Що являє собою стандарт Wi-Fi 802.11ax?

Приблизно раз на п'ять років Wi-Fi зазнає кардинальних змін. Новітній стандарт Wi-Fi 802.11ax наближає продуктивність до 10-гігабітних швидкостей. Новий стандарт Wi-Fi дозволить підвищити продуктивність мережі і одночасно підключати більше пристроїв. Завдяки цьому Wi-Fi перетвориться з негарантованої за швидкістю каналу в детерміновану бездротову технологію, яка стане повсюдно прийнятим засобом підключення до Інтернету. Очікується, що пропускна здатність при використанні стандарту 802.11ax збільшиться в чотири рази в порівнянні зі стандартом 802.11ac Wave 2. При розгортанні на об'єктах з високою щільністю пристроїв новий стандарт буде підтримувати угоди про більш високий рівень обслуговування (SLA) з великою кількістю одночасно підключених користувачів і пристроїв з більш широким профілем використання.

Стандарт 802.11ax пропонує ряд технічних удосконалень для оптимізації спектральної ефективності, підвищення пропускної спроможності і зниження енергоспоживання. У їх числі можна згадати наступні.

OFDMA і MU-MIMO

Множинний доступ з ортогональним частотним розділенням (OFDMA) і системи MIMO (MU-MIMO) – це технології, що підвищують надійність і ефективність в неліцензованому спектрі Wi-Fi. На відміну від технологій Wi-Fi попереднього покоління, OFDMA робить мережу Wi-Fi детермінованою, оскільки пристрої знаходяться в пріоритеті, а ймовірність виникнення конфліктів мінімальна. Це допомагає забезпечити стабільну продуктивність Wi-Fi, особливо в середовищах з високою щільністю пристроїв.

Кожен канал Wi-Fi ділиться на більш вузькі підканали, які називаються одиницями ресурсу. Рішення про розподіл підканалов приймає точка доступу, при цьому кожну одиницю ресурсу (або підканал) можна адресувати декільком клієнтам одночасно. Завдяки створенню більш вузького виділеного підканала ця технологія підвищує середню пропускну здатність на користувача. Крім того, технологія OFDMA покращує спектральну ефективність і скорочує затримки, а також підтримує різнорідне використання (наприклад, для сервісів миттєвого обміну повідомленнями, електронної пошти, веб-серфінгу і завантаження великих файлів одночасно).

Варто відзначити, що OFDMA і MU-MIMO – це технології для одночасного обслуговування безлічі користувачів. Зокрема, OFDMA найкраще підходить для використання при передачі обмеженого обсягу даних по безлічі з'єднань. Технологія OFDMA ефективна в будь-якому діапазоні (ближньому, середньому або далекому), забезпечує малий час затримки і може використовуватися для нейтралізації перешкод OBSS. Технологію MU-MIMO найкраще використовувати в середовищах з безліччю користувачів і повною буферизацією. Ця технологія найбільш ефективна в ближньому і середньому діапазоні.

MU-MIMO у висхідній лінії

Стандарт 802.11ax підтримує технології OFDMA і MU-MIMO як в низхідній (від точки доступу до станцій), так і в висхідній (від станцій до точки доступу) лінії. Слід зазначити, що точка доступу планує передачу даних в обох напрямках. У цьому полягає відмінність від мереж, що передували 802.11ax, де діє змагальний розподіл ресурсів (особливо в висхідному напрямку) і рішення про вибір каналу і передачі даних беруть окремі станції. Зі збільшенням кількості станцій зростає і конкуренція в мережі.

Поліпшені можливості MAC/PHY

З появою стандарту 802.11ax зменшилось рознесення піднесної, а отже, в чотири рази збільшилася кількість доступних сигналів даних і значно зросла максимальна фізична швидкість. Наявність додаткових сигналів даних в поєднанні з OFDMA допомагає підтримувати безліч користувачів. Крім того, стандарт 802.11ax оптимізує спектральну ефективність завдяки збільшенню числа сигналів/каналів, знижує витрати, підтримує роботу поза приміщенням і забезпечує якісний стрибок з точки зору максимально досяжної фізичної швидкості. Крім цього, точки доступу 802.11ax підтримують два окремих вектори розподілу мережі (NAV) для запобігання конфліктам і неправильного функціонування. Нарешті, стандарт 802.11ax використовує модуляцію 1024-QAM (на відміну від 256-QAM для 11ac), що дозволяє на 25% підвищити швидкість на фізичному рівні, а це, разом з іншими технологіями стандарту 802.11ax, сприяє чотирикратного збільшення пропускної здатності.

Цільовий час пробудження

Цільовий час пробудження (TWT) вперше з'явився в стандарті IEEE 802.11ah. Він дозволяє запланувати час сну і роботи (неспання), а також час пробудження, заздалегідь обумовлений між точкою доступу і клієнтами з метою уникнути конкуренції між клієнтськими пристроями в мережі. Це дозволяє ефективніше використовувати радіоефір і продовжити час роботи клієнтських пристроїв від акумулятора.