Wifi 6 – kellele ja miks ?

Käes on jälle periood, kus saame rääkida uue WiFi standardi (IEEE 802.11ax) peatsest jõudmisest peavoolu seadmeteni. Kõik suuremad tugijaamade ja Wifi lahenduste tootjad on enda seadmed turule toonud ning ka klientseadmete pool on esimesed nutitelefonid ja arvutid toe saanud. 

Uue standardi, mida nüüd lihtsustatult kutsutakse ka WiFi 6ks, loomise juures keskenduti rohkem reaalelulistele kasutusjuhtututele ning vähem teoreetilistele maksimumidele. Enam ei prioritiseeritud kanalite laiendamisest ja spatial streamide lisandumisest tulenevat individuaalset kiirusevõitu vaid pigem viise, kuidas me kanaleid ja striime saaksime efektiivsemalt kasutada. Lihtsustatult võib sõnastada, et oluliseks ei peetud kui kiiresti jõuab üks inimene liiklusele suletud ja päikesepaistelisel teel Tallinnast Tartusse, vaid kuidas ja mis ajaga läbivad sama tee igapäevaselt kümned, sajad ja tuhanded inimesed.

Antud postituse raames anname lihtsustatud ülevaate, mis uue standardiga lisandus, mis kitsaskohti uued omadused adresseerivad ning vaatame ka üle Cisco WiFi6 seadmed.

WiFi6 uued omadused

Ühe mööndusega(802.11ac downlink) võime öelda, et WiFi on senimaani töötanud kordamööda jagamise põhimõtetel, ehk siis enne kui naaber seade pole eetrit vabastanud, tuleb kõigil teistel oodata kannatlikult enda järge. Sissejuhatuses kasutatud näidet kasutades, saab korraga Tallinn-Tartu maanteel olla üks sõiduk ja inimene ning kogu senise WiFi evolutsiooni käigus oleme lihtsalt seda teed ja/või sõidukit kiiremaks teinud. Kui üksinda teed kasutades, näiteks eramajas olev kodukasutaja, on antud meetod ka hästi toiminud, siis kontorites või korterelamutes, kus teelisi rohkem on tihti probleem üldse teele saamisega. Kuidas siis WiFi6 neid probleeme adresseerib ning mida lisaks pakub?  

OFDMA ja MU-MIMO DL/UL

  • Mitme kasutajaga lahendustest tulenevalt, pean ise uue standardi olulistemaks uudisteks OFDMA ja MU-MIMO DL/UL kasutuselevõttu ja täiendusi. Antud tehnoloogiad võimaldavad edaspidi optimeeritud kujul üle WiFi võrgu suhelda mitmel kasutajaseadmel korraga ja seda nii download kui upload suunal. Kasutusele on võetud resource unitid(RU), mille abil saab kliendid eraldada sama spatial streami sees, võimaldades sellega samaaegse striimi kasutust. Ühe kliendi tarbeks saab eraldada erineva suurusega RU, mis tähendab et suuremate pakettide saatmisel võib sarnaselt tänasele kogu striim kuuluda ühele kliendile, aga väiksemate saadetiste puhul ei jääta enam konteinerisse tühja ruumi, vaid täidetakse need teiste klientide RU-dega. Ehk siis jätkates eelnevat analoogiat, Tartu suunale ühele sõidureale saame ikka ühe sõiduki panna, aga nüüd ühe inimese asemel saab seal sees olla kuni 74 inimest, samuti lisati mõlemasse suuda juurde sõiduridu, et paralleelselt saaks teel olla rohkem autosid. 

Joonisel 1 näidatud visuaalsel kujul kanali ja spatial stream kasutus, värv tähistab individuaalselt klient seadet. Vasakul pool olev 802.11ac MU-MIMO spatial multipleksimine downlink suunal, uplink suund polnud eelnevalt võimalik.

Joonis 1.
Viide: https://www.cisco.com/c/dam/en/us/products/collateral/wireless/white-paper-c11-740788.pdf

·      BSS Coloring

Järgmiseks oluliseks täienduseks võib pidada BSS värvimist (BSS coloring). Töötava WiFi võrgu planeerimise üks fundamentaalne osa on üle kattuvate kanalite vältimine, sest ühel kanalil saab samaaegselt rääkida üks tugijaam ja klassikaliselt ka klientseade. Kui kanalil on liiklus peal, siis tuleb oodata, millal see vabaneb. Samas reaalelus pole seda alati võimalik tagada, isegi kui tugijaamade  saatmisvõimsusi vähendades tekitada enda seadmetest mitte kattuv raadioplaan, siis alati võivad klient seadmed tugevalt „karjudes“ seda plaani rikkuda. BSS coloring annab juurde ühe täiendava võimaluse, kuidas sama kanali raames saame otsustada, kas kanal on piisavalt vaba kasutuseks või mitte, ehk kui „karjuv“ klientseade asub naaber tugijaama küljes ja on nö teist värvi, siis tugijaam ja meie klientseade saab teda ignoreerida ja jätkata edastamist. Lisaks saab sama tehnoloogiat kasutades WiFi6 toega klientseadet mõjutada saatmisvõimsust korrigeerima, rahustades sellega kogu eetrit. 

Sarnaselt OFDMA ja MU-MIMO DL/UL uuendusega on antud funktsiooni eesmärk optimeerida raadioressursi kasutust. Püüdes antud funktsionaalsust eelnevasse analoogiasse panna, siis püüame teele lisada teist sõidukit, tehes seda aktsepteeritava avarii riskiga leppides. 

·      2.4Ghz on tagasi! 

Kui 802.11ac oli ainult 5Ghz põhine, siis WiFi6 on tagasitoodud 2.4Ghz. See on hea uudis nendele klientidele, kellel on tähtis 2.4Ghz sageduse parem leviala. Näiteks laolahendused, kus on vähe kasutajaid, aga need kasutajad jaotuvad suurele territooriumile. 

·      Target Wait Time(TWT)

TWT võimaldab klientseadmetel ja tugijaamadel kokku leppida, kui tihti nad „ärkavad“ ning andmeid vahetavad. Sellele funktsionaalsel on kaks efekti, energia säästmine klientseadmetel ning jällegi raadioressursi optimeerimine. Senistes standardites toimus ärkamine kasutades TIM beaconeid, mis perioodiliselt andsid klientseadmele teada, kas neile on andmeid mida saada. TWT kasutades eemaldutakse kindlast perioodilisusest ning antakse võimalus tugijaamadel ja klientseadmetel kokku leppida, millal „ärgatakse“ ja infot vahetatakse. Sellega saavutatakse suurim võit IoT seadmetele. Täiendavalt suudavad WiFi seadmed ajatada erinevate klientseademete ärkamisi, tagades sellega parema eetrikasutusel.

·      Muu oluline

  • Lisandus QAM1024 modulatsioon ja 35% kiirusekasvu. Nagu ikka kõrgete modulatsioonide eeldus on hea müra ja signaali suhe(SNR), antud juhul QAM1024 eeldab umbes 6dB paremat SNR kui QAM256.
  • OFDMA ja resource unitid(RU) kasutusel võtt võimaldab ka kasuliku leviala kasvu. Miinimum laiusega(2MHz) RU kasutades tolereerib pakett 8dB suuremat müra. Oluline lahendustes, kus andmemahud on väikesed aga distantsid suured.

WiFi6 ja Cisco

Cisco tootevalikus on november 2019 seisuga kuus WiFi6 tugijaama, 9100 seerias 9115,9117,9120, 9130 ja Meraki valikus MR45 ja MR55. 

9100 seeria tugijaamad on toetatud alates IOS XE Gibraltar 16.11.1b ja AirOS 8.9.100.0. Kui ettevõttes on kasutusel vanemaid tugijaamu, siis tuleb jälgida, kas uus versioon võimaldab nende kasutamist, näiteks AirOS 8.9 ei toeta enam 1600/2600/3600 tugijaamu. 

Meraki MR WiFI6 tugijaamu saab lisada Meraki Dashboardi sarnaselt eelneva generatsiooni tugijaamade, erisused puuduvad.

Uudisena Cisco poolelt võib veel lisada 9800 seeria kontrollerid, mis töötavad IOS koodil ning mida tänase seisuga saab nimetada üheks Cisco WiFi tuleviku suunaks. Demo tarkvara saamiseks pöörduge SMNi poole.

 

Kas uuendada kohe?

Meie subjektiivsel hinnangul on WiFI6 puhul tegu suurima põhimõttelise arenguga peale 802.11n ja MIMO. Samas kohest „nüüd ja homme“ uuendamise soovitust ei saa jagada, sest seni kuni klientseadmete WiFI6 tugi puudulik (telefonidest tippmudelitel ning arvutites ka väga valitud seadmetel) on kvaliteedi võit puudulik. Seega jälgige enda WiFi seadmete tavapärast uuendus tsüklit, aga kui uuendus planeeritud selle aasta lõppu või järgmisesse aastasse, siis tuleviku (järgmise 1-2aasta) huvides võtke WiFI6 seadmed kindlasti valikusse.