AX, какой стандарт

В октябре прошлого года Wi-Fi Alliance обнародовал новую версию стандарта Wi-Fi – Wi-Fi 6, он же 802.11ax в прежних обозначениях. Изменение названий в линейке стандартов (802.11ac стал Wi-Fi 5, а 802.11n — Wi-Fi 4) объяснили тем, что пользователи, путаясь в буквах, покупают устройства, которые друг с другом работают (Wi-Fi Alliance заботится об обратной совместимости), но не очень эффективно, со скоростью самого старого устройства. Простые цифровые обозначения призваны помочь пользователям решить эту проблему (а она у Wi-Fi 6 — благодаря цифровой трансформации в целом и Интернету вещей в частности — ожидается гораздо более широкой, чем у предыдущих поколений Wi-Fi).

Компания Cisco, лидер сетевого рынка, не осталась в стороне и одной из первых выпустила решения, способные работать в сетях нового поколения. В середине июня Cisco представила в России новые устройства, а также свое видение перспектив Wi-Fi 6.

В тени 5G

Андрей Кузьмич считает, что Wi-Fi 6 дополнит технологии мобильной связь пятого поколения

Развитие Интернета вещей — технологии, которая будет одним из краеугольных камней цифровой трансформации, принято связывать с мобильной связью пятого поколения. О Wi-Fi 6 говорят меньше, что, как считает Андрей Кузьмич, директор по технологиям Cisco в России и СНГ, несправедливо — развитие Интернета вещей будет определяться ими обеими, причем между технологиями будет иметь место не конкуренция, а взаимодополнение, основанное на сильных сторонах каждой из них.

У 5G шире покрытие, поэтому предпочтительнее применение на свежем воздухе — на транспорте, на улицах. В помещениях же больше преимуществ у Wi-Fi как технологии для корпоративного сегмента – возможность организовать конфигурацию сети по своему усмотрению, добиться требуемой плотности передающих и принимающих устройств в нужном месте и т.д.

При этом Wi-Fi 6 имеет все шансы опередить 5G: по оценке Cisco, массовое использование устройств этого стандарта начнется уже в следующем году. К тому времени 5G развернется лишь в некоторых городах, массового же применения сетей 5G стоит ожидать не ранее 2022-го.

А время не ждет. Согласно прогнозу Cisco, даже если доля населения в России, пользующегося Сетью с 2017-го по 2022 год вырастет незначительно (с 68% до 69%), то количество подключенных устройств — с 523 млн (3,6 на «подключенного» человека) до 867 млн (6 на человека) – опять же в России. Цифровая трансформация требует быстрых и надежных устройств передачи данных.

Основными преимуществами Wi-Fi 6 Андрей Кузьмич назвал более высокую скорость работы, меньшие задержки при передаче пакетов, предсказуемое качество работы, энергоэффективность и возможность более плотного размещения устройств.

В Cisco полагают, что основным «интернет-пользователем» скоро станут устройства Интернета вещей Источник: Cisco Systems, 2017

Две частоты лучше одной

Традиционная проблема при плотном расположении устройств беспроводной сети — нехватка частот. Появление Wi-Fi 5, работающего в диапазоне 5 ГГц, было обусловлено как раз «перегрузкой» диапазона 2,4 ГГц (в любом офисном здании или многоквартирном доме за частоты конкурируют десяток квартирных сетей). Однако в устройства этого стандарта все равно приходилось обеспечивать поддержку и диапазона 2,4 ГГц.

Устройства Wi-Fi 6 работают на обеих частотах (обсуждается также вопрос о выделении стандарту еще и полосы 6 ГГц).

Разделяй... и передавай

В Wi-Fi 6 появилась «заимствованная» у 4G поддержка мультиплексирования OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access) — множественного доступа с ортогональным частотным разделением каналов. Она позволяет выделять каждому устройству более узкую, чем обычно, но зато «свою» полосу передачи данных. Тем самым улучшается общая пропускная способность системы и ее работа становится более предсказуемой — ни одно устройство не зависнет из-за того, что ему в какой-то момент не досталось полосы пропускания.

Кроме того, поддержка квадратурной модуляции (Quadrature Amplitude Modulation) QAM 1024 дает возможность увеличить количество передаваемой информации в расчете на 1 Гц частотного диапазона и, соответственно, скорость передачи данных приблизительно на четверть по сравнению с Wi-Fi 5.

Датчик спит — работа идет

Датчики Интернета вещей передают данные в периодическом режиме. С учетом этого в Wi-Fi 6 был встроен механизм TWT (Target Wake Time) – устройства «просыпаются» в момент сбора или передачи данных, в остальное время они не тратят энергию и не претендуют на частотный ресурс. Это позволяет снизить их энергопотребление, и к тому же строить гораздо более плотные сети, с намного большим количеством устройств без потери качества их работы.

Найти своих среди чужих, чужих — среди своих

Как уже упоминалось, в любой точке офисного здания или жилого дома работает добрый десяток сетей Wi-Fi. В стандарте заложены механизмы разрешения коллизий между ними: устройство мониторит эфир, и если среда передачи занята — надо подождать, неважно, работает «свое» устройство или из другой сети. В Wi-Fi 6 появился механизм BSS coloring, «раскрашивания» пакетов, он помогает распознать «чужие» пакеты, которые можно игнорировать.

Также сеть Wi-Fi 6 способна сегментировать устройства по их расположению. Можно сформировать отдельный луч для устройства с пакетами, предназначенными именно для него, причем при передаче данных как к точке доступа, так и к оконечному устройству.

Точки, коммутаторы, экосистема

Как полагают в Cisco, Catalyst 9100 c чипом RF ASIC и поддержкой множества протоколов передачи данных просто создан для Интернета вещей Источник: Cisco Systems

В рамках московской пресс-конференции Cisco представила и свои первые продукты для Wi-Fi 6 — точки доступа Catalyst 9100 и коммутаторы Catalyst 9600. Эти продукты разработаны в рамках стратегии компании, предусматривающей создание «сетей, основанных на намерениях» (интеллектуальные сети, которые благодаря средствам автоматизации и машинного обучения эффективно адаптируются к задачам бизнеса).

В семействе 9100 «готовы к сертификации» для Wi-Fi 6 две модели: 9115 для малых и средних предприятий и 9120, устройство корпоративного уровня (еще одна, Catalyst 9117, имеет статус «совместимой» с Wi-Fi 6).

Как сообщила Юлия Андрианова, менеджер по развитию корпоративных решений Cisco в России и СНГ, устройства снабжены средствами мониторинга сети, позволяющими выявить аномальное поведение. Например, можно будет распознать устройства, пытающиеся выдать себя не за тех, кем они являются (скажем, ноутбук злоумышленника «притворяется» датчиком Интернета вещей, а хакерская точка доступа выдает себя за легитимную, подделав ее идентификатор).

Новые точки доступа способны поддерживать до 500 клиентов, и с каждым из них они готовы «общаться» на его максимальных скоростях, при этом поддерживается широкий спектр протоколов Интернета вещей, в том числе Bluetooth Low Energy, ZigBee и Thread.

Благодаря наличию программируемых чипсетов и доступу к ведущим технологиям аналитики (в сетях Cisco) Catalyst 9100 способны строить «умные» и защищенные беспроводные сети.

Юлия Андрианова особо отметила возможности новых устройств по предотвращению вторжения в сеть со стороны злоумышленников Источник: Cisco Systems

Данные с периферии стекаются в ядро сети (или ее сегмента), которое должно быть способным пропускать существенно выросшие потоки информации, а также обеспечивать легкое управление, масштабируемость и безопасность данных. Представленный Юлией Андриановой Catalyst 9600 с портами на 40 Гбит/с и 100 Гбит/с и пропускной способностью до 25,6 Тбит/с (до 6,4 Тбит/с на порт) удовлетворяет всем этим требованиям.

Третий компонент развития Wi-Fi 6 – экосистема. Cisco традиционно тесно сотрудничает с компаниями Apple, Intel и Samsung, чтобы гарантировать совместимость своих устройств с продукцией лидеров рынка. Кроме того, компания возглавила проект OpenRoaming, цель которого — обеспечить бесшовный и безопасный переход пользователя между сетями мобильной связи и сетями Wi-Fi (корпоративными и публичными). Для этого должна быть налажена совместная работа производителей устройств, провайдеров доступа и провайдеров удостоверений, таких как Boingo или Globalreach.

По оценке Андрея Кузьмича, первые устройства Wi-Fi 6 появятся в России в ближайшие два месяца. Какое-то время устройства трех последних стандартов будут сосуществовать (Cisco прекращать производство продуктов стандарта Wi-Fi 5 пока не собирается). Новинки, как обычно, будут дороже, однако по мере роста объема производства их цена снизится и, полагает представитель Cisco, они вполне могут стать и дешевле устройств предыдущих поколений.