私たちをカバーした第二波。 待っていた標準

波について書く前に、波を生成したソースについて話しましょう。 この文脈では、これは無線LAN 802.11acの標準であり、これは以前の標準802.11nの進化的反復であり、部分的に互換性があります。 部分的には、後で学習するように、5 GHzの周波数範囲でのみ機能するためです。 802.11nは、ご存知のように、純粋なライセンスの5GHz帯域と2.4GHz帯域の両方の帯域で機能し、死にかけているキャンピングカー、周波数干渉の温床、リサイズの制限要因（単一の場所または無線ドメイン内での周波数チャネルの再利用）ではありませんでした。 初版の形での標準の開発は2011年に始まり、その後、WIFIアライアンスの先駆者は、新しいワイヤレス標準の最初のチップセットの生産を開始し、進歩ではなく強化を目指しました。 誕生と結成の苦難を経て、新しい基準がついに2014年に結成されました（この楽しいイベントに関するニュースはこちらで読むことができます ）。



新しい標準のアイデアは、802.11n標準の開発時に人々が傷つけ始めたのと同じマニラリズムに基づいていました-ネイティブキャンパスの芝生の上に横たわっているiPadを手に白い服を着た高貴な人々が世界を支配しているワイヤレスオフィスのアイデア。 しかし、問題の広大な塊の高貴さ、またはアイデア自体がより高い力によって好まれなかったため、私はほんのわずかだけでそのような有機性とアイデンティティを達成することができました。 オフィスのITの世界は、銅と石英の鉱山とその手先である悪魔RJ-45によって支配されています。 多くの創造的な個人は意見が合わず、WIFIはオフィスのいたるところに配備されていると言います。 そして、彼らはいくつかの点で正しいでしょう。 しかし、これは、ワイヤレスオフィスの概念そのものには対応していません。クリーンで雲のないオフィスです。 引数を確認するのは簡単です。会社のWIFIを使用していても、勤務時間中にオフィスのラップトップまたはpisyukが銅線で作業している場合、アイデアは完全には実現されなかったと安全に言えます。



シリコンバレーの高い谷間だけで、Apple派のBrahminsは皆のthe望に対するそのような啓発を達成しました。 まあ、または私たちは達成したと思います。 どの宗派でも、主なことは知ることではなく、信じることです！

説明、違い

それはすべて順調に始まりました。 802.11ac規格を開発するためのアプリケーションの目標の1つは、有線イーサネットの速度を1Gb / sで超えることでした。 次のシスコシステムズの図は、最初のリリースから現在までのワイヤレスネットワーキング標準の進化を示しています。 PPは空間ストリームであり、数値は標準のプロトコル速度（またはスループット）の値であることに注意してください。





図1



ここでは、帯域幅には最大値があり、標準のフレームワーク内で理論的に達成可能であることがよく示されていますが、実際には、無線機器のメーカーが提供する値に変換されます。 これは、望ましいものと現実のものとの不一致に関する最初の鐘です。 ただし、802.11ac規格の最初の波は、1Gb / sのマイルストーンを超えたと述べています。 左上隅のプレートに注意してください。ここには、ワイヤレス接続を備えたモバイルデバイスと、ワイヤレスモジュールの特性（1PP、2PPなど）が記載されています。 つまり、一般的なモバイルデバイスのワイヤレスモジュールが使用できる空間ストリームの数に応じて、対応する標準が提供する帯域幅の値を受け取ります。 図からわかるように、ワイヤレスモジュールが4PPを形成するデバイスは、1300 Mb / sの帯域幅を持つことができます。 これは、モバイルデバイスのさまざまなクラスの標準内の2番目の速度制限です。 後で見るように、2番目の、しかし最後ではない。 11ac wave2規格の最大理論速度-8ppでの6900 Mb / sは、実際の実装よりも潜在性について語り、規格のマーケティングサポートに役立ちます。 近い将来、ワイヤレスクライアントが8 PPをサポートできるようになる可能性は低いですが、これは標準で定義されています。



現在ご存知のように、11ac規格は、リリースと製品の2つの波で、2011年（リリース、ドラフト）から2013-15までの2つの波と、2015年から現在までの2番目の波2の2段階で世界中を回りました。 なぜそう すべてが非常に簡単です。 802.11ac規格の仕様は多くの技術革新を主張しており、メーカーはそれらすべてを金属で実現するまで待たずに製品を市場に投入しています。 市場法は取り消されていません。 現在、私たちは、wave1およびwave2の実装で動作するワイヤレスデバイスが市場に出回っている状況に住んでいます。 3回目以降の波があるかどうかは未解決の問題です。 ほとんどないでしょう。 ところで、標準の802.11ac wave1のデバイスは、2番目のwaveの機能と追加を理解していないことに注意してください。



続けます。 標準がこのような速度に達する理由から、標準の802.11nとの違いは何ですか？また、標準の第2版は第1版とどのように異なりますか？ 下の図2は、パラメータのより良い比較のための表です（これもCiscoのWebサイトから）。





図2



そのため、11ac規格と以前の規格との主な違いは、2.4 GHzの周波数範囲とは別の強度を見つけ、5 GHzの範囲で快適に安定することです。 「5」の利点は長い間誰にでもよく知られています-低ノイズ、使用する非重複チャンネルの数が多い、オープンな環境と障害物の両方を通過する際の高速減衰。 奇妙なことに、これは、大規模なカバレッジエリアの基準によって作成されたネットワークとは対照的に、大容量の高密度ネットワークを構築するためにより多くの利点があります。



さらに、11nとは対照的に、80 MHzの幅のチャネルは、wave2エディションのwave1および160 MHzに登場しました（図2を参照）。 単位時間あたりの伝送密度が増加しました-直交振幅変調指数はQAM 256に増加しました。



新しいチップを使用することにより、情報転送の各サイクルでのエネルギーのより経済的な使用と情報単位のより高速な転送により、ワイヤレスデバイスの持続時間を延ばすことができました。



空間ストリームの数が増加しました-標準では最大8PP、wave2で実装されている現在のストリームは4PPです（誰かが忘れた場合、wave1では3PP）。



また、wave2デバイスのみに固有の主な機能はMU-MIMO（マルチユーザー-マルチ入力マルチ出力）です。 実際、これは、複数のワイヤレスクライアントを同時に使用するアクセスポイントの同時操作です。 以前の標準とは異なり、一度に1つのデバイスのみでデータが交換された場合、この標準では、空間ストリーム数が8PP（合計ですべてのクライアント）で、4つのデバイスを同時に操作できます。 ただし、現時点では、1つのクライアントが4つを超える空間ストリームを受け入れることはできません。 また、ポイントは同時に4つのデバイスにのみデータを送信できますが、それらからデータを受信することはできません。 アップリンクは通常どおり機能します。1つのデバイスがアクセスポイントに一度にデータを送信します。 もちろん、このようなマルチユーザーの作業では、ポイントだけでなくクライアントも802.11ac wave2のリリースをサポートする必要があります。 wave1クライアントは、wave2リリースポイントではマルチユーザーモードで動作できません。 また、別の注意：ポイントは、送受信アンテナを超えるストリームを送信できません。 つまり、4つのアンテナがある場合、4つ以下のストリームがあります。 802.11ac wave 2ポイントのマルチユーザー操作の例を図3に示します。





図3



802.11ac wave2で使用されるもう1つのテクノロジーは、ビームフォーミングです。 その意味は、ポイントからクライアントへの方向図を作成することです。 これにより、ダウンリンク（ダウンリンク）チャネルでのデータ伝送に帯域幅をより効率的に使用できます。 これは、ビームフォーミングが新しい技術であると言うことではありません。 すでに市場で知られており、802.11n標準で使用されるはずでしたが、標準の一部になることはありませんでした。 それにもかかわらず、メーカーは積極的に開発し、市場に提供しました。 最もよく知られている実装は、Cisco Client Link機能です。



クライアントリンクの仕組み。 要するに、クライアントからの反射信号に基づいて、ポイントはおおよその位置を計算し、その方向に指向性ビームを形成しました。 そして、その過程で、彼女はクライアントからのデータを分析し、放射線を調整しました。 このようなメカニズムは、クライアントが受動的な方法でプロセスに参加し、ダイアグラムの形成のために、クライアントの通常のサービスフレームからのキャリブレーションデータとして使用される点から、暗黙的なビーム形成と呼ばれました。 Client Link 3.0では、802.11acクライアントのサポートとその標準化された実装である明示的なビーム形成が発表されました。



標準化されたエディション-明示的なビームフォーミングと以前の非標準ソリューションの違いは何ですか？ 要するに、クライアントとポイントの両方が、ポイントからクライアントへのビームフォーミングのプロセスで明示的に関与するということです。 ポイントは、ポイントの各アンテナからの放射信号のマトリックスと位相シフトを含むサウンドパケット（ndp-nullデータパケット）を送信します。 このマトリックスを受け入れたクライアントは、アクセスポイントを聞く信号レベルを示すポイントに応答し、応答マトリックス（指向性マトリックス）を形成します。 つまり、クライアントはその要求に応じて特別なキャリブレーションパケットをアクセスポイントに送信します。 アクセスポイントは、受信した情報を分析して、各アンテナの信号レベルと位相を計算し、クライアントの指向性図を作成します（図4）。



このようなハンドシェイクの前提条件は、クライアントがこれらの標準とビームフォーミングの実装をサポートする必要があることです。 明示的なビームフォーミング手順に参加するクライアントの能力はオプションであり、標準802.11acウェーブ2のフレームワークでは必須ではないことに注意してください。これは、新しい標準と最初のウェーブおよび以前の標準のデバイスとの後方互換性のために行われます。 したがって、標準の第2波は、ビーム形成機能の明示的モードと暗黙的モードの両方でクライアントと連携することを意味します。 また、両方のタイプのビームフォーミングの一般的な要件は明示的および暗黙的であり、無指向性アンテナを備えたポイントにのみ適用されます。



図4



まとめると。 802.11ac wave2規格のフレームワーク内でのアクセスポイントとクライアントのマルチユーザー同時操作により、ネットワークをより高密度にすることができ（ダウンタイムなしで仕事のある限られたスペースのワイヤレスクライアントで飽和）、それによってワイヤレスオフィスの概念に近づくことができます。 開発者が主張するように、データ転送速度の向上と大きなネットワーク容量は、新しい標準の2つの重要な成果です。

美しい遠くから罪深い地球へ

彼らが言わなかったことと動揺すること：チャンネルについて、より正確には5 GHz帯域の周波数リソースについて。 現在の状況では、DFSチャネルに制限があり、160 MHzチャネル-2つまで作成できます。 シックファクターreyzinga）。 写真を見てください-アメリカ人とヨーロッパ人の同志図5と6：





図5





図6



黄色で強調表示されたチャネルなし-悲しみの憧れ。 ブリュッセルの官僚機構と同様に、アメリカの友人とパートナーは、さまざまな気象センサーや医療機器からの抵抗にもかかわらず、5 GHz帯域で利用可能なチャネルを増やすために取り組んでいます。 高貴な目標：4-160 MHzチャネル、9-80 MHz-x、18-40 MHz-x、すでに36-20 MHz-x。 進行中の戦いはまだ進行中です。 わが国では、人々が質問をより広く見て、DFSでよりスコアが低く、苦しんでいる人々であるという事実にもかかわらず、これまでのところ2つの可能な160MHzチャネルしかありません（図7）。 つまり、ここではワイヤレスの世界全体についていくことができます。 より正確には、ぐったりします。





図7



一方、企業のワイヤレスネットワークの構築を決定する際に160 MHzチャネルを使用することは合理的ではありません。 HDまたはVHD（高密度または非常に高密度）の概念でワイヤレスネットワークについて話している場合は、展開のために20/40 MHzのチャネルを使用することをお勧めします。 これは、企業のワイヤレスドメイン内で動作するアクセスポイント間の干渉を最小限に抑えるために行われます。 また、ホームルーターでは、現在利用可能な2つの160 MHzチャネルの1つを簡単に使用でき、周波数リソースの不足を心配する必要はありません。



別のポイント：誰かが忘れてしまった場合、プロトコル速度は実際のスループットではありません。 どの程度の速度が最大限に達成可能かを理解するには、プロトコルの速度に公称値の60〜70％を掛ける必要があります。 これは、理想的な条件下で最大1つのデバイスになります。 ネットワーク上に多数のデバイスがあり、それらがすべて異なる場合（1SS、2SS、3SSなど）、1つのセッションの実際の速度はさらに低下します。 メーカーは、実験室での速度のテスト測定の対応する結果を持っています。 図8は、サポートされている空間ストリームの数が異なるクライアントの80および160 MHzチャネルでのプロトコルとスループットレートに関するシスコの概要表を示しています。 最後の列のMACスループット値に注目してください。





図8



しかし、これらの数値は理想的な状態です。 現実はさらに悪化しています-多数の顧客、送信能力をめぐる大きな競争、低SNR、11nと非MU-MIMO wave1デバイスの混在、CCIとACI干渉。 高密度ネットワークでは、少なくとも1つのデバイスがセッションごとに純粋なギガビットを受信することを期待することは困難です。 そのため、現実は広告見出しの大部分ほどバラ色ではありません。



人生のもう少しの真実-802.11acの第2波の主な機能の仕事でさえ-MU-MIMOは予測不可能であり、多数のランダムな要因に依存します。

• 顧客の数。

• ポイントまでの距離;

• 空間ストリームの数が異なる顧客のタイプ。

また、ご存知のように、ワイヤレス企業ネットワークは常に顧客間で異質であり、ネットワーク全体、特に特定の各クライアントの全体的なスループットに悪影響を及ぼします。



このことから学べることは、有線ネットワークセグメントをアップグレードするための新しい無線規格が不要であり、新しいアクセスポイントからアクセスレイヤーのアップリンクに到達することです。 広告によると、802.11ac wave2規格は最大6.9 Gb / sでオーバークロックされており、新しい帯域幅の要件を満たすためには、より高速なワイヤ接続が必要です。 誰かがこれについて大騒ぎさえした-例えば、Cisco。 彼らは、2.5 -5 Gb / s（標準802.3 bz）の速度のアクセスポートを持つCisco Catalyst Multigigabit Switching Switchの新しいラインをリリースしました。 したがって、ポイントにもこのようなポートがあります（たとえば、38シリーズ）。



ただし、標準の実際の機能を単に分析するか、機器の非常に実験的ではない公式のテストに依存する場合、新しい802.11ac wave1標準およびさらにwave2で構築された企業ワイヤレスネットワークのインストールの大部分では、ポイントあたりの速度はギガビットよりもほぼ低くなりますケースの100％。 新しい有線インフラストラクチャへのアップグレードフェーズを安全にスキップして、ワイヤレス機器のメーカーがそこに通知しないようにすることができます。 少なくとも、ワイヤあたり1ギガビットで十分です。少なくとも、802.11acネットワークの実装と運用の経験はこれを示しています。

アプリケーションと推奨事項

新しいネットワークを構築する場合、これらのポイントの価格は非常に手頃なため、802.11ac wave2ネットワークを完全に展開できます。 顧客の数はまだ多くはありませんが（wave2）。 しかし、2018年までは、商品の量（802.11ax規格が発表された年）があります。



あなたが標準802.11abgnのネットワークの幸せな所有者であるか、それよりもさらに少ない802.11abgの所有者である場合、計画された近代化と要件の増加の両方のフレームワーク内、特にBYODコンセプトのフレームワーク内で、新しい標準にアップグレードするオプションを検討する価値があります。 また、新しいワイヤレスモジュールで動作する、より多くの気まぐれなワイヤレスクライアント（iPhone）の市場での出現を考慮に入れています。 もちろん、新しいデバイスの動作不能に関する十分なリクエストが得られない場合は、アップグレードを延期できます。 これは、小売や物流などの垂直市場のワイヤレスネットワークに特に当てはまります。



第一波のアクセスポイントを急いで持っている人は誰でも栄光に身を任せることができ、適切なソフトウェアの更新を通じて、より革命的な何かを見越して人生を楽しむことができます。 ここでは、標準の新しい波からの機能ではなく、特定の機器メーカーの新しい機能またはなめらかな機能-バンドステアリング、クリーンエア、最適化されたローミング、スマートRFなどがより重要です。 標準の802.11 axを安全に待つことができます。 彼は真に革命的だと主張しています。



まあ、一般的な良い願い。 有線ネットワークの代替としてオフィスに802.11ac wave2標準ネットワークを展開する予定がある場合、そのようなネットワークの専門のインテグレーターに連絡することは理にかなっています。 それらの展開の問題は、本質的に退屈でつまらないものではありません。 技術仕様の正しい構成、クライアント部分の分析、ネットワークパフォーマンスの計算、施設での無線調査の実施、アクセスポイントとAFUの機器の選択、無線テストとテストの検証が必要です。