Сәлем.
Егер сіз Эйнштейннің қарапайымдылық теориясына сенетін болсаңыз, тақырыпты түсінудің негізгі көрсеткіші оны мүмкіндігінше қарапайым түсіндіру қабілеті болып табылады, онда мен бұл мақалада жаңа нәрсенің бір ғана детальының әсерін мүмкіндігінше қарапайым және мұқият түсіндіруге тырысамын. стандартты, бұл қандай да бір себептермен тіпті Wi-Fi Alliance Wi-Fi 6-ның жаңа мүмкіндіктері туралы инфографикада атап өтуге лайық емес деп санайды, дегенмен бұл, біз жақында бірге көретініміздей, өте маңызды және назар аударарлық. Мұнда бәрі жеткілікті терең емес және, әрине, жан-жақты емес (өйткені мұндай пілді бөліктерге бөліп жеу қиын), бірақ менің ауызша жаттығуларымнан бәріміз өзімізге жаңа және қызықты нәрсе үйренеміз деп үміттенемін.
Біз күн сайын кем дегенде екінші жыл күткен сол 802.11ax өзімен бірге көптеген жаңа және таңғажайып нәрселерді әкеледі. Ол туралы бірдеңе айтқысы келетін кез келген адамның таңдауы әрқашан бар: не қысқартулар мен аббревиатуралардың шелектерін атап өтіп, олардың әрқайсысының капюшонының астындағы күрделі механизмдерге түсіп қалмауға тырысып, шолу жарысын жасаңыз немесе орау. Бір сағаттық репортаж авторға ұнайтын бір нәрсе туралы. Мен одан әрі баруға тәуекел етемін: менің жазбамның көп бөлігі тіпті жаңа емес нәрсеге арналады!
Сонымен, жиырма жылдан астам уақыттан бері кейбір сымсыз деректер желілері 802.11 отбасының көптеген стандарттарына сәйкес жасалған және кез келген өзін-өзі құрметтейтін динамик сияқты, мен бүкіл тізбектің уақыт кестесін сәл қалпына келтіруге тура келеді. әлемге миллиардтаған өзара әрекеттесетін құрылғыларды сыйлаған оқиғалардың бірі - бірақ оқырманды құрметтейтін автор ретінде мен әлі де мұны жасамау қаупі бар. Дегенмен, біз бір-бірімізді еске түсіруіміз керек.
Wi-Fi желісінің барлық итерациялары өткізу қабілеттілігін арттырудан гөрі сенімділікке басымдық береді. Бұл тасымалдау ортасынан секундына соңғы килобиттерді сығу тұрғысынан ең оңтайлы емес орта қол жеткізу механизмінен (CSMA/CA) туындайды (жалпы әлемнің және Wi-нің кемшіліктері туралы толығырақ оқуға болады). -Fi, атап айтқанда, бұрынғы әріптесімнің мақаласында ), бірақ кез келген жағдайда өте берік. Шын мәнінде, сіз Wi-Fi желісінің дизайнының барлық дерлік негіздерін бұза аласыз - және мұндай желі әлі де деректермен алмасады! Wi-Fi желісінің клиенттері деректердің өз бөліктерін бере алатын және/немесе ала алатын барлық механизм ағылшын тілінде аудармасы қиын технократия, беріктік қасиеті бар сөз деп аталатын нәрсені қамтамасыз етуге бағытталған. Модуляцияның бүкіл қабаты ұлғаяды, үстіңгі жағы жағылған деректермен кадрларды біріктіру (дәл солай емес, солай болсын!) 802.11-тің екі негізгі қағидасынан кейін жұмысын жалғастырады, бұл керемет сенімділікті қамтамасыз етеді:
- «Біреуі сөйлеп тұрғанда, қалғандары үндемейді»;
- «Деректерден басқаның бәрі баяу және анық айтылады».
Екінші тармақ желінің өткізу қабілетіне бірінші көзқараста көрінгеннен әлдеқайда көп зиян келтіреді. Wi-Fi желісінде жіберілген деректердің бір бөлігін көрсететін керемет сурет:
802.11-2016 стандартында қанша бет бар екенін білмейтін қарапайым адамдар үшін бұл нені білдіретінін анықтайық. Жүйе сымсыз желінің сипаттарында жазатын деректерді беру жылдамдығы және кез келген өндірушінің маркетологтары кіру нүктесінің қораптарына жүгінеді (сіз оны көрген шығарсыз - 1,7 Гб/с! 2,4 Гб/с! 9000 Гб/с!) , бұл беріліс алатын уақыттың 100% шыңы мен максимумы ғана емес, сонымен қатар бұл әдемі графиктегі көк бөлік қана жіберілетін жылдамдық. Қалғанының барлығы ағылшын тілінде басқару жылдамдығы деп аталатын жылдамдықпен жіберіледі (және орыс тілінде де, өйткені мұндай сөз тіркестерін аудару инженерлер арасындағы одан әрі түсінбеушілікке қауіп төндіреді) және бірнеше есе ғана емес, бірнеше есе төмен. ЖҮЗ бір рет. Мысалы, ешқандай қосымша параметрлерсіз, 802.11 Мбит/с арна жылдамдығымен клиенттермен жұмыс істей алатын 1300ac желісі барлық қызмет ақпаратын (барған сайын қорқынышты графигімізде көк түске боялмағанның бәрі) 6 басқару жылдамдығымен жібереді. Мб/с. Екі жүз есе баяу!
Логикалық сұрақ: кешіріңіз, мұндай диверсиялық идея қай айда бүкіл әлемде миллиардтаған құрылғылар жұмыс істейтін стандарттың бір бөлігіне айналуы мүмкін? Логикалық жауап - үйлесімділік, үйлесімділік, үйлесімділік! Ең жаңа кіру нүктесіндегі желі он және тіпті он бес жастағы құрылғылармен жұмыс істеу мүмкіндігін қамтамасыз етуі керек және дәл осы «көк емес» бөліктерде ақпарат баяу қарт құрылғылар естиді, дұрыс түсінеді және деректердің ультра жоғары жылдамдықты бөліктерін жіберуге тырыспайды. Төзімділік құрбандықты талап етеді!
Енді мен қызығушылық танытатындардың барлығына заманауи Wi-Fi желісінде мақсатсыз жоғалып кеткен әлеуетті тасымалданатын мегабиттерден қорқудың таптырмас құралын беруге дайынмын - бұл тартылған инженерлік топтарда оқу үшін міндетті болды. WiFi AirTime калькуляторы Норвегиялық 802.11 энтузиастары Джермунд Рааен. мекенжайында қол жетімді — оның жұмысының нәтижесі былай көрінеді:
1-жол – 1512 МГц арна енінде 802.11n құрылғысы арқылы 20 байт деректер пакетін жіберуге кеткен уақыт.
2-жол - бірдей антенна формуласы бар, бірақ 802.11 МГц арнада 80ac стандартына сәйкес жұмыс істеп тұрған құрылғы арқылы бір пакетті жіберуге кеткен уақыт.
Бұл қалай болуы мүмкін - эфир уақыты төрт есе көп «бұзылды», максималды модуляция 64QAM-дан 256QAM-ға дейін күрделене түсті, арна жылдамдығы жоғарырақ. SIX есе (433 Мб/с орнына 72 Мб/с), бірақ эфир уақытының ең көбі 25%-ы алынды ма?
Үйлесімділік және 802.11 екі принципі есіңізде ме?
Ал, мұндай әділетсіздік пен ысырапшылдықты қалай түзете аламыз – деп өзімізге сұрақ қоямыз, стандартты жасай бастаған әрбір IEEE жұмыс тобының өзі сұраған шығар? Бірнеше логикалық жолдар ойға келеді:
- Графиктің «жасыл» бөлігінде деректерді беруді жылдамдату. Бұл әрбір стандарт шығарылған кезде жасалады, себебі үлкен сандар қораптарда жақсы көрінеді. Тәжірибеде, біз жаңа ғана байқағанымыздай, ол шекті өсім береді - арна жылдамдығын наносекундта жүз мың миллион гигабитке дейін жеделдетсек те, графиктің барлық басқа бөліктері кетпейді. Сондықтан мен барлық жаңа 802.11 стандарттары туралы барлық әңгімелерде секундына мегабиттерді көрсететін абзацтарды өткізіп жіберуді ұсынамын.
- Графиктің барлық басқа бөліктерін жылдамдату. Шынында да, егер біз «жасыл емес» барлығының таралу жылдамдығын кем дегенде екі есе арттырсақ (жақсы немесе «көк емес», егер сіз әлі де алдыңғы суретке қарап отырсаңыз), онда біз 50-ден сәл аз аламыз. нақты өткізу қабілеттілігінің % ұлғаюы - дегенмен, құрылғылармен үйлесімділікті жоғалту және басқа да бірқатар нюанстарды жоғалту арқылы сіз CWNA мақтанышты атағына емтиханға дайындалуға барған кезде білесіз :) Спойлер: сіз әрқашан жасай алмайсыз. мұны көп ойланғаннан кейін және оның не әкелетінін түсінгеннен кейін жасаңыз. Шындығында, бұл 802.11 екі қағидасының бірін бұзу, сондықтан онымен өте сақ болу керек!
- Осы сияқты бірнеше жақтауды жасыл бөліктермен біріктіріңіз. Жасыл бөлік неғұрлым ұзағырақ болса, арна жылдамдығын арттыру тиімдірек болады. Иә, бұл 802.11n жылы пайда болған және оның революциялық сипатының бірнеше іргетастарының бірі болып табылатын толығымен жұмыс істейтін стратегия. Жалғыз мәселе, біріншіден, бірқатар қосымшалар мұндай біріктіруге мән бермеді (мысалы, Wi-Fi арқылы сол қанды дауыс), екіншіден, бірқатар құрылғылар да бұл туралы алаңдамады. (әйтеуір мен оны ұстап алуды шештім, бірақ мен жұмыс істейтін компанияның нақты желісінде осындай жинақталған кадрлардың бірнешеуі болатын еді, бірақ >500 мың «алған» кадрлар үшін дәл нөлдік жинақталған кадрлар болды. Сірә, мәселе мынада: Менің деректер жинау әдістемемде, бірақ мен оны кез келген жерде кез келген адаммен талқылауға дайынмын. Кейде жеке әңгімеде!).
- Басқа біреу сөйлеп тұрғанда сөйлесуді бастау арқылы 802.11 екі қағидасының біріншісін бұзыңыз. Міне, 802.11ax шын мәнінде құтқаруға келеді.
Мен Wi-Fi 6 туралы әңгімемде Wi-Fi 6-ға қол жеткізгенім өте жақсы! Егер сіз мұны әлі оқып жатсаңыз, сізге қандай да бір себептермен оқу керек немесе сізді шынымен қызықтырады. Сонымен, 802.11ax бүкіл 802.11 отбасының алдыңғы әзірлемелерінің үлкен бөлігін иемденсе де (айтпақшы, кейбір керемет нәрселер 802.16, aka WiMAX-та пайда болды), ондағы бір нәрсе әлі де жаңа және түпнұсқа. Әдетте бұл сөздер Wi-Fi Alliance веб-сайтында қолжетімді суретпен бірге жүреді:
Мен басынан бастап ескертпе жасағандықтан, бір оқылатын мақаланың аясында біз осы негізгі ойлардың біреуін ғана қарастыра аламыз, дәлірек айтсақ, суретте көрсетілгендердің ешқайсысын (қандай таң қалдырды!). Сіз осы сегіз негізгі элементтің әрқайсысының миллиондаған қысқаша сипаттамасын оқып шыққаныңызға сенімдімін, бірақ мен OFDMA - мультимедиаға қол жеткізуді басқарудан (MU-access control) не болатыны туралы менің жалықтыратын ұзақ әңгімемді жалғастырамын. көреміз, мен инфографиканы мүлде алған жоқпын. Бірақ бұл мүлдем бекер!
Көп қолжетімділік - бұл онсыз арнаны ішкі тасымалдаушыларға бөлудің мағынасы жоқ нәрсе. Жаңа Wi-Fi 6 желісінің клиенттерін осы уақытқа дейін мызғымас ережелердің бірін бұзуға және бір уақытта сөйлесуге мәжбүрлейтін механизм болмаса, спектрдің әртүрлі бөліктерін қарауға неге тырысу керек? Және, әрине, мұндай механизм пайда болуы керек болды - және меншікті ақпарат деректерімен салыстырғанда «ұзақ» мәселенің әсерін азайту. Қалай? Иә, бұл өте қарапайым: «баяу» қызмет көрсету бөлігі бұрынғыдай жіберілсін, бірақ біз деректер тікелей бірнеше (немесе бірнеше) құрылғыдан бір уақытта жіберілетін «жылдам» бөлікті жібереміз. бұйрық! Бұл келесідей көрінеді:
Бұл күрделі болып көрінеді, бірақ мәні бойынша оны түсіндіру өте оңай: кіру нүктесі барлық (тіпті Wi-Fi 6 емес!) құрылғыларға түсінікті арнайы жақтауды пайдалана отырып, деректерді бір уақытта STA1 және компьютерге жіберуге дайын екенін хабарлайды. STA2. Бұл кадрдың «тақырыбы» тіпті өте ескі клиенттерге де түсінікті болғандықтан, олар басқа желілік клиенттерге ақпарат беру үшін эфир толқындары белгілі бір уақыт бойы бос емес болады деп дұрыс қорытынды жасайды және уақытты соңына дейін санай бастайды. осы кезеңнің (шын мәнінде, Wi-Fi-да әдеттегідей). Бірақ STA1 және STA2 құрылғылары енді деректер оларға жаңа жолмен, бір уақытта, әрқайсысы арнаның өз бөлігінде берілетінін түсінеді және олар бір уақытта кіру нүктесіне жауап береді, содан кейін қабылдауды синхронды түрде растайды. жақтау (әрқайсысында деректердің өз бөлігі бар!) және орта қайтадан босатылады. Төменнен жоғарыға қарай ол дәл осылай жұмыс істейді:
Негізгі және ең таңғаларлық айырмашылық мынада, бұл жағдайдағы кіру нүктесі бір уақытта сөйлей алатын станцияларға Trigger деп аталатын арнайы кадр арқылы жіберуді қашан бастау керектігін айтады. Бұл, шын мәнінде, ортаға бірнеше бір уақытта қол жеткізудің бүкіл механизмінің жаңа «триггері», бұл менің кішіпейіл пікірімше, жаңа стандарттың «қапшық астындағы» маңызды жаңалықтарының бірі. Онда клиенттер бір жиілік арнасын қалай бөлуге болатыны туралы «кесте» алады; дәл осы жерде клиенттер бір уақытта кіру нүктесіне деректердің өз бөліктерін алғаны және оларды талдай алатындығы туралы хабарлайды. Онда кіру нүктесі деректерді берудің басталуы туралы бір уақытта «сөйлей алатын» барлық адамдарға хабарлайды - онда кіру нүктесі оған қажетті деректерді жібере бастайды. Жаңа Trigger кадр механизмі, шын мәнінде, эфир уақытын ұтымсыз пайдалануды азайтуға мүмкіндік береді - және көптеген клиенттер оны тиімді пайдаланып, оны дұрыс қабылдай алады!
Енді осы ұзақ әңгімеден туындайтын және TL; DR талаптарына сәйкес келетін негізгі тезистерді тұжырымдаймыз:
- Жаңа 802.11ax стандартының кіру нүктелері, тіпті көптеген инновациялардың біреуіне ғана сүйене отырып, бүкіл желінің жалпы өткізу қабілетін XNUMX жылдан бастап арттыра бастайды. секунд үйлесімді клиенттік құрылғы! Бір уақытта сөйлесе алатын кем дегенде екі клиент болған кезде, қалғандарының бәрі бірдей (клиенттік радио модульдер үшін драйверлер бұрынғыға қарағанда жақсырақ жазылады деп болжауға негіз жоқ, бұл біріктіру дегенді білдіреді. Фреймдердің «пайдалы» бөліктері және басқа да көптеген клиентке тәуелді функциялар «хайуанаттар бағында орта есеппен» жұмыс істемейді) олар орташа өткізу қабілеттілігін АЛДЫДА арттырады. Сондықтан, егер сіз жаңа Wi-Fi желісі туралы ойласаңыз, ең жаңа және ең жақсы кіру нүктелерін дереу қарастырған жөн, өйткені олар үшін әлі де аз клиенттер бар болса да, жағдай ұзаққа созылмайды.
- Бүгінгі күні жақсы сымсыз инженердің арсеналындағы барлық трюктар мен трюктар ұзақ уақыт бойы өзекті болып қала береді - ортаға қол жеткізу механизмі жаңартылғанымен, 20 жылдан астам уақытқа созылған негізгі қағидаларды бұзады, бірақ ол әлі де сақталады. үйлесімділік бірінші орында. Сіз әлі де «баяу» басқару жылдамдығын тоқтатуыңыз керек (және әлі де неге және қашан түсінуіңіз керек), сіз әлі де физикалық деңгейді дұрыс жоспарлауыңыз керек, өйткені физикалық деңгейде ақаулар болса, деректер байланысы деңгейінде ешқандай механизм жұмыс істемейді. деңгейі. Мүмкіндік енді ғана пайда болды одан да жақсы.
- Wi-Fi 6 жүйесіндегі барлық дерлік шешімдер кіру нүктесі арқылы қабылданады. Көріп отырғанымыздай, ол құрылғыларды бір уақытта жұмыс істеудің «кезеңдеріне» топтастыру арқылы клиенттің қоршаған ортаға қол жеткізуін басқарады. Бүйірге сәл алға жылжып, TWT жұмысы толығымен кіру нүктесінің иығында. Енді AP «желіні тарату» және трафикті кезекте сақтап қана қоймай, сонымен қатар барлық клиенттердің жазбаларын жүргізуі керек, олардың өткізу қабілеттілігі мен трафик қажеттіліктеріне, батареяларына және т.б. — Мен бұл процесті «оркестрация» деп атаймын. Кіру нүктесі осы шешімдердің барлығын қабылдайтын алгоритмдер реттелмеген, яғни өндірушілердің нақты сапасы мен құрылымдық тәсілі оркестрлік алгоритмдерді әзірлеуде дәл көрінеді. Нүктелер клиенттердің қажеттіліктерін неғұрлым дәл болжаса, соғұрлым олар оларды бірнеше кіру топтарына біріктіре алады - соғұрлым эфир уақыты ресурстары неғұрлым ұтымды пайдаланылады және мұндай кіру нүктесінің соңғы өткізу қабілеті соғұрлым жоғары болады. болады. Алгоритм - бұл соңғы шекара!
- Wi-Fi 5-тен Wi-Fi 6-ға өту 802.11g-ден 802.11n-ге ауысу сияқты революциялық сипатта және маңызды болып табылады. Содан кейін біз көп ағынды және «пайдалы жүктеме» агрегациясына ие болдық - енді біз бір уақытта ортаға қол жеткізе аламыз және соңында жұмыс істейтін MU-MIMO және Beamforming (біріншіден, біз білетіндей, бұл дерлік бірдей нәрсе; екіншіден, «неге MU- MIMO 802.11ac-да ойлап табылған, бірақ оны жұмысқа қосу мүмкін емес» - бұл бөлек ұзақ мақаланың тақырыбы :) 802.11n және Wi-Fi 6 екеуі де екі диапазонда да (2,4 ГГц және 5 ГГц) жұмыс істейді, олардың «аралық» предшественниктерінен айырмашылығы - шын мәнінде, «алтылық - жаңа төрттік»!
Бұл мақаланың шығу тегі туралы аздап
Мақала Huawei өткізетін конкурсқа арналған (бастапқыда жарияланған ). Оны жазған кезде мен негізінен 2019 жылы Санкт-Петербургте өткен «Безпроводов» конференциясындағы өз баяндамама сүйендім (сөйлеген сөзінің жазбасын көре аласыздар) , тек есіңізде болсын - ол жерде дыбыс, шынын айтқанда, бейненің Петербургтік шыққанына қарамастан, керемет емес!).
Ақпарат көзі: www.habr.com