Gjëja më e rëndësishme për Wi-Fi 6. Jo, seriozisht

Përshëndetje.

Nëse besoni teorinë e thjeshtësisë së Ajnshtajnit, treguesi kryesor i të kuptuarit të një teme është aftësia për ta shpjeguar atë sa më thjeshtë që të jetë e mundur, atëherë në këtë postim do të përpiqem të shpjegoj sa më thjeshtë dhe plotësisht të jetë e mundur efektin e vetëm një detaji të ri. standard, të cilin për disa arsye edhe Wi-Fi Alliance e konsideron të padenjë për t'u përmendur në infografikë për veçoritë e reja të Wi-Fi 6, megjithëse, siç do ta shohim së shpejti së bashku, është shumë i rëndësishëm dhe i rëndësishëm. Jo gjithçka këtu është mjaft e thellë dhe sigurisht jo gjithëpërfshirëse (sepse një elefant i tillë është i vështirë për t'u ngrënë edhe në pjesë), por shpresoj që të gjithë do të mësojmë diçka të re dhe interesante për veten tonë nga ushtrimet e mia verbale.

I njëjti 802.11ax, të cilin e kemi pritur çdo ditë për të paktën vitin e dytë, sjell me vete shumë gjëra të reja dhe mahnitëse. Kushdo që dëshiron të tregojë diçka për të ka gjithmonë një zgjedhje: ose të bëjë një vrapim të përgjithshëm mbi kokat, duke përmendur një kovë shkurtesash dhe shkurtesash, duke u përpjekur të mos zhytet në mekanizmat kompleksë nën kapuçin e secilit prej tyre, ose të mbështillet. përgatisni një raport njëorësh për një gjë, më të këndshme për autorin. Do të rrezikoj të shkoj edhe më tej: pjesa më e madhe e shënimit tim do t'i kushtohet diçkaje që nuk është as e re!

Pra, për më shumë se njëzet vjet tani, disa nga rrjetet e të dhënave me valë janë ndërtuar sipas një sërë standardesh të familjes 802.11 dhe, si çdo altoparlant që respekton veten, do të më duhej të rivendosja pak kohëzgjatjen e të gjithë zinxhirit të ngjarjeve që i dhanë botës miliarda pajisje të ndërveprueshme - por, si një autor që respekton lexuesin, unë ende rrezikoj të mos e bëj këtë. Sidoqoftë, duhet t'i kujtojmë njëri-tjetrit diçka.

Të gjitha përsëritjet e Wi-Fi kanë prioritet besueshmërinë sesa maksimizimin e xhiros. Kjo rrjedh nga mekanizmi i aksesit të mesëm (CSMA/CA), i cili nuk është më optimali nga pikëpamja e shtrydhjes së kilobitëve të fundit në sekondë nga mediumi i transmetimit (mund të lexoni më shumë rreth papërsosmërive të botës në përgjithësi dhe Wi -Fi në veçanti në artikullin e ish kolegut tim skhomm këtu janë pikat), por tepër i qëndrueshëm në pothuajse çdo kusht. Në fakt, ju mund të thyeni pothuajse të gjitha bazat e dizajnit të rrjetit Wi-Fi - dhe një rrjet i tillë do të vazhdojë të shkëmbejë të dhëna! I gjithë mekanizmi me anë të të cilit klientët e rrjetit Wi-Fi janë në gjendje të transmetojnë dhe/ose të marrin pjesët e tyre të të dhënave synon të sigurojë atë që në anglisht quhet një fjalë me një dhunti teknokracie të vështirë për t'u përkthyer, qëndrueshmëri. E gjithë shtresa e modulimit rritet, grumbullimi i kornizave me të dhëna (jo tamam kështu, por kështu qoftë!) të lyera sipër vazhdon të funksionojë pas dy parimeve kryesore të 802.11, të cilat ofrojnë këtë besueshmëri të patejkalueshme:

1. “Ndërsa njëri flet, të tjerët heshtin”;
2. "Gjithçka përveç të dhënave thuhet ngadalë dhe qartë."

Pika e dytë shkakton shumë më tepër dëme në gjerësinë e brezit të rrjetit sesa mund të duket në shikim të parë. Këtu është një foto interesante që ilustron një pjesë të të dhënave të dërguara në një rrjet Wi-Fi:

Le të kuptojmë se çfarë do të thotë për njerëzit e zakonshëm që nuk e dinë se sa faqe ka standardi 802.11-2016. Shpejtësia e transferimit të të dhënave që sistemi shkruan në vetitë e rrjetit pa tel dhe të cilën tregtarët nga çdo prodhues e përdorin në kutitë e pikave të hyrjes (epo, me siguri e keni parë - 1,7 Gb/s! 2,4 Gb/s! 9000 Gb/s!) , jo vetëm që është kulmi dhe maksimumi në 100% të kohës që zë transmetimi, por është edhe shpejtësia me të cilën do të dërgohet vetëm pjesa blu në këtë grafik të bukur. Çdo gjë tjetër do të dërgohet me një shpejtësi që quhet norma e menaxhimit në anglisht (dhe në rusisht gjithashtu, sepse përkthimi i shprehjeve të tilla kërcënon keqkuptimin e mëtejshëm midis inxhinierëve), dhe që është më e ulët jo vetëm disa herë, por me një faktor QINDRA një herë. Për shembull, pa ndonjë cilësim shtesë, një rrjet 802.11ac, i cili mund të punojë me klientët me një shpejtësi kanali prej 1300 Mb/s, transmeton të gjithë informacionin e shërbimit (gjithçka që nuk është blu në grafikun tonë gjithnjë e më të tmerrshëm) me një shpejtësi menaxhuese prej 6. Mb/s. Më shumë se dyqind herë më ngadalë!

Pyetja logjike është - çfarë, më falni, në cilin muaj një ide e tillë sabotimi mund të bëhet pjesë e standardit me të cilin operojnë miliarda pajisje në mbarë botën? Përgjigja logjike është përputhshmëria, pajtueshmëria, pajtueshmëria! Rrjeti në pikën më të re të aksesit duhet të ofrojë aftësinë për të punuar për pajisjet dhjetë, madje edhe pesëmbëdhjetëvjeçare, dhe është në të gjitha këto pjesë "jo blu" që informacionet fluturojnë që pajisjet e ngadalta të moshuara do të dëgjojnë, kuptojnë saktë dhe saktë. nuk do të përpiqet të transmetojë gjatë me shpejtësi ultra të lartë pjesë të të dhënave të tyre. Qëndrueshmëria kërkon sakrificë!

Tani jam gati t'u jap të gjithëve që janë të interesuar një mjet të domosdoshëm për t'u tmerruar nga megabitët e mundshëm të transmetuar që humbasin pa qëllim në Wi-Fi moderne - kjo tashmë është bërë e detyrueshme për studim në qarqet inxhinierike të përfshira. Llogaritësi WiFi AirTime nga entuziast norvegjez 802.11 Gjermund Raaen. Është në dispozicion në kjo lidhje - rezultati i punës së tij duket diçka si kjo:

Linja 1 është koha e kaluar për transmetimin e një pakete të dhënash prej 1512 bajt nga një pajisje 802.11n në një gjerësi kanali 20 MHz.

Linja 2 është koha e kaluar për të transmetuar të njëjtën paketë nga një pajisje me të njëjtën formulë antene, por që tashmë funksionon sipas standardit 802.11ac në një kanal 80 MHz.

Si mund të jetë kjo - katër herë më shumë kohë transmetimi është "prishur", modulimi maksimal është bërë më kompleks nga 64QAM në 256QAM, shpejtësia e kanalit është më e lartë GJASHTË herë (433 Mb/s në vend të 72 Mb/s), por është fituar më së shumti 25% e kohës së transmetimit?

Përputhshmëria dhe dy parimet e 802.11, mbani mend?

Epo, si mund ta korrigjojmë një padrejtësi dhe shpërdorim të tillë - pyesim veten, siç e pyeti veten çdo grup pune IEEE që filloi të krijonte një standard? Më vijnë në mendje disa rrugë logjike:

1. Përshpejtoni transferimin e të dhënave në pjesën "jeshile" të grafikut. Kjo bëhet kur lëshohet çdo standard, sepse numrat e mëdhenj duken bukur në kuti. Në praktikë, siç sapo vumë re, ajo jep një rritje të fundme - edhe nëse e përshpejtojmë shpejtësinë e kanalit në njëqind mijë milion gigabit për nanosekondë, të gjitha pjesët e tjera të grafikut nuk do të largohen. Kjo është arsyeja pse unë rekomandoj që në të gjitha tregimet për të gjitha standardet e reja 802.11, të anashkaloni paragrafët që përmendin megabit për sekondë.
2. Përshpejtoni të gjitha pjesët e tjera të grafikut. Në të vërtetë, nëse të paktën dyfishojmë shpejtësinë me të cilën transmetohet gjithçka "jo jeshile" (mirë, ose "jo blu", nëse ende po shikoni foton e mëparshme), atëherë do të marrim pak më pak se 50 % rritje e xhiros reale - megjithatë, duke humbur përputhshmërinë me pajisjet dhe një numër nuancash të tjera për të cilat do të mësoni kur të shkoni për t'u përgatitur për provimin për titullin krenar të CWNA :) Spoiler: jo gjithmonë do të jeni në gjendje të bëjeni këtë, pasi të mendoni shumë dhe të kuptoni se në çfarë do të çojë. Në fakt, kjo është një shkelje e një prej dy parimeve të 802.11, kështu që duhet të jeni shumë të kujdesshëm me të!
3. Vendosni së bashku disa korniza si kjo me pjesët e gjelbra së bashku. Sa më e gjatë të jetë pjesa e gjelbër, aq më efektive është rritja e shpejtësisë së kanalit. Po, kjo është një strategji plotësisht funksionale, e cila u shfaq në vitin 802.11n dhe është një nga disa gurët themelorë të natyrës së saj revolucionare. Problemi i vetëm është se, së pari, një numër aplikacionesh nuk ia dolën mbanë për një grumbullim të tillë (për shembull, i njëjti Zër i etur për gjak mbi Wi-Fi), së dyti, një numër pajisjesh gjithashtu nuk e vlerësuan atë. (Në një farë mënyre vendosa ta kap, megjithëse do të kishte pasur disa korniza të tilla të grumbulluara në rrjetin real të kompanisë për të cilën punoj, por për > 500 mijë korniza "të marra", kishte saktësisht zero korniza të grumbulluara. Me shumë mundësi, problemi është në metodologjinë time të mbledhjes së të dhënave, por unë jam gati ta diskutoj atë me këdo kudo. dikur në një bisedë personale!).
4. Shkelni të parin nga dy parimet e 802.11 duke filluar të flisni kur dikush tjetër po flet. Dhe këtu vjen në të vërtetë 802.11ax në shpëtim.

Është mirë që më në fund arrita te vetë Wi-Fi 6 në historinë time rreth Wi-Fi 6! Nëse jeni ende duke e lexuar këtë, ose duhet ta bëni për ndonjë arsye ose jeni vërtet të interesuar. Pra, edhe pse 802.11ax trashëgon një pjesë të madhe të zhvillimeve të mëparshme të të gjithë familjes 802.11 (dhe jo vetëm, meqë ra fjala - disa gjëra interesante u shfaqën në 802.16, aka WiMAX), diçka në të është ende e freskët dhe origjinale. Zakonisht këto fjalë shoqërohen nga një foto si kjo, e disponueshme në faqen e internetit të Wi-Fi Alliance:

Siç bëra një rezervë që në fillim, brenda kufijve të një artikulli të lexueshëm do të mund të marrim parasysh vetëm një nga këto pika kyçe, ose më mirë, asnjë nga ato që tregohen në foto (sa surprizë!). Jam i sigurt që keni lexuar tashmë një milion përshkrime të shpejta të secilit prej këtyre tetë elementëve kyç, por unë do të vazhdoj historinë time të gjatë të lodhshme për atë që vijon nga OFDMA - kontrolli i shumëfishtë i aksesit në media (kontrolli i aksesit MU), i cili, si e shohim, nuk e mora fare infografikën. Por është plotësisht e kotë!

Qasja e shumëfishtë është diçka pa të cilën ndarja e një kanali në nënbartës nuk ka fare kuptim. Pse të përpiqeni të shikoni pjesë të ndryshme të spektrit nëse nuk ka asnjë mekanizëm që mund t'i detyrojë klientët e rrjetit të ri Wi-Fi 6 të thyejnë një nga rregullat e deritanishme të palëkundshme dhe të fillojnë të flasin në të njëjtën kohë? Dhe, natyrisht, një mekanizëm i tillë thjesht duhej të shfaqej - dhe të zvogëlonte ndikimin e problemit "të gjatë" në krahasim me të dhënat e informacionit të pronarit. Si? Po, është shumë e thjeshtë: le të dërgohet pjesa e shërbimit "të ngadaltë" në të njëjtën mënyrë si më parë, por ne do të dërgojmë pjesën "e shpejtë", në të cilën të dhënat dërgohen drejtpërdrejt, njëkohësisht nga disa (ose në disa) pajisje në komandë! Duket diçka si kjo:

Duket e ndërlikuar, por në thelb është mjaft e lehtë për t'u shpjeguar: pika e hyrjes, duke përdorur një kornizë të veçantë që është e kuptueshme për të gjitha pajisjet (madje as Wi-Fi 6!), raporton se është gati të transmetojë të dhëna në të njëjtën kohë në STA1 dhe STA2. Meqenëse "titulli" i këtij kuadri është plotësisht i kuptueshëm edhe për klientët shumë, shumë të vjetër, ata nxjerrin përfundimin e saktë se valët e transmetimit do të jenë të zënë për një kohë të caktuar duke transmetuar informacion te klientët e tjerë të rrjetit dhe fillojnë të numërojnë kohën deri në fund. të kësaj periudhe (në fakt, si gjithmonë në Wi-Fi). Por pajisjet STA1 dhe STA2 e kuptojnë se tani të dhënat do t'u transmetohen atyre në një mënyrë të re, njëkohësisht, secila në pjesën e vet të kanalit, dhe ato i përgjigjen pikës së hyrjes në të njëjtën kohë, dhe më pas konfirmojnë gjithashtu në mënyrë sinkrone marrjen e kornizën (secila me pjesën e vet të të dhënave!), dhe mjedisi çlirohet përsëri. "Nga poshtë lart" funksionon në të njëjtën mënyrë:

Dallimi kryesor dhe më i habitshëm është se pika e hyrjes në këtë situatë u tregon stacioneve që mund të flasin në të njëjtën kohë kur të fillojnë transmetimin, duke përdorur një kornizë të veçantë të quajtur Trigger. Ky është, në fakt, një "shkasë" e re e të gjithë mekanizmit të aksesit të njëkohshëm të shumëfishtë në medium, që është, për mendimin tim modest, një nga risitë më të rëndësishme "nën kapuç" të standardit të ri. Është në të që klientët marrin një "orar" se si të ndajnë një kanal frekuencash midis tyre; është këtu që klientët njëkohësisht informojnë pikën e aksesit se kanë marrë pjesët e tyre të të dhënave dhe kanë qenë në gjendje t'i analizojnë ato. Në të, pika e hyrjes njofton të gjithë ata që mund të "flasin" në të njëjtën kohë për fillimin e transmetimit të të dhënave - në të, pika e hyrjes fillon t'i dërgojë të dhënat e kërkuara. Mekanizmi i ri i kornizës Trigger, në fakt, ju lejon të reduktoni përdorimin e paarsyeshëm të kohës së transmetimit - dhe me aq efektivitet sa më shumë klientë mund ta përdorin atë dhe ta perceptojnë atë saktë!

Tani le të formulojmë tezat kryesore që rrjedhin nga e gjithë kjo histori e gjatë dhe të kualifikohemi për TL;DR:

1. Pikat e aksesit të standardit të ri 802.11ax, madje duke u mbështetur në vetëm një nga shumë risitë, do të fillojnë të rrisin xhiron totale të të gjithë rrjetit tashmë nga e dyta pajisja e përputhshme e klientit! Sapo të ketë të paktën dy klientë që mund të flasin në të njëjtën kohë, atëherë, të gjitha gjërat e tjera janë të barabarta (nuk kam arsye të supozoj se drejtuesit për modulet e radios së klientit do të shkruhen më mirë se më parë, që do të thotë se grumbullimi i Pjesët "të dobishme" të kornizave dhe shumë funksione të tjera të varura nga klienti nuk do të funksionojnë ende "mesatarisht në një kopsht zoologjik") ato TASHMË do të rrisin xhiron mesatare. Pra, nëse jeni duke menduar për një rrjet të ri Wi-Fi, ka kuptim që menjëherë të merrni parasysh pikat më të reja dhe më të mira të aksesit, sepse edhe nëse ka ende pak klientë për ta tani, situata nuk do të mbetet e tillë për shumë kohë.
2. Të gjitha truket dhe truket që janë në arsenalin e një inxhinieri të mirë wireless sot do të mbeten të rëndësishme për një kohë të gjatë - megjithëse mekanizmi për të hyrë në medium është përditësuar, duke shkelur parimet e gurthemelit që kanë zgjatur më shumë se 20 vjet, ai ende mban përputhshmëria në ballë. Ju ende duhet të shkurtoni normat e menaxhimit "të ngadaltë" (dhe duhet të kuptoni pse dhe kur), duhet të planifikoni saktë shtresën fizike, sepse asnjë mekanizëm në nivelin e lidhjes së të dhënave nuk do të funksionojë nëse ka probleme në atë fizik. niveli. Sapo u krijua mundësia për të bërë edhe me mire.
3. Pothuajse të gjitha vendimet në Wi-Fi 6 merren nga pika e hyrjes. Siç mund ta shohim, ai kontrollon aksesin e klientit në mjedis duke grupuar pajisjet së bashku në "periudha" të funksionimit të njëkohshëm. Duke lëvizur pak më tej, puna e TWT është gjithashtu tërësisht mbi supet e pikës së aksesit. Tani AP jo vetëm që duhet të "transmetojë rrjetin" dhe të ruajë trafikun në radhë, por gjithashtu të mbajë regjistrime të të gjithë klientëve, duke planifikuar se si t'i kombinojë ata në mënyrë më fitimprurëse me njëri-tjetrin bazuar në gjerësinë e brezit dhe nevojat e trafikut, bateritë e tyre dhe shumë, shumë më tepër. - Unë e quaj këtë proces "orkestrim". Algoritmet me të cilat pika e hyrjes do të marrë të gjitha këto vendime nuk janë të rregulluara, që do të thotë se cilësia reale dhe qasja strukturore e prodhuesve do të manifestohet pikërisht në zhvillimin e algoritmeve të orkestrimit. Sa më saktë që pikat të parashikojnë nevojat e klientëve, aq më mirë dhe në mënyrë më uniforme do të jenë në gjendje t'i kombinojnë ato në grupe të shumta aksesi - prandaj, aq më racionalisht do të përdoren burimet e kohës së transmetimit dhe aq më i lartë është xhiroja përfundimtare e një pike të tillë aksesi. do të jetë. Algoritmi është kufiri i fundit!
4. Kalimi nga Wi-Fi 5 në Wi-Fi 6 është po aq revolucionar në natyrë dhe rëndësi sa edhe kalimi nga 802.11g në 802.11n. Pastaj morëm një grumbullim multi-fijesh dhe "payload" - tani kemi akses të njëkohshëm në medium dhe më në fund punojmë MU-MIMO dhe Beamforming (së pari, siç e dimë, këto janë pothuajse e njëjta gjë; së dyti, diskutimi " pse MU- MIMO u shpik në 802.11ac, por nuk mund të funksiononte” është tema e një artikulli të gjatë të veçantë :) Të dy 802.11n dhe Wi-Fi 6 funksionojnë në të dy brezat (2,4 GHz dhe 5 GHz), ndryshe nga paraardhësit e tyre "të ndërmjetëm" - me të vërtetë, "gjashtë është katër e reja"!

Pak për origjinën e këtij artikulli
Artikulli është shkruar për një konkurs të mbajtur nga Huawei (botuar fillimisht këtu). Kur e shkrova, u mbështeta kryesisht në raportin tim në konferencën "Bezprovodov", e cila u mbajt në 2019 në Shën Petersburg (mund të shikoni regjistrimin e fjalimit në YouTube, thjesht mbani në mend - tingulli atje, sinqerisht, nuk është i shkëlqyeshëm, pavarësisht origjinës së videos në Shën Petersburg!).

Burimi: www.habr.com