonban emlékeztetnünk kell egymást.
A Wi-Fi minden iterációja a megbízhatóságot helyezi előtérbe az átviteli sebesség maximalizálása helyett. Ez a közepes hozzáférési mechanizmusból (CSMA/CA) következik, ami abból a szempontból nem a legoptimálisabb, hogy az utolsó kilobiteket kipréseljük az átviteli közegből (a világ tökéletlenségeiről általában és a Wi-ről bővebben olvashat -Fi különösen a volt kollégám cikkében ), de hihetetlenül tartós szinte bármilyen körülmények között. Valójában a Wi-Fi hálózat tervezésének szinte minden alapját megtörheti – és egy ilyen hálózat továbbra is adatot cserél! Az egész mechanizmus, amellyel a Wi-Fi hálózati kliensek képesek továbbítani és/vagy fogadni adatrészeiket, azt a célt szolgálja, hogy biztosítsa az angolban nehezen lefordítható technokrácia és robusztusság jegyét. A moduláció teljes rétege megnövekszik, a keretek aggregálása a tetejére kent adatokkal (nem pont így, de legyen!) tovább működik a 802.11 két fő alapelve után, amelyek ezt a felülmúlhatatlan megbízhatóságot biztosítják:
- „Amíg az egyik beszél, a többi hallgat”;
- "Az adatok kivételével mindent lassan és világosan mondanak el."
A második pont sokkal nagyobb kárt okoz a hálózati sávszélességben, mint amilyennek első pillantásra tűnhet. Íme egy remek kép, amely egy Wi-Fi hálózaton küldött adatot illusztrál:
Nézzük meg, mit jelent ez a hétköznapi emberek számára, akik nem tudják, hány oldal van a 802.11-2016 szabványban. Az az adatátviteli sebesség, amelyet a rendszer a vezeték nélküli hálózat tulajdonságaiba ír, és amelyet bármely gyártó marketingesei a hozzáférési pont dobozokra húznak (jó, valószínűleg láttad - 1,7 Gb/s! 2,4 Gb/s! 9000 Gb/s!) , nem csak a csúcs és a maximum az átvitel által elfoglalt idő 100%-ánál, hanem az a sebesség is, amellyel csak a kék részt küldi el ezen a gyönyörű grafikonon. Minden más olyan sebességgel kerül elküldésre, amelyet angolul management rate-nek hívnak (és oroszul is, mert az ilyen kifejezések lefordítása további félreértésekkel fenyeget a mérnökök között), és amely nemcsak többszörösével, hanem egy faktorral alacsonyabb. SZÁZOK egyszer. Például egy 802.11ac hálózat, amely 1300 Mb/s csatornasebességgel képes együttműködni az ügyfelekkel, minden további beállítás nélkül minden szolgáltatási információt (mindent, ami nem kék az egyre borzasztóbb grafikonunkon) 6-os kezelési sebességgel továbbít. Mb/s. Több mint kétszázszor lassabb!
A logikus kérdés az, hogy bocsánat, melyik hónapban válhat egy ilyen szabotázsötlet annak a szabványnak a részévé, amely szerint eszközök milliárdjai működnek szerte a világon? A logikus válasz: kompatibilitás, kompatibilitás, kompatibilitás! A legújabb hozzáférési ponton lévő hálózatnak lehetővé kell tennie a tíz, sőt tizenöt éves készülékek működését is, és ezekben a „nem kék” darabokban repülnek az információk, hogy a lassú idős készülékek hallják, helyesen értik és megértik. nem próbálja meg ultra-nagy sebességű adatok továbbítását. A robusztusság áldozatot követel!
Most készen állok arra, hogy minden érdeklődőnek nélkülözhetetlen eszközt adjak ahhoz, hogy megrémüljenek attól, hogy a modern Wi-Fi-ben céltalanul elveszhetnek az esetleges továbbított megabitek – ez már kötelezővé vált az érintett mérnöki körökben A WiFi AirTime kalkulátor a norvég 802.11 rajongó Gjermund Raaentől. A címen érhető el — munkájának eredménye valahogy így néz ki:
Az 1. sor egy 1512 bájtos adatcsomag 802.11n eszköz által 20 MHz-es csatornaszélességben történő továbbítására fordított idő.
A 2. sor az az idő, amelyet egy ugyanolyan antennaképlettel rendelkező, de már a 802.11ac szabvány szerint működő eszköz ugyanazon csomag továbbítására fordít egy 80 MHz-es csatornán.
Hogyan lehet ez - négyszer több műsoridőt „elrontottak”, a maximális moduláció összetettebbé vált 64QAM-ról 256QAM-ra, a csatorna sebessége magasabb HAT alkalommal (433 Mb/s helyett 72 Mb/s), de legfeljebb a műsoridő 25%-át nyerték meg?
A kompatibilitás és a 802.11 két alapelve, emlékszel?
Nos, hogyan lehet korrigálni ezt az igazságtalanságot és pazarlást – kérdezzük magunktól, ahogy valószínűleg minden IEEE-munkacsoport, amely elkezdett egy szabványt létrehozni, feltette magának a kérdést? Számos logikus út jut eszembe:
- Gyorsítsa fel az adatátvitelt a grafikon „zöld” részében. Ez az egyes szabványok kiadásakor történik, mert a nagy számok szépen mutatnak a dobozokon. A gyakorlatban, ahogy most észrevettük, véges növekedést ad - hiába gyorsítjuk fel a csatorna sebességét nanoszekundumonként százezer millió gigabitre, a grafikon összes többi része nem fog eltűnni. Ezért azt javaslom, hogy az összes új 802.11-es szabvánnyal kapcsolatos történetben hagyja ki azokat a bekezdéseket, amelyek megabit per másodpercet említenek.
- Gyorsítsa fel a grafikon összes többi részét. Valóban, ha legalább megduplázzuk azt a sebességet, amellyel minden „nem zöld” továbbításra kerül (jó, vagy „nem kék”, ha még mindig az előző képet nézi), akkor valamivel kevesebbet kapunk, mint 50 %-os növekedés a valós áteresztőképességben – azonban az eszközökkel való kompatibilitás elvesztésével és számos egyéb árnyalattal, amelyekről akkor fogsz tudni, amikor a büszke CWNA címért készülsz a vizsgára :) Spoiler: nem mindig fogod tudni tedd ezt, miután alaposan átgondoltad, és megérted, mihez fog vezetni. Valójában ez sérti a 802.11 két alapelvének egyikét, ezért nagyon óvatosnak kell lennie vele!
- Rakj össze több ilyen keretet a zöld részekkel együtt. Minél hosszabb a zöld rész, annál hatékonyabb a csatornasebesség növelése. Igen, ez egy teljesen működő stratégia, amely még a 802.11n-ben jelent meg, és forradalmi jellegének egyik sarokköve. A probléma csak az, hogy egyrészt számos alkalmazás nem törődött az ilyen összesítéssel (például ugyanaz a vérszomjas Voice over Wi-Fi), másrészt számos eszköz sem törődött vele. (valahogy úgy döntöttem, hogy elkapom, bár több ilyen összesített képkocka lett volna annak a cégnek a valódi hálózatán, ahol dolgozom, de a >500 XNUMX „felszedett” képkocka esetében pontosan nulla összesített képkocka volt. Valószínűleg az a probléma, hogy adatgyűjtési módszertanomban, de kész vagyok bárkivel bárhol megbeszélni. valamikor személyes beszélgetés keretében!).
- Sértse meg a 802.11 két alapelve közül az elsőt azzal, hogy elkezd beszélni, amikor valaki más beszél. És itt jön a 802.11ax a segítség.
Nagyszerű, hogy a Wi-Fi 6-ról szóló történetemben végre eljutottam magához a Wi-Fi 6-hoz! Ha még mindig olvassa ezt, akkor valamiért muszáj, vagy tényleg érdekel. Tehát bár a 802.11ax a teljes 802.11-es család korábbi fejlesztéseinek nagy részét örökli (és nem csak mellesleg - a 802.16-ban, azaz WiMAX-ban is megjelentek jópofa dolgok), valami mégis friss és eredeti. Általában ezeket a szavakat egy ehhez hasonló kép kíséri, amely elérhető a Wi-Fi Alliance webhelyén:
Ahogy már az elején fenntartással éltem, egy olvasható cikk keretein belül ezek közül a kulcsfontosságú pontok közül csak egyet vehetünk figyelembe, vagy inkább a képen láthatóak közül egyet sem (micsoda meglepetés!). Biztos vagyok benne, hogy már milliónyi gyors leírást olvastál mind a nyolc kulcselemről, de folytatom unalmasan hosszú történetemet arról, hogy mi következik az OFDMA-ból – a többszörös média hozzáférés-vezérlésről (MU-access control), amely, mint pl. látjuk, egyáltalán nem kaptam meg az infografikát. De teljesen hiábavaló!
A többszörös hozzáférés olyasvalami, ami nélkül a csatorna alvivőkre való felosztásának nincs értelme. Miért próbálnánk a spektrum különböző darabjait szemlélni, ha nincs olyan mechanizmus, amely arra kényszeríthetné az új Wi-Fi 6 hálózat klienseit, hogy megszegjék az egyik eddig megingathatatlan szabályt, és egyszerre kezdjenek beszélni? És természetesen egy ilyen mechanizmusnak egyszerűen meg kellett jelennie - és csökkentenie kellett a „hosszú” probléma hatását a védett információs adatokhoz képest. Hogyan? Igen, ez nagyon egyszerű: a „lassú” szolgáltatás részt ugyanúgy küldjük el, mint korábban, de a „gyors” részt, amelyben közvetlenül, egyszerre több (vagy több) eszközről küldjük el az adatokat. parancs! Valahogy így néz ki:
Bonyolultnak tűnik, de lényegében elég könnyen megmagyarázható: a hozzáférési pont egy speciális, minden (Wi-Fi 6-os sem!) eszköz számára érthető keret segítségével jelzi, hogy készen áll az adatok egyidejű továbbítására az STA1-nek, ill. STA2. Mivel ennek a keretnek a „fejléce” teljesen érthető még a nagyon-nagyon régi kliensek számára is, ezért arra a helyes következtetésre jutnak, hogy az éter egy bizonyos ideig elfoglalja az információ továbbítását a többi hálózati kliens felé, és elkezdi visszaszámolni az időt a végéig. ebből az időszakból (sőt, mint mindig a Wi-Fi-ben). De az STA1 és STA2 készülékek megértik, hogy mostantól új módon, egyidejűleg, mindegyik a saját csatornaszakaszon továbbítják az adatokat, és egyszerre válaszolnak a hozzáférési pontra, majd szinkronban megerősítik a vételt. a keret (mindegyik saját adatrésszel!), és a környezet újra felszabadul. „Alulról felfelé” nagyjából ugyanúgy működik:
A fő és legszembetűnőbb különbség az, hogy ebben a helyzetben a hozzáférési pont egy speciális, Trigger nevű keret segítségével mondja meg az egyszerre beszélni tudó állomásoknak, hogy mikor kezdjék el az adást. Ez tulajdonképpen egy új „kiváltója” a médiumhoz való többszörös egyidejű hozzáférés teljes mechanizmusának, amely szerény véleményem szerint az egyik legfontosabb újítás az új szabvány „burkolata alatt”. Ebben benne van az, hogy a kliensek „menetrendet” kapnak arról, hogyan kell felosztani egymás között egy frekvenciacsatornát; Itt az ügyfelek egyidejűleg tájékoztatják a hozzáférési pontot, hogy megkapták az adatrészeiket, és képesek voltak azokat elemezni. Ebben a hozzáférési pont mindenkit, aki egyszerre „beszélni” tud, értesít az adatátvitel megkezdéséről - ebben a hozzáférési pont elkezdi küldeni neki a szükséges adatokat. Az új Trigger keretmechanizmus valójában lehetővé teszi a műsoridő irracionális felhasználásának csökkentését – és olyan hatékonyan, amennyire csak az ügyfél tudja használni és helyesen érzékelni!
Most pedig fogalmazzuk meg a fő téziseket, amelyek ebből az egész hosszú történetből következnek, és kvalifikálják a TL;DR-t:
- Az új 802.11ax szabvány hozzáférési pontjai, még akkor is, ha csak egyre támaszkodnak a sok újítás közül, már a teljes hálózat teljes átviteli sebességét növelni kezdik. a második kompatibilis kliens eszköz! Amint van legalább két kliens, aki egyszerre tud beszélni, akkor minden más tényező változatlansága mellett (nincs okom feltételezni, hogy a kliens rádiómodulok illesztőprogramjai jobban meg lesznek írva, mint korábban, ami azt jelenti, hogy a A keretek „hasznos” részei és sok más kliensfüggő funkció továbbra sem fog működni „állatkertben átlagosan”), MÁR az átlagos átviteli sebességet növelik. Ha tehát egy új Wi-Fi hálózaton gondolkodik, akkor érdemes azonnal megfontolni a legújabb és legjobb hozzáférési pontokat, mert még ha most is kevés kliens van hozzájuk, a helyzet nem marad sokáig így.
- Mindazok a trükkök és trükkök, amelyek ma egy jó vezeték nélküli mérnök fegyvertárában vannak, sokáig aktuálisak maradnak - bár a médium elérésének mechanizmusát frissítették, megsértve a több mint 20 éve tartó alapelveket, de továbbra is a kompatibilitás az élen. Még mindig le kell vágnia a „lassú” kezelési sebességeket (és még mindig meg kell értenie, miért és mikor), továbbra is helyesen kell megterveznie a fizikai réteget, mert az adatkapcsolat szintjén semmilyen mechanizmus nem fog működni, ha fizikai problémák vannak. szint. Most adódott rá a lehetőség még jobb.
- A Wi-Fi 6-ban szinte minden döntést a hozzáférési pont hozza meg. Amint látjuk, az eszközöket egyidejű működési időszakokba csoportosítva szabályozza a kliens hozzáférését a környezethez. Kicsit oldalra haladva a TWT munkája is teljes mértékben a hozzáférési pont vállán van. Mostantól az AP-nak nem csak a „hálózatot sugároznia” és a forgalmat sorokban kell tárolnia, hanem minden kliensről nyilvántartást is kell vezetnie, megtervezve, hogyan lehet őket jövedelmezőbben kombinálni egymással a sávszélességük és forgalmi igényeik, akkumulátoraik és még sok más alapján. – Ezt a folyamatot „hangszerelésnek” nevezem. Az, hogy a hozzáférési pont milyen algoritmusok alapján hozza meg mindezeket a döntéseket, nincs szabályozva, ami azt jelenti, hogy a gyártók valódi minősége és szerkezeti megközelítése pontosan a hangszerelési algoritmusok fejlesztésében fog megnyilvánulni. Minél pontosabban előrejelzik a pontok a kliensek igényeit, annál jobban és egységesebben tudják őket több hozzáférési csoportba összevonni - tehát annál racionálisabban használják fel a műsoridő erőforrásokat, és annál nagyobb lesz egy ilyen hozzáférési pont végső áteresztőképessége. lesz. Az algoritmus az utolsó határ!
- A Wi-Fi 5-ről a Wi-Fi 6-ra való átállás ugyanolyan forradalmi jellegű és fontos, mint a 802.11g-ről a 802.11n-re való átállás. Aztán kaptunk többszálas és „hasznos terhelés” aggregációt - most egyszerre kapunk hozzáférést a médiumhoz, végül pedig működő MU-MIMO-t és Beamforming-et (egyrészt, mint tudjuk, ezek szinte ugyanazok; másodszor a „miért MU- A MIMO-t 802.11ac-ben találták fel, de nem tudták működésre bírni” – ez egy külön hosszú cikk témája :) Mind a 802.11n, mind a Wi-Fi 6 mindkét sávban működik (2,4 GHz és 5 GHz), ellentétben „köztes” elődeikkel – valóban, „a hat az új négy”!
Egy kicsit a cikk eredetéről
A cikk a Huawei által szervezett versenyre készült (eredetileg ). Írásánál nagyrészt saját beszámolómra támaszkodtam a „Bezprovodov” konferencián, amelyet 2019-ben Szentpéterváron tartottak (a beszéd felvételét megtekintheti , ne feledje – a hang őszintén szólva nem túl jó, a videó szentpétervári eredete ellenére!).
Forrás: will.com