Основные особенности технологии 802.11ас
Основные особенности технологии 802.11ас
В статье мы хотим рассказать о наиболее важных аспектах технологии стандарта Wi-Fi 802.11ас. И хотя на момент выхода статьи эта технология формально не разрешена к использованию на территории РФ, но мы верим, что это скоро произойдет и регулятор наконец выпустит необходимую нормативную документацию. Сама технология имеет целый набор преимуществ, которые обеспечат быструю адаптацию в нашем регионе, как это в настоящее время происходит по всему миру. Например это такие аспекты как:
- в несколько раз большая скорость пропускания (по сравнению со стандартом WiFi 802.11n),
- большее покрытие (по сравнению со стандартом 11n),
- экономия батарей мобильных устройств (в 2-4 раза по сравнению с 11n)
Статья предполагает, что Вы уже знакомы с такими понятиями как MIMO, Пространственный поток и т.д.. Если это вызывает вопросы, то рекомендуем обратиться к соответствующим статьям из раздела Академия Wi-Fi на нашем ресурсе komway.ru:
- Кратко о MIMO,
- Пространственные потоки в MIMO.
802.11ас является развитием широко распространенной технологии 802.11n и в целом группы WiFi-стандартов IEEE 802.11.
Основными преимуществами стандарта WiFi 802.11ас являются высокие скорости передачи в радиоканале и, соответственно, большая агрегированная полоса пропускания точки доступа, а также более совершенные механизмы контроля активного и пассивного состояния клиентских устройств. Все это вместе ведет к значительной экономии заряда батареи мобильного устройства.
Решения на базе WiFi-стандарта 802.11ас достигает высоких скоростей передачи данных (data transfer) с помощью трехразмерной функциональной матрицы:
1. бОльшее количество объединяемых частотных каналов в сумме до: 80MHz или даже 160MHz
(по сравнению с максимумом в 40MHz для 802.11n).
2. бОльшая доступная модуляция: до QAM256
(в 802.11n максимум QAM64).
3. бОльший уровень MIMO: до 8 пространственных потоков
(в 802.11n до 4 потоков).
Технология 802.11ас работает только на частотах WiFi 5GHz. Поэтому двухполосные точки доступа чаще всего продолжают использовать 801.11n на частотах 2.4GHz. Но WiFi-клиенты 802.11ас работают в менее загруженном спектре частот 5GHz.
Первое поколение (Первая волна) устройств стандарта WiFi 802.11ас (Wave-1) продолжает оставаться полудуплексной радиотехнологией. Такие устройства используют как правило частотные каналы шириной до 80MHz и чаще всего до трех пространственных потоков. Поэтому при относительно грубом делении можно обозначить низкий уровень продуктов 802.11ас со скоростями в радиоканале до 433Мб/с, средний уровень со скоростями до 867Мб/с и высокий уровень со скоростями до 1,3Гб/с. Практически доступные скорости передачи данных (transfer) для пользователей будут значительно ниже в силу проблем общей эффективности группы стандартов 802.11. Как правило практически доступный максимум не выше 60%. Точки доступа и WiFi-маршрутизаторы 802.11ас первой волны сейчас широко доступны в мире и начнут официально завозиться в РФ как только разрешатся нормативно-регуляторные вопросы.
Второе поколение продуктов стандарта 802.11ас на момент выхода статьи не доступно. Предполагается, что вторая волна 11ас вначале будет поддерживать частотные каналы до 160MHz, до четырех пространственных потоков и технологию одновременной коммуникации более чем с одним пользователем MU-MIMO (Multi User MIMO). MU-MIMO позволяет отправлять множество фреймов одновременно ко многим пользователям в том же самом частотном спектре. Тем самым с множественными антеннами и с помощью соответствующей технологии точка доступа WiFi может вести себя как беспроводный коммутатор. Но технология ограничена сверху максимальным количеством доступных пространственных потоков. Отсюда в случае трех поддерживаемых пространственных потоках на точке доступа и наличии только трехпотоковых клиентов (MacBook Pro, например), то всегда с точкой будет взаимодействовать только один клиент даже при поддержке MU-MIMO. Поэтому MU-MIMO особенно перспективно выглядит для случая когда в сети присутствуют в основном персональные мобильные устройства, такие как смартфоны и планшеты имеющие максимум 2 пространственных потока, но чаще всего один. Для случая смартфонов с одним потоком и точки доступа WiFi с тремя потоками и MU-MIMO мы будем иметь случай работы один к трем и точка будет поддерживать до трех клиентов одновременно и параллельно. Подробнее о MU-MIMO.
Можно ожидать в начале второй волны стандарта WiFi 802.11ас (Wave-2) появления точек доступа со скоростями в радиоканале до 3.47Гб/с (4 пространственных потока, QAM256, MU-MIMO). При этом максимум стандарта 11ас обеспечивает выход на канальные скорости до 6.93Гб/с с поддержкой до 8-и пространственных потоков. Но 8 потоков потребуют как минимум 8 антенн (а желательно и больше) с необходимым разнесением, что диктует существенное увеличение размеров устройств и требует большее количество энергии для работы через PoE.
Интересный анализ привела в одной из своих статей компания Аруба (Aruba):
Таблица: 802.11ас achievable link rates / transfer rates (достижимые скорости в 802.11ас)
Важно отметить, что последние два варианта с восемью пространственными потоками на данном этапе развития технологии выглядят маловероятными для массового производства и применения. Тем более что наличия трех неперекрывающихся каналов в 5ГГц шириной 160MHz каждый нам пока не приходилось встречать ни в одной стране мира. Только комиссия FCC в США довольно близко подошла к тому, чтобы расчистить такой участок спектра и обеспечить максимальные возможности для реализации решения стандарта WiFi 802.11ас.
Подробнее о доступных частотных каналах WiFi в полосе 5ГГц.
Характеристики покрытия радиоустройств с 802.11ас значительно выше, чем 802.11n. И хотя максимальные скорости на 802.11ас доступны относительно близко к точке доступа, но общие дистанции предоставления высокоскоростного сервиса значительно больше, чем у устройств 11n. Ниже приведен график компании Cisco с анализом Rate vs Range. Предположительно дистанция отображена в футах.
Рисунок: 802.11ас Rate vs Range (Скорость/Дистанция)
Больше информации по технологии 802.11ас можно найти, например, в следующих статьях:
1. 802.11ac - The Fifth Generation of Wi-Fi Technical White Paper (Cisco)
2. Fact vs. Fiction Gigabit Wi-Fi 802.11ac (Aruba & Farpoint)
Важно отметить, что все основные производители решений WiFi-стандарта для корпоративного и операторского сегментов уже имеют в продаже точки доступа с поддержкой Wi-Fi 802.11ac. Это и Cisco, и Aruba, и Ruckus, и HP и т.д..
Аналитика и прогнозы по продажам устройств стандарта WiFi 802.11ac от ABI Research
Не пропускайте новости Wi-Fi, которые мы публикуем в Новостной Ленте.
Для получения анонсов по выходу новых статей или при появлении новых материалов на нашем сайте подписывайтесь на рассылку.
Присоединяйтесь к нашей группе на Facebook: www.facebook.com/Kom.Way.ru
Мы публикуем интересные новости о Wi-Fi со всего света, информацию о выходе новых статей и расширении контента основных модулей ресурса komway.ru
Kom-Way.Team
Использование материалов сайта komway.ru разрешено только с согласия komway.ru и при наличии прямой ссылки на komway.ru.
