802.11ax korzystne dla biznesu

Najnowszy standard Wi-Fi, czyli Wi-Fi 6, zapewnia większą przepustowość i szybkość komunikacji, a także kilka nowych funkcji i możliwości, jakich nie oferują poprzednie wersje. Czy warto zainwestować w infrastrukturę Wi-Fi 6?

802.11ax korzystne dla biznesu

Fot. Caio, Pexels

Wszyscy doceniają szybkie połączenia Wi-Fi; standard IEEE 802.11ax ma wiele ulepszeń, które zapewniają szybsze połączenie, większy zasięg i niezawodność pracy. Wersja 802.11ax poprawia funkcję Target Wake Time (TWT, tzw. docelowy czas budzenia), co znacznie zwiększa żywotność baterii w smartfonach i innych urządzeniach mobilnych. Można też liczyć na lepszy odbiór, co jest szczególnie korzystne w obszarach o pokrywającym się zasięgu – od lotnisk po wielorodzinne kompleksy mieszkalne.

Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE, Instytut Inżynierów Elektryków i Elektroników) już od dłuższego czasu opracowuje specyfikacje 802.11, które definiują sieci bezprzewodowe. Jak każda technologia, standard 802.11 ciągle ewoluuje i np. obecnie wiele routerów nadal obsługuje obecny standard 802.11ac, opublikowany w 2013 r. Ma on kilka istotnych właściwości – od maksymalnej prędkości 1,3 Gbps, przez pracę w paśmie 5 GHz, po możliwość podłączenia do czterech urządzeń jednocześnie za pomocą technologii MU-MIMO (multi-user, multi-input, multi-output – wielu użytkowników, wiele wejść, wiele wyjść). A co zapewnia następca 802.11ac?

Zobacz również:

  • Prywatne sieci 5G coraz popularniejsze. Bezpieczeństwo, kontrola i szybkość największymi zaletami
  • Niespodzianka! Metaverse może być świetną wiadomością dla firm korzystających z usług brzegowych

802.11ax i jego znaczenie dla biznesu

IEEE opublikowało standard 802.11ax w 2019 r. Można zapoznać się z dokumentami zarówno na stronie IEEE, jak i w raporcie National Instruments, który dotyczy 802.11ax.

Nowy standard, znany również pod nazwami Wi-Fi 6 lub High-Efficiency Wireless, przede wszystkim poprawia kilka elementów, które definiowały poprzednią wersją, a także zapewnia ulepszone działanie i wyższą wydajność w pasmach częstotliwości od 1 do 6 GHz. Dlaczego przedsiębiorstwa powinny zainteresować się Wi-Fi 802.11ax i czy w ogóle warto to zrobić? Aby odpowiedzieć na to pytanie, należy poznać i rozważyć wszystkie korzyści oferowane przez ten standard. Następnie będzie można zdecydować, czy jest to coś, co przyda się w organizacji.

Zacznijmy od najbardziej oczywistej zalety: szybkości pracy. Teoretyczna przepustowość sieci Wi-Fi w tym standardzie wynosi 14 Gbps przy założeniu, że pojedynczy strumień 802.11ax ma 3,5 Gbps. To świetny wynik, ale zawsze istnieją czynniki spowalniające, takie jak szerokość kanału w paśmie 5 GHz, z którego korzysta bezprzewodowy punkt dostępowy. Z drugiej strony, czy faktycznie potrzebna jest nam tak duża prędkość? Najnowsze Wi-Fi ma sprawić, że takie czynności, jak: przesyłanie strumieniowe wideo w jakości 4K (Ultra HD), pobieranie pełnych gier na konsolę czy zarządzanie inteligentnymi urządzeniami gospodarstwa domowego, będą odbywały się bez żadnych opóźnień. Jeśli mamy bardzo duże wymagania i potrzeby związane z szybkością sieci, 802.11ax jest świetną propozycją. Co więcej, podobnie jak inne standardy jest on kompatybilny wstecz z istniejącymi rozwiązaniami (np. 802.11n czy 802.11ac). Ale szybkość to nie wszystko, co zapewnia Wi-Fi 6. Jakie są kolejne zalety?

Doskonały zasięg i odbiór

Nowsze standardy Wi-Fi przeniesiono na pasmo 5 GHz, aby zmniejszyć rywalizację z urządzeniami gospodarstw domowych, które najczęściej działają w trybie 2,4 GHz. Wersja 802.11ax działa w praktyce na paśmie 5 GHz, ale IEEE zaprojektował ją specjalnie z myślą o wysokiej niezawodności pracy. Architektura została przygotowana w taki sposób, aby zapewnić stabilną, odporną na wszelkie zakłócenia wydajność – nawet w obszarach o dużym zagęszczeniu sieci Wi-Fi. Nie trzeba długo się zastanawiać nad tym, ile sieci bezprzewodowych WLAN konkuruje zarówno w paśmie 2,4, jak i 5 GHz w typowym biurowcu czy wieżowcu mieszkalnym – wszyscy wiemy, że sporo. Nowy standard Wi-Fi został opracowany z myślą o pracy w takich warunkach, zapewniając superszybkie prędkości i stabilne łącze.

Możliwości Wi-Fi 6 pod tym względem są bardzo szerokie. Można podłączyć do czterech razy więcej urządzeń niż w przypadku poprzednich standardów, przetwarzając przy tym więcej danych dla większej liczby użytkowników. Przeciętna przepustowość została zwiększona czterokrotnie w zatłoczonych środowiskach, gdy wszystkie urządzenia pracują w trybie online, a dodatkowo znacznie zredukowano opóźnienia (latency) – planowanie pakietów danych zostało zoptymalizowane i jest idealne do obsługi głosu, wideo czy gier online. Wi-Fi 6 doskonale sprawdza się również wtedy, gdy tworzymy sieć urządzeń i czujników w ramach internetu rzeczy i nią zarządzamy.

6 GHz to przyszłość

Już w 2020 roku organizacja FCC zgodziła się na udostępnienie częstotliwości 1200 MHz w paśmie 6 GHz do użytku nielicencjonowanego, rozwiązując problem braku przepustowości Wi-Fi, jaki mógł pojawić się w przyszłości. Z kolei Wi-Fi Alliance informowało, że ta zmiana jest „zabezpieczeniem innowacji Wi-Fi na nadchodzące dziesięciolecia”.

Otwarcie pasma 6 GHz na Wi-Fi dodaje 14 kanałów 80 MHz i 7 kanałów 160 MHz. Pasmo 6 GHz będzie idealne do potrzeb szybkiej komunikacji na krótkich dystansach w przyszłych urządzeniach Wi-Fi. Inne korzyści obejmują: szersze kanały, mniejsze zakłócenia, niskie opóźnienia, prędkości gigabitowe i wysoką pojemność do zarządzania większą liczbą urządzeń.

Dużą zaletą nowego standardu Wi-Fi jest zwiększony zasięg. Najnowszy standard wykorzystuje mechanizm transmisji danych OFDM, a czas transmisji wzrasta z 3,2 us do 12,8 us. Dłuższy czas transmisji może zmniejszyć współczynnik utraty pakietów, a ponadto 802.11ax może wykorzystywać tylko 2 MHz do transmisji wąskopasmowej, co zmniejsza zakłócenia w paśmie częstotliwości, poprawia czułość odbiornika i zwiększa zasięg pokrycia.

Lepsze zarządzanie przepustowością

Podstawowe problemy związane z Wi-Fi polegają na tym, że przepustowość jest dzielona między urządzenia końcowe, a punkty dostępowe mogą mieć nakładające się obszary zasięgu – zwłaszcza w przypadku gęstych wdrożeń. Poza tym użytkownicy mogą się przemieszczać między punktami dostępowymi.

Obecne rozwiązanie stosowane w sieciach oparte jest na technologii z czasów współużytkowania sieci Ethernet i nosi nazwę Carrier Sense Multiple Access z Collision Avoidance (CSMA/CA). Wymaga, aby punkty dostępowe przed transmisją nasłuchiwały całkowicie czystego sygnału (all-clear signal), a w przypadku zakłóceń, przeciążenia lub kolizji punkt przechodzi w procedurę wycofywania, czeka na wyczyszczenie, a dopiero potem transmituje. Problem pojawia się jednak wtedy, gdy jesteśmy na zatłoczonym stadionie czy hali, ruchliwym lotnisku albo w pociągu z setkami użytkowników końcowych, próbujących np. jednocześnie przesyłać strumieniowo wideo. System traci wtedy wydajność. Wi-Fi 802.11ax poza większą wydajnością i zasięgiem może dostarczać pojedynczy strumień z prędkością 3,5 Gbps, a dzięki nowej technologii multipleksowania (multiplexing technology), zapożyczonej ze świata telefonii komórkowej LTE, jest w stanie dawać cztery jednoczesne strumienie do jednego punktu końcowego, zapewniając łączną teoretyczną przepustowość na poziomie aż 14 Gbps.

Wi-Fi 6 czy 5G?

Czy sieci 5G są powiązane z Wi-Fi 6? Czy są do siebie podobne? Wi-Fi 6 obiecuje szybsze prędkości i mniejsze opóźnienia, natomiast niektóre technologie, takie jak MU-MIMO czy beamforming (formowanie wiązki), się pokrywają. Mimo wszystko przypadki użycia i zakres działania są inne.

Wi-Fi 6 przede wszystkim powinna działać w biurze, domu, centrum konferencyjnym czy w innych zatłoczonych miejscach publicznych. Tak przystało na technologię WLAN (Wireless Local Area Network), czyli bezprzewodową sieć lokalną. Z kolei 5G to technologia sieci rozległej, czyli WAN (Wide-Area Network), zaprojektowana z myślą o sieciach komórkowych, obliczeniach brzegowych (Edge Computing), aplikacjach IoT i innych połączeniach na duże odległości.

Warto też zauważyć, że występują różnice w samej definicji danej sieci. W przypadku Wi-Fi zmiany są addytywne – starsza technologia, która umożliwia działanie Wi-Fi 4 i Wi-Fi 5, nadal jest stosowana w routerach Wi-Fi 6. Nowsza technologia jest kompatybilna wstecz ze starszymi rozwiązaniami. W przypadku 5G nie ma o tym mowy – to nowa technologia, która nie obsługuje starszych rozwiązań. Do nadawania i odbierania sygnałów 5G potrzebny jest nowy sprzęt, starsze urządzenia nie połączą się z taką siecią nawet przy niższych prędkościach.

Jeśli zaś chodzi o Wi-Fi 6, z niektórych testów wynika, że jest nawet cztery razy szybsze niż 5G w określonych przypadkach użycia. Można więc powiedzieć, że Wi-Fi 6 raczej nie straci pierwszeństwa w pomieszczeniach, gdzie ciągle będzie preferowanym sposobem łączenia się z internetem.

802.11ax dodaje również sposób rozbicia kanału Wi-Fi nawet na kilka tysięcy ciasno rozmieszczonych subkanałów. Każdy z tych podkanałów może przenosić różne połączone pakiety danych dla różnych urządzeń, a zakłócenia lub szumy w jednym podkanale są odizolowane od reszty, zmniejszając potrzebę retransmisji. Technologia ta nazywa się Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) i jest kolejną zaletą Wi-Fi 6.

Tylko sprecyzowane zastosowania

Według organizacji Wi-Fi Alliance zastosowania Wi-Fi 6 są szerokie, ale tylko przedsiębiorstwa o sprecyzowanych potrzebach faktycznie skorzystają na przesiadce. Kiedy więc warto zdecydować się na nowszy standard sieci bezprzewodowej?

Pierwszym rekomendowanym zastosowaniem jest sprzęt IoT, który skorzysta z Wi-Fi 6 dzięki lepszej wydajności baterii, lepszej pracy na zewnątrz i zwiększonemu zasięgowi. Jeśli tworzymy lub rozwijamy dużą sieć internetu rzeczy, warto rozważyć Wi-Fi 802.11ax. Drugie zastosowanie to Wi-Fi w pomieszczeniach, w których znajduje się sporo osób i sieci – połączenie będzie szybsze i bardziej niezawodne dzięki zwiększonej przepustowości oraz doskonałemu zasięgowi. I kolejny przypadek użycia: w pojazdach oraz systemach A/V za sprawą zmniejszonych opóźnień dzięki OFDMA.

Wi-Fi Alliance uważa również, że na Wi-Fi 6 skorzystamy także wtedy, gdy wdrożymy odpowiednią infrastrukturę na stadionach i w innych dużych obiektach publicznych. Sieć 802.11ax osiąga wtedy dużą wydajność dzięki kontroli transmisji klienta OFDMA i możliwościom up/down MU-MIMO. Z kolei miejsca z wieloma punktami dostępowymi, należącymi do różnych sieci (np. centra handlowe i lotniska) będą miały mniej zakłóceń sygnału dzięki technologii beamformingu (formowanie wiązki). Jeśli więc wykorzystujemy sieć Wi-Fi w takich miejscach, warto pokusić się o modernizację do standardu 802.11ax.

Wi-FI 802.11ac vs 802.11ax

Standard 802.11ac działa tylko w zakresie 5 GHz, podczas gdy 802.11ax pracuje zarówno w 5, jak i 2,4 GHz. Dzięki temu jest więcej dostępnych kanałów. Na przykład wczesne chipsety obsługują łącznie 12 kanałów – osiem w zakresie 5 GHz i cztery w 2,4 GHz.

W standardzie 802.11ac MU-MIMO jest ponadto ograniczone tylko do transmisji w dół (downlink), natomiast 802.11ax tworzy połączenia MU-MIMO, więc przy MU-MIMO downlink punkt dostępowy może transmitować jednocześnie do wielu odbiorników, a przy MU-MIMO uplink (w górę) punkt końcowy może odbierać od wielu nadajników.

802.11ax obsługuje ponadto do ośmiu transmisji MU-MIMO naraz, w porównaniu do czterech w przypadku 802.11ac. OFDMA jest też nowością w 802.11ax, podobnie jak kilka innych technologii, takich jak: dostęp losowy oparty na wyzwalaczu (Trigger-based Random Access), dynamiczna fragmentacja (Dynamic Fragmentation) i ponowne wykorzystanie częstotliwości przestrzennych (Spatial Frequency Re-use) – wszystko to ma zapewniać poprawę wydajności.

Wraz z 802.11ax pojawia się technologia Target Wake Time, aby poprawiać wydajność budzenia i usypiania na smartfonach oraz innych urządzeniach mobilnych. Technologia ta ma znacznie przedłużać żywotność baterii.

W celu komercyjnej reprodukcji treści Computerworld należy zakupić licencję. Skontaktuj się z naszym partnerem, YGS Group, pod adresem [email protected]

TOP 200