Wi-Fi 6 поколения: обзор новой технологии

Быстрее, но не только

На сегодняшний день Wi-Fi является ключевой технологией мобильного доступа в Интернет. По данным компании Cisco, в 2017 году трафик Wi-Fi-подключений в России составил 53 % общего IP-трафика, а к 2022 году он составит 52 % общего IP-трафика (небольшое падение в процентах не показательно, так как общий объем IP-трафика серьезно вырастет, и 52 % в 2022-ом будет значительно больше, чем 53 % сейчас). В основном Wi-Fi используется в домашних и офисных установках беспроводной связи. Впрочем, велики объемы пользования Wi-Fi и в общественных местах. По данным аналитической компании «ТМТ Консалтинг», в России действует более 100 тыс. точек публичного Wi-Fi, из которых более 60 тыс. - в Москве, а объем этого рынка оценивается в более чем 4 млрд рублей.

Хотя и кажется, что Wi-Fi уже давно стал неотъемлемой частью нашей жизни, на самом деле исторически он появился чуть более 20 лет назад. Этот стандарт, название которого происходит от словосочетания Wireless Fidelity («беспроводная привязанность»), был официально представлен в 1998 году. Считается, что он был изобретен австралийским инженером Джоном О’Салливаном, который занимался исследованиями в области радиоастрономии. Стоит отметить, что Wi-Fi хорошо обогатил своих создателей: австралийская государственная организация CSIRO, где работал О’Салливан, сумела вовремя запатентовать новую технологию и за 20 лет получила роялти в сотни миллионов долларов. Вскоре Wi-Fi был принят в качестве стандарта (IEEE 802.11) для удобной передачи цифровых данных по радиоканалам, и его стали использовать производители оборудования и пользовательских устройств.

Характеристики Wi-Fi быстро совершенствовались: если в начале 2000-х первые поколения Wi-Fi (802.11 а, b, с) могли передавать информацию с максимальной скоростью 11- 54 Мбит/с, в 2009 году четвертое поколение связи - Wi-Fi 4 (802.11n) передавало данные уже со скоростью до 600 Мбит/с, а появившееся в 2013 году пятое поколение вай фая (Wi-Fi 5 – 802.11 ас) - со скоростью до 6,77 Гбит/с. Новый, шестой стандарт еще больше увеличивает максимально возможную скорость до 11 Гбит/с.

Однако дело не только в увеличении скорости, которая и до этого, в принципе, была достаточной для среднестатистического пользователя. Пожалуй, ключевое преимущество нового Wi-Fi 6 – в увеличении ёмкости сети. Технологически новый стандарт может разделить беспроводной канал на большое количество подканалов, каждый из которых способен передавать данные, предназначенные для разных устройств. По словам технических специалистов, это называется множественным доступом с ортогональным частотным разделением (OFDMA), благодаря чему даже при большом скоплении людей, например, в кинотеатрах или в аэропортах, быстрый Интернет не будет проблемой.

«Исторически технология Wi-Fi использует принцип «один говорит», то есть перед радиопередачей устройство проверяет, свободен ли эфир. Если в эфире уже передает другое устройство, то первое устройство «засыпает» на псевдослучайный промежуток времени и повторно проверяет возможность передачи позже, - объясняет менеджер по развитию корпоративных решений Cisco в России и СНГ Юлия Андрианова. – Этот базовый принцип изменен в новом стандарте Wi-Fi 6, где используется новый способ кодирования информации - OFDMA, который заимствован из мобильных технологий. Эта технология принципиально отличается возможностью планирования момента следующего выхода в эфир с учетом требований приложения, которое в текущий момент передает информацию, и таким образом гарантирует снижение задержек передачи информации. Популярность технологий Wi-Fi, их повсеместное использование и высокая плотность пользователей в сетях привели к тому, что традиционные методы борьбы с коллизиями стали неэффективными и их изменили на те, что уже эффективно используются в мобильных сетях».

Еще одно преимущество Wi-Fi 6 – это пониженное энергопотребление: новый стандарт будет меньше сажать батарейки смартфонов и гаджетов. И это является важным моментом для производителей электроники, которые много бьются над тем, чтобы увеличить автономность работы своих пользовательских устройств. Уменьшение энергопотребления связано с появлением в новом стандарте функции под названием Target Wake Time («Пробуждение в нужное время»), которая делает возможным гаджетам переходить в режим сна и «просыпаться» по расписанию: если устройство не передает данные, например, ночью, то его Wi-Fi-подключение «засыпает», что экономит заряд батареи и уменьшает загруженность сети. В результате, например, по мнению специалистов компании Cisco, Wi-Fi 6 может быть прекрасно использован в местах с высокой плотностью устройств Интернета вещей (IoT).

«Чипсет Wi-Fi 6 будет дешевле чипсета мобильной связи, поэтому есть ожидание, что в Интернете вещей новый стандарт Wi-Fi будет применяться довольно активно, - отмечает Юлия Андрианова. - Устройства IoT обычно передают небольшое количество информации несколько раз в день и очень чувствительны к расходу аккумуляторной батареи - ее должно хватить на год или больше. Например, счётчик воды может передавать данные всего один раз в день. Wi-Fi 6 позволяет устройству и точке доступа договориться о следующем сеансе связи, в результате устройству не нужно тратить ресурс батареи и регулярно просыпаться, чтобы проверить, есть ли для него данные».

Возможности для бизнеса

Если с точки зрения обычного рядового пользователя новый стандарт Wi-Fi даст «летающий» Интернет где-нибудь на стадионе или в аэропорту, то для бизнеса Wi-Fi 6 откроет еще более широкие возможности. Речь идет о появлении более совершенной инфраструктуры для внедрения новых цифровых технологий и сервисов. Wi-Fi 6 даст толчок к появлению новых услуг в местах с большим скоплением пользователей: например, на стадионах быстрый Интернет позволит посетителям прямо со своего места заказывать напитки и еду, а в сфере торговли компании получат возможность идентифицировать клиентов и делать им персонифицированные предложения.

Производители предлагают называть беспроводные сети нового поколения Smart Wi-Fi («умный» Wi-Fi). Он позволит покупателю (у которого установлено в смартфоне фирменное приложение магазина) сразу с порога быть узнанным продавцом. Последний тут же, просмотрев покупки клиента, предложит, скажем, к недавно купленному пиджаку приобрести на днях поступивший в продажу галстук. Или в сфере отельного бизнеса более быстрая сеть позволит гостинице при входе без очереди передать на смартфон клиента электронный ключ от номера, который автоматически обнуляется в день его отъезда.

Wi-Fi против 5G

В самое ближайшее время среди производителей телекоммуникационного оборудования начинется нешуточная гонка за то, кто первый сумеет выпустить на рынок поддерживающие новый стандарт продукты. По данным международной аналитической компании IDC, в прошлом году общие расходы на технологии WiFi составили по всему миру $2,4 млрд, и в ближайшее время эти показатели будут бурно расти благодаря развитию Wi-Fi нового поколения. В пятерку ведущих мировых производителей для Wi-Fi входят Cisco, Aruba, Ubiqulity, Arris и Huawei, которые уже начинают рекламировать свои решения для Wi-Fi 6.

Примечательно, что новый стандарт будет маркирован - любой пользователь теперь будет видеть на своем гаджете рядом с привычным значком доступа к вай-фаю еще и цифру 6, означающую, что как гаджет, так и передающее устройство поддерживает стандарт нового поколения. Однако, не стоит забывать, что сотовая связь стоит на пороге очередного технологического рывка: как известно, в мобильной связи должны вот-вот массового появиться сети пятого поколения 5G. Не получится ли так, что даже при своих новых высоких характеристиках Wi-Fi 6 будет оттеснён с рынка мобильной связью 5G?

Специалисты считают, что такого, скорее всего, не произойдет: вопросы к мобильной связи связаны с тем, как далеко может проникать сотовый сигнал, и как глубоко он может распространяться через разные препятствия. Здесь прежде всего важна возможность проникновения внутри различных зданий: в разных типах построек могут быть проблемы с проникновением сотового сигнала, и здесь повышается роль Wi-Fi. К тому же Wi-Fi имеет более высокую ёмкость, то есть может одновременно обслуживать более значимое число пользователей. Также не стоит забывать, что Wi-Fi просто дешевле. Так что вполне можно утверждать, что в ближайшем будущем внутри зданий и в местах большого скопления пользователей будет эффективнее использовать Wi-Fi 6, а снаружи и на больших площадях будет целесообразнее применять беспроводную передачу данных на основе сетей 5G.

Сосуществование стандартов Wi-Fi 6 и мобильной связи 5G будет развиваться по такому сценарию, например, по мнению компании Cisco. «Принципиальное отличие этих новых стандартов можно проиллюстрировать на примере освещения, - отмечает Юлия Андрианова. – Для освещения улицы мы используем уличные фонари, но для освещения внутри помещений мы устанавливаем дополнительные лампы. Так же и макроселы – мобильные сети – эффективны на улице, а в помещении погашение сигнала стенами и металлоконструкциями, а также высокая плотность устройств с малой мощностью излучения делают использование 5G неоптимальным в большинстве сценариев. Wi-Fi – это лампы освещения внутри помещений. Установленные локально, они позволяют обеспечить высокие скорости передачи данных локально. Кроме того для развертывания сети Wi-Fi не нужна операторская лицензия и разрешения на использование радиоресурса, и развернуть ее может любой желающий».

Способствовать сосуществованию двух новых стандартов мобильной передачи данных будут и новые продукты вендоров. Например, компания Cisco уже сейчас работает над решениями, которые позволяют пользователю осуществлять бесшовное переключение между Wi-Fi 6 и 5G. В этом случае человек, допустим, дома пользуется Wi-Fi, потом он едет на работу в машине, и его мобильное устройство автоматически переключается на 5G, далее в офисе опять оно подключается к Wi-Fi и так далее.

Для того, чтобы развивать такой удобный принцип бесшовного соединения, участникам рынка нужно договариваться о создании единых стандартов. Например, компания Cisco создаёт консорциум провайдеров идентификаций и доступа к сетям мобильной связи для реализации бесшовного роуминга и регистрации в сети.

В компании Cisco ожидают массовое появление оборудования и устройств для Wi-Fi 6 уже в начале 2020 года. При этом производители говорят о перспективности так называемой экосистемы оборудования, готового к новому стандарту. «Wi-Fi 6 - это не только инфраструктура - точки доступа, контроллеры и коммутаторы, это еще клиентские устройства, то есть речь идет об экосистеме. В рамках стандарта определяются ряд параметров как обязательные и ряд - как опциональные, таким образом, реализации Wi-Fi разными вендорами могут быть различны. Важно, чтобы клиентские устройства и Wi-Fi-инфраструктура друг друга понимали», - подчеркивает Юлия Адрианова.

Новый стандарт Wi-Fi предъявляет и новые требования к поддерживающему его оборудованию. Главное из них – это надежность и бесперебойность. «Допустим, прервалась связь между датчиками, которые следят за температурой в холодильниках предприятия пищевой индустрии, и оператор вовремя не увидел изменение температуры. Такая неисправность грозит предприятию большими убытками», - говорит Юлия Андрианова. Ну и, конечно, с появлением нового класса оборудования повышается и степень киберугроз, о предотвращении которых компаниям также нужно особенно заботиться».

Мировые компании уже начинают производить оборудование для нового стандарта Wi-Fi 6. Например, Cisco объявила о том, что приступает к производству собственного уникального чипсета, который отличается уникальными характеристиками. «Встроенный радиоанализатор позволяет постоянно сканировать эфир, знать о помехах и степени их влияния на работу сети, а также возможных злоумышленниках, желающих атаковать корпоративную сеть «с воздуха». Таким образом обеспечивается высокая производительность связи и её безопасность», - говорит Юлия Андрианова. - Также Cisco представляет новые коммутаторы Catalyst 9600 – этот продукт предлагается в качестве коммутатора ядра, мощность которого позволяет обрабатывать большие объемы данных, собираемые с помощью нового стандарта беспроводной связи Wi-Fi 6».

Участники отечественного рынка о преимуществах Wi-Fi 6

Руководитель направления сетевых и коммуникационных решений ИТ-компании КРОК Михаил Никифоров: «Благодаря Wi-Fi 6 станет возможной видеоконференцсвязь в формате 4K ultra-HD. Значительное снижение уровня задержки позволит использовать решения, нуждающиеся в быстром отклике, такие как системы виртуальной (VR) и дополненной (AR) реальности. Низкая задержка позволит свести до нуля потерю пакетов во время роуминга автоматически управляемых транспортных средств. Новые методы энергосбережения при работе в сетях Wi-Fi 6 позволят сэкономить заряд аккумуляторов на гаджетах и IoT-устройствах.

Новые возможности получит и рынок цифровой рекламы. Имею в виду онлайн-демонстрацию на различных мультимедиа-поверхностях динамического контента максимально высокого разрешения. Яркая цифровая реклама в 8 раз эффективнее статичных рекламных экранов, она привлекает большее внимания потребителей, и, как результат, влияет на рост продаж. Так, например, по данным исследования британского рекламного агентства Ocean Outdoor, применение в DOOH (наружная реклама) технологии Wi-Fi приводит к 52 % увеличению воздействия на память потребителей».

Руководитель направления presale отдела «Телекоммуникаций» компании «ЛАНИТ-Интеграция» (входит в ГК ЛАНИТ) Виктор Девочкин: «При разработке 6-го поколения Wi-Fi рабочей группе стандарта IEEE 802.11ax ставились разные задачи и одна из самых важных - это повышение эффективности использования радиоэфира. Применение технологий множественного доступа с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA) и маркировки пакетов в одинаковых частотных каналах (BSS-coloring) позволит в четыре раза увеличить пропускную способность на абонентское устройство. Ведь не зря он (Wi-Fi 6) имеет неофициальное название High-Efficiency Wireless.

Wi-Fi 6 также обеспечит более высокие скорости, что позволит создать новые бизнес-кейсы: например, корпоративное потоковое видео с разрешением 4K/8K или дополненная/виртуальная реальность.

Повсеместный рост IoT-устройств не дал Wi-Fi 6 забыть и про эту технологию. Он вернул полосу 2.4 ГГц и применил механизмы, позволяющие сэкономить заряд батареи (Target Wake Time)».

Системный архитектор ГК Softline Павел Глушков: «Технология Wi-Fi 6 значительно превосходит текущие стандарты корпоративных беспроводных сетей по скорости передачи данных и поддерживаемой плотности абонентов. С каждым днём становится всё больше компаний, использующих концепцию BYOD («Bring Your Own Device» - концепция, позволяющая использовать в работе личные мобильные устройства) и сделавших внедрение беспроводных сетей важной частью своей ИT-стратегии. Новый стандарт даст таким компаниям еще больше возможностей для развития, вне всякого сомнения, это будущее их корпоративных сетей».

Директор департамента сетевых решений СТЭП ЛОДЖИК Максим Пикулин: «Wi-Fi 6 (802.11ax) – это новый стандарт для беспроводных сетей, который позволит обеспечить существенно большую скорость передачи данных, значительно уменьшить задержки и увеличить пропускную способность.

На текущий момент беспроводные сети передачи данных становятся одним из обязательных, а иногда и критически важным компонентом ИТ-инфраструктуры практически любой компании, обеспечивающим работу бизнес-систем, сервисов и приложений. Появление нового стандарта откроет широкие возможности в области повсеместной цифровизации предприятий и внедрения Интернета вещей, будет способствовать существенному расширению количества подключаемых беспроводных устройств и поддержит тенденции взрывного роста IP-трафика в беспроводных сетях.

Несомненно, потребуется некоторое время для того, чтобы компании перешли к внедрениям и последующему полноценному использованию нового стандарта и оценили все его преимущества. Это связано как с необходимостью окончательного официального принятия стандарта, так и с развитием парка клиентских устройств, поддерживающих новый стандарт. Тем не менее, уже сейчас нужно рассматривать стандарт Wi-Fi 6 при создании или модернизации беспроводных сетей, чтобы заложить необходимый базис на длительный период эксплуатации сетей и получить преимущества в будущем».