Technologie a zařízení Planet pro moderní bezdrátové sítě WiFi6 (IEEE 802.11ax)

FAQ: Technologie a zařízení Planet pro moderní bezdrátové sítě WiFi6 (IEEE 802.11ax)

Jára Cimrman tenkrát zvolal „Zkuste to bez drátů, milý Marconi!“ a od té doby se nastartovala éra bezdrátové komunikace... od jednoduchého telegrafního spojení až k dnešním bezdrátovým sítím pro různé druhy provozů a použití. V oblasti informačních technologií úspěšně zakotvil standard IEEE 802.11, který definoval Ethernet komunikaci „bez drátů“ věrnou tak, jak je vyjadřovaný rozšířenou zkratkou WiFi = wirelless fidelity.

Zvyšující se nároky na datovou propustnost a masově se rozšiřující počet více připojených uživatelů najednou evolučně tento standard neustále rozvíjí z původního návrhu a to díky mnoha pokročilým implementovaným technologiím.

V tabulce uvádíme srovnání aktuálně (2022) používané standardy:

Jak je patrné, jsou to především zvyšující se rychlost a počet připojených uživatelů v radiových pásmech pro volné-bezlicenční využití. Posledním (ale ne jediným) standardem je IEEE 802.11ax, který díky svým vlastnostem časem postupně nahradí standardy předchozí. A tak to bylo i v případě předchozích. A aby takový postupný přechod byl bezproblémový, většina výrobců čipsetů se sdružila do aliance, která definuje vlasnosti zařízení, která budou WiFi kompatibilní. Pro snažší orientaci přejmenovali standardy na číselné označení, aktuálně poslední v pořadí již 6. generace.

Standard IEEE 802.11ax alias WiFi6 vychází z předchozího, přibalil do sebe některé technologie, které jsou společné s mobilními sítěmi 5G-NR. Uvedeme si ty zásadní, které standard odlišují od předchozích a díky kterým se stává provozně atraktivní:

OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access)

Jde o ortogonální frekvenční modulaci (vzájemně se neovlivňující) s pokročilým kódováním, které zajistí vysílání několika spojením najednou. Technika kódování nerozlišuje pouze spojení ale především L2 (OSI) rámce různých délek, které může sdružovat do společných L1 (OSI). Procesor čipsetu rámce vyhodnocuje a řídí, do jednoho kanálu dokáže numericky vměstnat více rámců od několika uživatelů.

Díky tomu klesne doba odezvy spojení a lze obsloužit více spojení/uživatelů najednou. Rovněž snižuje energetické nároky koncových zařízení, kdy je možné přenášet malé rámce sdruženě a ne nuceně jednotlivě, statisticky klesne i režie přenosu.

MU-MIMO (multiple users-multi input multi output)

Technika která rozhodně není „mimo“ :-) Díky použité modulaci a kódování je procesor schopný fyzicky obsloužit více připojených uživatelů najednou a to i prostřednictvím více antén, které kombinací signálů a jejich vzájemnou korekcí v reálném čase eliminují šíření signálů odrazy a více cestami v prostředí. Jde o techniku, která již existuje u předchozích standardů, teprve WiFi6 aplikuje tento přístup nejen pro downlink ale i pro uplink a to v kombinaci současně ~ „single“ uplink nebude brzdit „multiple“ downlink.

Na tomto místě je vhodné uvést, že aktuálně veškerá WiFi zařízení Planet MIMO techniku 100% podporují včetně zařízení předchozí generace IEEE 802.11ac díky evolučnímu rozšíření „Wave2“.

Beamforming (formování vyzařovací chrakteristiky antén)

S pomocí změny fází a dalších fyzikálních parametrů dokáže radiové rozhraní prostřednictvím několika antén ovlivnit vyzařovací charakteristiku přístupového bodu jako celku. Tato vlastnost přináší optimálnější šíření signálů v prostředí, díky ní lze signály cíleně směrovat k fyzicky připojeným klientům.

Přínosem bude vyšší úroveň signálu a jeho stabilita, s tím souvisí i menší vzájemné rušení klientů při komunikaci s AP jednotkou.

Roaming

Technika svým názvem známá z mobilních sítí, jedná se o fyzické předávání převážně pohybujících se klientů mezi přístupovými body bez znatelné ztráty síťového spojení.

Myšlenka předávání klientů je stará jako WiFi samo o sobě, z principu standardu IEEE 802.11 dojde k přepojení z jednoho AP na jiné vždy podle klíčového kriteria a tím je úroveň signálu na straně klienta. Děje se tak na úrovni OSI vrstvy L1 ve spojení s L2, konzistenci dat při spojení zajistí vrstvy L3 (TCP/IP protokol) a vyšší.

Právě řízení na vyšších vrstvách modelu OSI je v dnešní využívání v „roamingových“ (marketingové označení) systémech řešení některých výrobců. Pro správnou funkci je bezpodmínečně vyžadován provoz centrálního řídícího kontroleru, systémy jsou prorietární a uzavřené. Jistou pomůckou pro nucený romaing klientů je parametr „RTS Threshold“, kdy pod určitou úroveň signálů spojení AP-klient přístupový bod klienty fyzicky odpojí. Tuto techniku nastavení a řízení úrovní RTS kontroléry často využívají.

Planet WiFi zařízení jdou cestou standardů, bez vyjímky podporují romaming dle standardů:

- IEEE 802.11k (Radio Resource Measurement) – shromažďuje info o radiovém okolí a poskytuje klientům seznam blízkých AP.

- IEEE 802.11v (BSS Transition Management Frames) – řídí klienty jejich informováním k přepojení na výhodnější AP z hlediska provzních parametrů a eliminuje koncetraci klientů k jednomu AP.

- IEEE 802.11r (Fast BSS Transition) – zrychluje proces bezdrátového ověřování, snižuje latenci při přepojení.

Ano, staré hloupé AP si klienty rovněž „předají“, nové AP jednotky Planet k tomu využijí moderní techniky dle IEEE bez nutnosti provozu kontroléru ;-)

BSS Coloring (barevné-číselné rozlilšování AP jednotek)

Při potřebě plošného pokrytí větších prostor s výskytem více uživatelů (nemusí jít o stadion, situaci vyhoví i škola nebo restaurace) je potřeba pokrýt signálem větší plochu větším počtem AP jednotek, ale s tím i nuceně kapacitně dimenzovat využití jednotlivých přístupových bodů. A ty jsou z hlediska počtu připojených uživatelů omezeny fyzickým výkonem a logickým řízením.

Tato technika rozlišuje AP jednotky mezi sebou „barvami“ a dovoluje AP rozpoznat, kdy může ignorovat cizí vysílání a zahájit vlastní komunikaci. V jedné fyzické síti lze vzájemně identifikovat až 63 sousedících jednotek, které mohou a často s vysíláním v rozprostřeném radiovém pásmu sdílejí vysílací frekvence společně.

BSS Coloring díky vzájemné identifikaci AP kolize eliminuje, je pak možné mnohem efektivněji využívat přístup protokolem CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance), který je pro WiFi zásadní!

Ve stručnosti - AP standardu 802.11ax jednotky o sobě ví a dokáží dynamicky optimalizovat provozní vytížení stejného kmitočtu.

WPA3 (Wi-Fi Protected Access)

Poslední generace způsobu šifrování radiové komunikace, technika která zamezuje odposlech provozu a přístup do privátních sítí.

Z bezpečnostího pohledu jde o jediný způsob zabezpečení WiFi, předchozí generace byly již prolomeny. Některé mobilní bankovní aplikace dokonce odmítnou spojení, pokud váš mobil nebude připojený k WiFi s WPA3.

Dualband 2,4+5GHz

Nový standard naplno využívá obě volná radiová pásma WiFi, dokáže je proti předchozím využít současně. Rovněž pro využití vysokých přenosových rychlostí zavádí nová kódovací schémata.

Provedení a konstrukce aktivních zařízení

Silnou stránkou výrobce Planet je široká nabídka netradičních provedení zařízení od domácího a firemního desktop přes průmyslové DIN k mobilnímu včetně 5G-NR nebo jako router s pokročilým firewallem...

Admin správa a monitoring

Zmíněná zařízení lze centrálně řídit a monitorovat pomocí hardware NMS kontrolérů nebo pomocí CloudViewer aplikace, díky ní budete mít online dohled nad prvky infrastruktury a dokonce zdarma.

Monitoring v rámci Planet není nijak licenčně zpoplatňován.

Související kategorie