Hvilken forskjell et brev gjør (del 1)

I riktige klær for all slags vær (Juni 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Utforske de grunnleggende endringene fra 802.11ac til 802.11ax

AV ALEJANDRO BURITICA
Senior Product Marketing Manager - RF
Nasjonale instrumenter
www.ni.com

(Redaktørens notat: Forstå de grunnleggende forskjellene mellom den etablerte 802.11ac trådløse kommunikasjonsstandarden og den nye 802.11ax vil være nøkkelen for bærbart testutstyr, ikke bare når det gjelder testkoblinger, men også ved å etablere koblinger mellom testutstyr og kontroller maskinvare, slik at som smarte enheter. Her starter vi en todelt serie på den nye linken, med Del 2 å følge neste måned.)

Tenk deg på en travel flyplassterminal, og vent på flyet ditt for å starte ombordstigning, da flyselskapet plutselig kunngjør at flyet har blitt kansellert. Du bruker umiddelbart mobilenheten til å se etter alternative alternativer, og prøv å omplanlegge. Men stort sett alle andre vil fortsette å gjøre det samme, og sjansen er at flyselskapets nettside vil ta lang tid å laste.

Hvorfor? Tross alt er dette et 802.11ac-nettverk. I teorien har den enkeltstrømshastigheter over 400 Mbps for en 80 MHz-kanal.

Selv om 802.11ac sikkert gir svært raske koblinger, forekommer denne ytelsen vanligvis i miljøer med lav brukerdensitet, vanligvis i tiene eller under hvert tilgangspunkt. Den faktiske data-gjennomstrømningen som 802.11ac kan gi deg nedbrytes betydelig i svært tette brukermiljøer. Derfor blir nye endringer i 802.11ax-standarden gjort i et forsøk på å forbedre data-gjennomstrømmingen i overfylte områder.

Utfordringer for gjennomstrømming i tette miljøer

802.11-protokollen bruker en CSMA-metode (carrier-sense) hvor de trådløse stasjonene (STA) først forstår kanalen og forsøker å unngå kollisjoner ved å sende kun når de føler at kanalen er tomgang - det vil si når de ikke Det oppdager ikke 802.11-signaler. Når en STA oppdager en annen, venter den en tilfeldig tid for at STA skal stoppe overføring før du lytter igjen for at kanalen skal være ledig. Når STAer er i stand til å overføre, overfører de hele pakkedataene ( figur 1 ).

Fig. 1: Clear Channel Assessment Protocol.

Wi-Fi STA kan bruke Request for Send / Clear to Send (RTS / CTS) for å formidle tilgang til det delte mediet. Tilgangspunktet (AP) utsteder kun en CTS-pakke til en STA om gangen, som i sin tur sender hele rammen til AP. STA venter deretter på en bekreftelsespakke (ACK) fra AP som indikerer at den mottok pakken riktig. Hvis STA ikke får ACK i tide, antas det at pakken kolliderte med en annen overføring, og flyttet STA til en periode med binær eksponensiell backoff. Det vil forsøke å få tilgang til mediet og sende sin pakke tilbake etter at backoff-telleren utløper.

Selv om denne Clear Channel Assessment og Collision Avoidance-protokollen fungerer bra for å dele kanalen rettferdig blant alle deltakerne i kollisjonsdomenet, reduseres effektiviteten når antall deltakere vokser veldig stort. STAer må vente lenger tidsperioder etter deres tur for å få dedikert tilgang til kanalen for å overføre eller motta data.

En annen faktor som bidrar til nettverks ineffektivitet, har mange AP-er med overlapningsområder. Fig. 2 viser en bruker (Bruker 1) som tilhører Basic Service Set (BSS, et sett med trådløse klienter tilknyttet en AP) til venstre. Bruker 1 ville motsette seg tilgang til mediet med andre brukere i sitt eget BSS og deretter utveksle data med sin AP. Denne brukeren vil imidlertid fortsatt kunne høre trafikk fra overlappende BSS til høyre.

Fig. 2: Ineffektivitet for middels tilgang fra overlappende BSS.

I dette tilfellet vil trafikk fra Overlapping BSS (OBSS) utløse User 1's backoff-prosedyre. Denne typen situasjon resulterer i at brukere må vente lenger for at de skal overføre og effektivt redusere deres gjennomsnittsdata-gjennomstrømning.

En tredje faktor å vurdere er felles bruk av bredere kanaler ( figur 3 ). For eksempel, for 802.11ac-operasjon i Nord-Amerika, er det bare en 160 MHz-kanal tilgjengelig, og i Europa er det bare to.

Fig. 3: Eksempel 802.11ax kanalallokering på 5 GHz-båndet.

På grunn av dette blir det vanskelig å planlegge tett dekning med et redusert antall kanaler. Uten forsiktig og bevisst strømstyring vil brukerne oppleve samkanalinnblanding, noe som forringer ytelsen og negerer mye av forventet gevinst fra de bredere kanalene.

Dette gjelder spesielt for de øverste datahastighetene for MCS 8, 9, 10 og 11, som er mye mer mottakelige for lavt signal / støyforhold. Også en bruker som overfører på en 20 MHz-kanal som overlapper en 80 MHz-kanal, vil i utgangspunktet gjøre 80-MHz-kanalen ubrukelig. Implementering av 802.11acs kanaldeling i et nettverk med høy tetthet kompromitterer gevinsten av 80 MHz-kanalen for overføringer på en 20 MHz-kanal.

PHY mekanismer for høy effektivitet

802.11ax-spesifikasjonen introduserer betydelige endringer i det fysiske laget av standarden. Imidlertid opprettholder den bakoverkompatibilitet med 802.11a / b / g / n og / ac-enheter, slik at en 802.11ax STA kan sende og motta data til eldre STAer. Disse eldre klientene vil også kunne demodulere og dekode 802.11ax-pakkehoder - men ikke hele 802.11ax-pakker - og backoff når en 802.11ax STA overfører. Tabell 1 fremhever de viktigste endringene i denne revisjonen av standarden, i motsetning til gjeldende implementering av 802.11ac.

Tabell 1: Nøkkel PHY forskjeller mellom 802.11ac og 802.11ax.

Legg merke til at 802.11ax-standarden vil fungere i både 2, 4 GHz og 5 GHz-båndene. Spesifikasjonen definerer en fire ganger større FFT, som multipliserer antall subcarriers. Imidlertid er en kritisk endring med 802.11ax at subcarrieravstanden er redusert til en fjerdedel av den forrige 802.11-revisjonen mens den eksisterende kanalbåndbredden holdes ( figur 4 ).

Fig. 4: Smalere subcarrieravstand.

OFDM-symbolets varighet og sykliske prefiks økte også fire ganger, slik at den raske koblingsdatahastigheten er den samme som 802.11ac, men forbedrer effektiviteten og robustheten i innendørs / utendørs og blandet miljø. Ikke desto mindre spesifiserer standarden 1024-QAM og mindre sykliske prefiksforhold for innemiljø, noe som vil øke den maksimale datahastigheten. ☐

Av ALEJANDRO BURITICA, Senior Product Marketing Manager - RF, National Instruments, www.ni.com