wi-fi: вчера, сегодня и завтра. Камо грядеши?
TRANSCRIPT
Wi-Fi: вчера, сегодня и завтра Камо грядеши?
Богдан Вакулюк
(c) NICKOLAY LAMM
(c) NICKOLAY LAMM
(c) NICKOLAY LAMM
(c) NICKOLAY LAMM
(c) NICKOLAY LAMM
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ИСТОРИЯ: от .11 до 11ac ЧТО ВПЕРЕДИ.
Новые технологии и возможности
За пределами 2.4/5 ГГцo 11ad/11af/11ah/11ai/11ako HEW
Благодарности: Broadcom Xirrus Aruba Networks
ЭВОЛЮЦИЯ 802.11 PHY
5 поколений 802.11
1-ое
2-ое
3-ое
4-ое
5-ое
802.11 2 Мбит/сDSSS
802.11b 11 Мбит/сDSSS
802.11a/g 54 Мбит/сOFDM
802.11n 600 Мбит/сMIMO
802.11ac Гигабитные скорости
IEEE и Wi-Fi альянс
Wi-Fi Альянс образован в 1999 году группой компаний, которые были заинтересованы в скорейшем продвижении беспроводных продуктов на коммерческий рынок3Com, Aironet, Harris Semiconductor, Alcatel-Lucent, Motorola, Nokia, Apple inc., Comcast, Samsung, Sony, LG, Intel, Dell, Broadcom, Cisco, Qualcomm, Motorola, Microsoft, Texas Instruments и T-Mobile.
Сейчас – более 550 компаний
IEEE и Wi-Fi альянс
Программа Wi-Fi CERTIFIED MAC/PHY совместимость 802.11a,
802.11b, 802.11g, или 802.11n.
Поддержка WPA2
Поддержка WMM Quality of Service
Поддержка WMM Power Save
Поддержка Wi-Fi Protected Setup
Программа Wi-FI Direct
ЭВОЛЮЦИЯ 802.11 PHY
PHY и MAC
802.11: 2.4 ГГц, 1.2 Мбит/c, инфракрасная передача 802.11b: 2.4 ГГц, 20 МГц, DSSS, до 11 Мбит/c 802.11a/g:
2.4 и 5 ГГц, 20 МГц, OFDM, до 54 Мбит/c 802.11n:
2.4 и 5 ГГц, 20/40 МГц, OFDM, MIMO (до 4 потоков), кодирование LDPC
ЭВОЛЮЦИЯ 802.11 PHY
802.11ac (красным – новое по отношению к 802.11n)
5 ГГц OFDM, MIMO (до 8 потоков) 20/40/80/160/80+80 МГц 2/4/16/64/256 QAM LDPC MU-MIMO Explicit channel feedback + Beamforming Некоторые возможности - опциональные
LDPC, 160 MHz, 256 QAM, Beamforming, MU-MIMO
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
ЧАСТОТНЫЙ ДИАПАЗОН
2.4 ГГц 11 каналов
со смещением 5 МГц 3 непересекающихся
канала 20 МГц 5 ГГц
23 канала шириной 20 МГц
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
МОДУЛЯЦИЯ И КОДИРОВАНИЕ
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
МОДУЛЯЦИЯ И КОДИРОВАНИЕ :: ССК и ODFM
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
МОДУЛЯЦИЯ И КОДИРОВАНИЕ
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
МОДУЛЯЦИЯ И КОДИРОВАНИЕ :: QAM
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
МОДУЛЯЦИЯ И КОДИРОВАНИЕИндексы MCS, 77 индексов, mcsindex.com
СТАНДАРТЫ 802.11 a/b/g
802.11: 1997 год, 2.4 ГГц, скорость до 2 Мбит/c 802.11a: 1999 год, 5 ГГц, скорость до 54 Мбит/c 802.11b: 1999 год, 2.4 ГГц, скорость до 11 Мбит/c 802.11g: 2003 год, 2.4 ГГц, скорость до 54 Мбит/c
СТАНДАРТ 802.11n (2009 год)
РЯД УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЙ НА PHY И MAC-УРОВНЯХ
Каналы удвоенной ширины: 40 МГц Возможность использовать как диапазон 2.4 ГГц,
так и 5 ГГц MIMO, Multiple Input Multiple Output:
передача разных потоков через разные антенны Пространственное разделение
(Spatial Multiplexing, до 4x потоков)
СТАНДАРТ 802.11n
РЯД УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЙ НА PHY И MAC-УРОВНЯХ
Агрегация фреймов (проблема – длинная преамбула)
Блочный фрейм ACK Короткий разделительный интервал
(Short Guard Interval)
СТАНДАРТ 802.11n
КАНАЛЫ УДВОЕННОЙ ШИРИНЫ: 40 МГЦ
СТАНДАРТ 802.11n
MIMO
СТАНДАРТ 802.11n
MIMO• Конфигурации:
количество передающих антенн Х количество приемных антенн : количество радиотрактовПример: 2 Х 3 : 2
СТАНДАРТ 802.11n
СТАНДАРТ 802.11n
Изменениена MAC-уровне
Агрегация фреймов
Блочный фрейм ACK
(Short Guard Interval)
СТАНДАРТ 802.11n
Возможные скоростипередачиданных
СТАНДАРТ 802.11n
Возможные скоростипередачиданных
СТАНДАРТ 802.11ac (2013 год)
5 ГГц, скорость - 7 Гбит/c MIMO: 8 пространственных потоков MU-MIMO Объединение каналов: 80, 160, 80+80 МГц 256 QAM Explicit channel feedback + Beamforming
СТАНДАРТ 802.11ac
Возможные скорости передачи данных
СТАНДАРТ 802.11ac
MU-MIMO
IEEE 802.11AD: Wi-Fi на 60 ГГц
Увеличенная полоса – 6-7 ГГц Большое количество каналов
в диапазоне 60 ГГц Большая скорость передачи данных Небольшое расстояние 2 PHY режима:
С одной несущей (16-QAM, 4.6 Гбит/c) Модуляция OFDM (64-QAM, 7 Гбит/c)
Использования beamforming – обязательное условие стандарта
IEEE 802.11AD: Wi-Fi на 60 ГГц
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ Синхронизация и обмен данными
между мобильными устройствами и публичными информационными точками;
Беспроводные док-станции и синхронизация с домашней IT-системой;
Обмен видео между мобильными устройствамии дисплеями, стационарными продуктами;
IEEE 802.11AF: вместо ТВ
В стандарте предлагается использовать не занятые под ТВ частоты в диапазоне УКВ (TV Whitespaces, TVWS)
PHY уровень: соответствует 40 MHz 802.11ac, все частоты разделены на 5.625 (частота 7.11MHz), для соответствия каналам 8 МГц
Первоначально предполагалось использовать технологию автоматического определения свободных частот, но сейчас в качестве основного метода применяется онлайновая база свободных частот
Радиус действия – приблизительно в 2.5 раза больше, чем на частоте 2.4 ГГц
IEEE 802.11AH: ниже 1 ГГц
Применение: сети мобильных сенсоров, умные «сетки», беспроводные сети с увеличенным расстоянием действия
Предполагается использовать субгигагерцовый нелицензируемый диапазон, кроме частот, выделенных под ТВ (для Европы - 863-868.6 МГц)
PHY уровень: соответствует 40 MHz 802.11ac, все частоты разделены на 10 – ширина полос каналов соответствует 2/4/8/16 МГц
Множество изменений на MAC-уровне – для поддержки большого числа устройств, подсоединенных к одной точке и развитых режимов энергосбережения
801.11AK: распределенные мосты
Предпосылки: большое количество, как существующих, так и будущих продуктов включают в себя как быстрый беспроводной интерфейс, так и Ethernet-порт Домашние мультимедийные системы Индустриальное оборудование
Такие устройства могут выступать в качестве «мостов» между двумя сетями.
Цель разработчиков стандарта 801.11ak – посредством механизма Virtual LAN и стандарта IEEE 802.1Q создать быстрый универсальный механизм транспорта, для передачи аудио- видеопотоков через разные среды.
HEW: WLAN высокой эффективности
Исследовательская группа HEW (HIGH EFFICIENCY WLAN) сформирована для того, чтобы усовершенствовать работу Wi-Fi в традиционных диапазонах – 2.4 и 5 ГГц – и сформировать требования к новому стандарту, который придет на смену 802.11ac.
Задачи группы отличаются от традиционного направления разработки – увеличения пиковой пропускной способности на подключенного клиента Повышения эффективности использования спектра
и пропускной способности на единицу площади Повышение производительности в условиях реальных
инсталляция: помехи, интерференции, большая нагрузка на точки
HEW: WLAN высокой эффективности
Основные причины, которые вызвали формирование HEW Скачкообразный рост числа мобильных устройств
Большое скопление устройств в публичных местах: аэропорты, торговые центры, стадионы, парки
Увеличение числа устройств, потребляющих беспроводной трафик в традиционных условиях – дом, офис
Перегрузка традиционных диапазонов (2.4 ГГц, а вскоре – и 5 ГГц)
Все больше Wi-Fi используется вне помещений
HEW: WLAN высокой эффективности
Основные причины, которые вызвали формирование HEW Эволюция сетевых приложение
Видео Рост Uplink-трафика (соцсети и облачные приложения) Peer-to-Peer приложения
Wi-Fi альянс: ближайшие инициативы
СПАСИБО!