Obecny skok wydajności rozwiązań bezprzewodowych 11n - szybkość transmisji danych do 300 Mb/s i 100-150 Mb/s realnej przepustowości - stanie się zapewne w tym roku przekonującym argumentem za wdrażaniem tego typu rozwiązań w firmach. Można również oczekiwać, że pojawią się nowe i tanie układy 11n, znacznie zwiększające poziom szybkości łączy, a także mechanizmy poprawiające jakość sygnału, wydajność połączenia, optymalizujące przepustowość, przedłużające działanie urządzeń WLAN na zasilaniu bateryjnym, czy wreszcie zwiększające bezpieczeństwo sieci bezprzewodowych.

Walka o dominację

Dla producentów rozpoczęła się gra o dominację na rynku rozwiązań 802.11n. Rozwiązania te są bezproblemowo wdrażane w zastosowaniach domowych, a ich sprzedaż rośnie z dnia na dzień. Najnowsze oferty czołowych producentów sprzętu, jednoznacznie wskazują na duży potencjał rozwiązań 11n dla przedsiębiorstw. Szczególnym zainteresowaniem cieszą się systemy do zarządzania infrastrukturą, implementujące reguły polityki kontroli ruchu oraz mechanizmy bezpieczeństwa.

Zobacz również:

• Arm standaryzuje chiplety

Standard 802.11n zapewnia znaczne zwiększenie przepustowości, zasięgu i wydajności w szerokim zakresie możliwych konfiguracji, co wpływa na zróżnicowaną cenę urządzeń. Wdrożenie może być proste - jedno radio i antena po stronie nadawczej oraz taki sam zestaw po stronie odbiorczej. W takiej konfiguracji uzyskamy przepustowość ok. 150 Mb/s. Można to wykonać także bardziej kompleksowo. Najczęściej wdrażane są konfiguracje 2x2 (dwa radia i dwie anteny po stronie nadawczej oraz odbiorczej), potrafiące dostarczyć łącza o przepustowości do 300 Mb/s. Możliwe są również kombinacje 2x3, 3x3, a nawet 4x4, pozwalające osiągnąć realne szybkości transmisji na poziomie 450 Mb/s lub nawet 600 Mb/s (oczywiście podano wartości szczytowe). Na początku 2009 r. firma Quantenna Communications zademonstrowała układ 4x4, który rozsyłał kilka strumieni sygnałów wideo wysokiej rozdzielczości przez sieć Wi-Fi.

Z pewnością poprawnie zaimplementowane układy 4x4 w punktach dostępowych będą potrafiły tworzyć wydajny szkielet bezprzewodowy, którego zastosowanie może ułatwić technologia MESH. Wykorzystanie jej oraz wysoko wydajnych węzłów poprzez standard 802.11s (prawdopodobnie zostanie zatwierdzony we wrześniu br.) stworzy redundantną, szybką i bezpieczną sieć transportową. Więcej opcjonalnych funkcji 11n powinno pojawić się w nowych układach radiowych, które bezpośrednio będą wpływały na wydajność i dostępność sieci. Wśród nich znajdziemy: poprawioną korekcję błędów, zaawansowane formowanie wysyłanej wiązki oraz udoskonalony mechanizm STBC (space-time block codes).

Co po 802.11n?

Trwają prace nad kilkoma nowymi technologiami radiowymi, ale wydaje się, że na razie nic nie jest w stanie zastąpić standardu 802.11n. Z pewnością upowszechnianie się urządzeń 11n spowoduje stopniowe znikanie z rynku sprzętu zgodnego ze standardem 802.11a/b/g. Zapewniona zostanie jedynie wsteczna kompatybilność dla klientów pracujących w standardach 802.11a/b/g.

Grupa IEEE 802.11 obecnie pracuje nad kilkoma istotnymi innowacjami dotyczącymi standardu IEEE 802.11, w tym nad zwiększeniem przepustowości tego typu łączy. Podczas gdy 802.11n oferuje szybkość potencjalnie znacznie wyższą niż 100 Mb/s, to trudno zbliżyć się jej do parametrów oferowanych przez kablowy GigabitEthernet. Dlatego powołano dwie nowe grupy robocze, których zadaniem jest stworzenie specyfikacji bezprzewodowych łączy o przepustowości 1 Gb/s.

Projekt specyfikacji 802.11ac wykorzystuje pasmo poniżej 6 GHz, natomiast 802.11ad (WiGig) będzie działać w pasmie ok. 60 GHz. Zakładane przepustowości dla obu specyfikacji są w rzeczywistości realne do osiągnięcia. Należy jednak liczyć się z właściwościami propagacji oraz zasięgiem milimetrowych fal.

Grupy robocze 802.11 pracują także nad specyfikacjami dla sieci kratowych (802.11s), zarządzaniem sieciami bezprzewodowymi (802.11v), ochroną ramek zarządzających (802.11w) oraz strumieniami wideo (802.11aa). Możliwości rozwoju standardu 802.11 na tym etapie jawią się jako nieograniczone - staje się on nie tylko głównym graczem na rynku rozwiązań Wi-Fi. Nowa technologia może także wkroczyć w ramy sieci personalnych oraz komórkowych. W tym przypadku należy skupić się na współpracy różnego typu infrastruktury.

Możliwość łączenia różnych bezprzewodowych środowisk zewnętrznych będzie uwzględniana w standardzie 802.11u. W przyszłości sieci Wi-Fi będą rozgłaszały ofertę własnych usług oraz warunki, na których będzie możliwe zrealizowanie połączenia. Na podstawie tożsamości związanej z dostawcą usług sieciowych będziemy mogli uzyskać dostęp do wszystkich lub części usług innej sieci (WiMAX, sieć komórkowa itp.). Ostateczne zatwierdzenie 802.11u jest przewidziane na czerwiec 2010 r.

Inteligentny klient Wi-Fi

Obecnie to punkty dostępowe zarządzają siecią Wi-Fi - udział w tym urządzeń klienckich jest żaden lub stosunkowo niewielki. Jeżeli wprowadzilibyśmy pewien stopień inteligencji do tego procesu, punkt dostępowy oraz klient bezprzewodowy mogliby współpracować znacznie efektywniej. Od niedawna proste urządzenia klienckie sieci bezprzewodowej stają się ważnym elementem współpracującej infrastruktury bezprzewodowej.

Wyobraźmy sobie kartę komputera przenośnego lub bezprzewodowy telefon VoIP, który będzie mógł ograniczyć zużycie energii w momencie, gdy układ radiowy nie będzie wysyłał ani odbierał danych. Inny przypadek: punkt dostępowy w środowisku współdzielonym może skierować sesję głosową do optymalnego dla danego połączenia lub mniej obciążonego punktu dostępowego. Warunkiem takiego współdziałania jest uzyskanie przez punkt dostępowy cennych informacji od inteligentnych urządzeń końcowych.

Standard 802.11v, który ma zostać zatwierdzony w czerwcu br., uwzględnia wiele elementów zaawansowanego zarządzania Wi-Fi. Na pewno będzie definiował statystyki pracy urządzeń, zarządzanie energią oraz wsparcie danych lokalizacyjnych. Mechanizm będzie działał zarówno po stronie klienta, jak i punktu dostępowego.

Niedawno przedstawiony projekt WFD (Wi-Fi Direct), promowany przez Wi-Fi Alliance, będzie pozwalał karcie Wi-Fi w komputerze przenośnym pominąć punkt dostępowy oraz połączyć się bezpośrednio z drukarkami bezprzewodowymi, kamerami, projektorami, sensorami czy ekranami plazmowymi. Zgodnie z przemysłową specyfikacją, WFD będzie implementowany w oprogramowaniu, więc nie będą potrzebne żadne zmiany w sprzęcie. IEEE promuje podobną specyfikację - punkty dostępowe Wi-Fi będą mogły realizować połączenia punkt-punkt poprzez standard 802.11z (kompletna specyfikacja ma pojawić się w lipcu br.). Standard zaoferuje rozszerzone możliwości bezpośredniego zestawiania połączeń. W takim rozwiązaniu, urządzenie klienckie zapyta punkt dostępowy o zgodę na bezpośrednie połączenie z innym urządzeniem klienckim. Jeżeli punkt dostępowy wyrazi zgodę, komunikacja będzie odbywała się bez jego uczestnictwa w tym procesie. Klient będzie nadal powiązany z punktem dostępowym, a cały proces będzie stanowił w pełni bezpieczną i zarządzaną usługę.

Skuteczne zarządzanie środowiskiem RF

Administrowanie środowiskiem RF wymaga analizy wielu informacji z całego środowiska bezprzewodowego. Dotychczasowe podejście ograniczało się do analizy danych dostarczanych przez punkty dostępowe oraz sensory. Punkty dostępowe i urządzenia klienckie na ogół nie wiedzą zbyt wiele o sąsiadujących urządzeniach. Ta jednostronna komunikacja znacznie utrudnia optymalizację i zarządzanie RF. Zdobycie pełnej informacji umożliwiałoby perfekcyjne zrozumienie środowiska radiowego.

Aby rozwiązać wymienione wyżej problemy, opublikowano specyfikację zarządzania zasobami radiowymi IEEE 802.11k. Producenci Wi-Fi wbudowują jednak własne funkcje, tworzone do rozwiązywania tych problemów. Wszystkie obejmują rozszerzoną kontrolę i inteligencję klienta Wi-Fi oraz koordynują jego wymagania, zachowania i aktywność z infrastrukturą punktów dostępowych Wi-Fi.

Przykładowo, mobilne telefony Wi-Fi przemieszczają się z jednego punktu dostępowego, wyzwalając w tym samym czasie proces poszukiwania nowego punktu dostępowego. Telefon może zapytać punkt dostępowy, gdzie i kim są jego sąsiedzi oraz z którym otrzyma najlepsze połączenie. W ten sposób sieć może współpracować znacznie lepiej. W tym samym czasie punkt dostępowy Wi-Fi będzie widział środowisko RF klienta. Jeżeli zidentyfikuje słaby sygnał lub niewielki zasięg, podejmie kroki mające zoptymalizować połączenie. Wi-Fi Alliance przygotował certyfikację Voice Enterprise, wykorzystującą pewne funkcje 802.11k. Celem jest optymalizacja jakości transmisji głosu na dużą skalę w korporacyjnych środowiskach Wi-Fi. Mechanizm umożliwia sieciom bezprzewodowym negocjację i zarządzanie sesjami strumieni danych.

Zarządzanie sieciami Wi-Fi to także zarządzanie energią. Wszelkie innowacje w zakresie konsumpcji oraz w zarządzaniu energią dotyczą nie tylko zwiększenia czasu żywotności baterii, ale także wbudowywania Wi-Fi do nowych urządzeń. Coraz powszechniejsze jest stosowanie Wi-Fi jako bezprzewodowych sensorów w urządzeniach monitorowania medycznego, systemach kontroli budynków, śledzeniu znaczników bezprzewodowych w czasie rzeczywistym oraz elektronice domowej. Efektem takich wdrożeń jest zwiększanie zdolności do stałego monitorowania i zbierania danych, które mogą być personalizowane na podstawie użytkownika lub lokalizacji.