В этом году ожидается широкое внедрение нового высокоскоростного стандарта беспроводной связи Wi-Fi 6 (IEEE 802.ax). Компания Huawei, которая внесла большой вклад в развитие протокола 802.ax в рамках организации Wi-Fi Alliance и его аппаратной реализации, представила в России свое решение AirEngine Wi-Fi 6, предназначенное для корпоративных сетей и построенное на основе компонентов собственного производства.

По мнению международных экспертов, сегодня Wi-Fi-технология, гармонизированная с новейшим поколением сотовой связи 5G, стала важнейшим фактором, определяющим процессы цифровой трансформации, и предложила беспрецедентную мобильность, снижение затрат и абсолютно новые возможности как частным, так и бизнес-пользователям.

Этапы развития Wi-Fi

Считается, что зарождение технологии Wi-Fi датируется 1971 годом. Тогда в Гавайском университете была создана сетевая система ALOHAnet, ставшая основой для дальнейшего развития беспроводной связи и для появления сетей Wi-Fi. А в 1997-м был принят стандарт 802.11, первая версия которого ориентировалась на скорости до 2 Мбит/с.

1999 год ознаменовался созданием организации WECA (Wireless Ethernet Compatibility Alliance), когда несколько технологических компаний сформировали альянс совместимости беспроводного Ethernet-оборудования. В 2002 г. WECA сменил свое название на Wi-Fi Alliance.

В 1999 г. был также принят протокол 802.11b — первый стандарт Wi-Fi, тогда же впепрвые прозвучало название «Wi-Fi». Считается, что стандарт 802.11b, превосходящий своего предшественника 802.11 по скорости и простоте применения, положил начало Wi-Fi-революции.

Тогда же в 1999-м появляются и первые коммерческие устройства с поддержкой 802.11b, включая ноутбуки. Теперь компьютер может путешествовать вместе с владельцем, а технологии Wi-Fi отныне сопутствует коммерческий успех. На протяжении двадцати лет было реализовано пять поколений Wi-Fi: 802.11b, 802.11a, 802.11g, 802.11n, 801.11ac.

А в 2019-м стартовал стандарт последнего поколения IEEE 802.11ax, который Wi-Fi Alliance рекомендовал называть Wi-Fi 6. Соответственно, 801.11ac именуется пятым поколением, 802.11n — четвертым и т. д. Такая нумерация поколений Wi-Fi введена с октября 2018 г.

Каждое новое поколение стандартов Wi-Fi 802.11 увеличивает пропускную способность и включает технологические решения для работы в высоконагруженных корпоративных сетях. Однако вновь появляющиеся стандарты должны обеспечивать не только лучшие условия передачи данных и обслуживания абонентов, но и обратную совместимость с более ранними стандартами.

Исторически сложилось так, что каждое поколение сотовой связи (2G, 3G и 4G) передавало все больше и больше трафика по Wi-Fi-сетям. Корпоративные решения также не были исключением благодаря высокой скорости и экономичности оборудования Wi-Fi. Очевидно, что после 2020 г. даже новейшая сотовая технология 5G потребует значительных мощностей Wi-Fi, поддерживающих голосовые и видеоуслуги операторского уровня. Тем более, что технологии 5G и Wi-Fi 6 максимально гармонизированы.

Стандарт нового поколения

Wi-Fi 6 — это новый этап развития Wi-Fi и очередная революция в предоставлении беспроводного подключения. В Wi-Fi 6 появилось более 75 новых функций (в том числе встроенные возможности IoT). Эти функции могут быть реализованы только после замены оборудования точек доступа.

Wi-Fi 6 работает в диапазонах частот 2,4 и 5 ГГц и позволяет передавать данные одним потоком сразу на несколько устройств. Это достигается с помощью так называемого множественного доступа с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA).

Такая технология, которую можно охарактеризовать как «многопользовательскую» версию OFDM (она используется в Wi-Fi 5 поколения), позволяет делить сигнал на поднесущие частоты и выделять их группы для обработки отдельных потоков данных. Это дает возможность синхронно и с усредненной скоростью транслировать данные сразу нескольким абонентам.

Таким образом, Wi-Fi 6 демонстрирует существенный прогресс по сравнению с Wi-Fi 5, при котором точка беспроводного доступа могла общаться с несколькими устройствами, но эти устройства не могли одновременно на нее реагировать. Все это делает Wi-Fi 6 оптимальным решением для использования в средах с высокой плотностью — таких, как аэропорты, школы, больницы, торговые центры, офисы и крупные промышленные предприятия.

В Wi-Fi 6 используется новый обязательный протокол безопасности Wi-Fi Protected Access 3 (WPA3). Среди его принципиальных новшеств — возможность устанавливать более простые пароли без угрозы подбора со стороны злоумышленников. Плюс — новый механизм аутентификации SAE (Simultaneous Authentication of Equals), обеспечивающий улучшенную защиту за счет изменения алгоритма авторизации, а также решение под названием Forward Secrecy, защищающее трафик данных даже в тех случаях, когда пароль был скомпрометирован.

Кроме того, многопользовательский множественный ввод — множественный вывод (MU-MIMO) позволяет передавать данные на большее количество устройств одновременно. Высокоуровневая модуляция (1024-QAM) увеличивает пропускную способность в сети Wi-Fi-устройств и позволяет кодировать больше данных в той же ширине спектра.

Технология заданного времени пробуждения Target Wake Time (TWT) обеспечивает более низкое энергопотребление, что положительно сказывается на времени автономной работы всех подключенных устройств и значительно увеличивает срок службы батарей Wi-Fi-приборов для Интернета вещей.

Развертывание сетей высокоскоростной беспроводной связи нового поколения призвано ускорить процесс цифровой трансформации: Wi-Fi 6 более чем в четыре раза превосходит Wi-Fi 5 (802.11aс) по пропускной способности на абонента, а также по количеству одновременно подключенных абонентов. При этом время задержки снижено в три раза.

Благодаря этим улучшениям, все больше компаний, предприятий, школ, больниц и других организаций начинают применять Wi-Fi 6 для обеспечения полного покрытия внутри своих кампусных сетей. Они используют Wi-Fi 6 для внедрения инновационных приложений, таких как видеоконференции в HD-форматах 4K и 8K, интерактивное обучение с применением виртуальной и дополненной реальности, телемедицина и интеллектуальные роботизированные системы.

Кроме того, новые возможности ускорят развитие проектов цифрового образования, цифровых аэропортов, многоканального дистанционного банкинга, «умного» здравоохранения, правительства‎ и производства‎, приближая отрасли к полностью подключенному интеллектуальному миру.

Оборудование AirEngine Wi-Fi 6 на базе Huawei 5G

2019-й стал первым годом коммерческого использования Wi-Fi 6, и Huawei была в числе пионеров создания инфраструктурного оборудования нового поколения, поскольку принимала непосредственное участие в разработке данного стандарта. Она занималась изучением и развитием Wi-Fi 6 более пяти лет.

Работая в составе Wi-Fi Alliance, Huawei представила на рассмотрение комитета 240 технических предложений по 802.11ax — больше, чем любой другой поставщик устройств Wi-Fi. Более того, один из специалистов Huawei, Осама Абул Магд, с 2014 г. занимает должность председателя рабочей группы IEEE 802.11ax.

На презентации в Москве Huawei Enterprise продемонстрировала три точки доступа (в том числе точку доступа Wi-Fi 6 AirEngine 8760-X1-PRO с наивысшей скоростью передачи данных 10,75 Гбит/с) и набор микросхем собственного производства для оборудования AirEngine Wi-Fi 6. Хотя линейка выпускаемого оборудования AirEngine этим явно не исчерпывается — туда входят и контроллеры доступа, и мультигигабитные коммутаторы, и многое другое.

По словам представителя компании, если в прошлом году точки доступа Huawei выпускались на американских компонентах, то в этом году компания начала выпускать чипсеты собственной разработки и уже не зависит от американских поставщиков.

«Технологии Wi-Fi 6 развиваются стремительно: в 2019 г. соответствующие решения перешли в стадию полноценной коммерческой эксплуатации, мы продали свыше 130 тыс. точек доступа и построили беспроводные сети нового поколения для более чем 600 заказчиков, — сказал Ван Увэй, региональный директор по сетевым решениям Huawei Enterprise. — В 2020 г. этот рынок увеличится в пять раз, а большинство ключевых игроков индустрии будет поддерживать новый стандарт в своих пользовательских устройствах».

В новом стандарте Wi-Fi применяется ряд технологий, используемых в сетях 5G. Являясь одним из лидеров в области построения сетей связи 5-го поколения, продолжил Ван Увэй, компании Huawei удалось объединить усилия разработчиков двух направлений.

«Оборудование AirEngine Wi-Fi 6 опирается на технические преимущества, которые обеспечивает технология „умных“ антенн 5G, а также на алгоритмы, ускоряющие работу приложений. Алгоритмы и антенны Huawei AirEngine Wi-Fi 6 позволяют снизить задержку в сети с 30 мс до 10 мс», — отметил Денис Сереченко, директор по цифровой трансформации Huawei Enterprise в регионе Евразия.

Такие показатели, например, дают возможность проводить конференции с качеством 4K HD по беспроводной сети, сводят до нуля потерю пакетов во время роуминга автоматически управляемых транспортных средств и устраняют эффект пространственной дезориентации пользователей в ходе просмотра обучающих курсов с использованием технологий VR/AR. Дополнительному ускорению чувствительных к задержкам приложений, помимо прочего, способствует функция приоритезации трафика Huawei SmartRadio.

Согласно отчету компании Dell’Oro Group, решения под брендом AirEngine Wi-Fi 6 заняли первое место по доле на мировом рынке точек доступа Wi-Fi 6 для помещений (не считая Северную Америку). Среди крупнейших пользователей она называет метро в городе Шэньчжэнь (Китай), стадион Санкт-Якоб Парк в Базеле (Швейцария), Мондрагонский университет (Испания) и университет Йоханнесбурга (Южная Африка).

Конечно, на мировом рынке инфраструктурного оборудования для Wi-Fi 6 присутствует не только Huawei. Здесь также выделяются такие поставщики, как HPE Aruba, Cisco, Juniper Networks, Cambium Networks, Extreme Networks, H3C и др. Североамериканский рынок для Huawei закрыт, признался Ван Увэй. И на этом крупном территориальном сегменте (40% глобального рынка данного оборудования) успешно выступают другие производители.

Ожидаемый объем поставок точек доступа Wi-Fi 6 корпоративного класса по данным Dell’Oro в 2020 г. составит 24 млн. штук, а в 2023-м — 32 млн. В свою очередь, по прогнозу Gartner, продажи сетевого оборудования Wi-Fi 6 для корпоративных клиентов в 2022 г. сравняются с объемом продаж (в долл.) соответствующей техники Wi-Fi 5.

Технологии Wi Fi 6 и 5G рассматриваются экспертами как дополняющие друг друга. При этом Wi-Fi считается драйвером Интернета будущего. По оценкам Cisco, уже в 2022 г. Wi-Fi станет доминирующим способом доступа в Интернет. Согласно прогнозу, опубликованному в отчете Cisco VNI, к этому моменту через сети Wi-Fi будет проходить 59% интернет-трафика.