Ключевые даты в развитии стандарта Wi-Fi

1999 год — принятие первой версии стандарта (802.11b) в современном понимании.

2009 год — появление Wi-Fi 4 (802.11n), повышающий максимальную скорость с 54 до 450 Мбит/с.

2013 год — стал стандартом Wi-Fi 5 (802.11ac) с максимальной скоростью свыше 1 Гбит/с. 

2019 год — финализирован Wi-Fi 6 (802.11ax), поднимающий скорость соединения до 5,8 Гбит/с.

2021 год — на сети Wi-Fi приходится 52% подключений устройств в России, что превосходит сотовые сети и кабельные соединения, вместе взятые.

2024 год — ориентировочное время появления Wi-Fi 7.

Wi-Fi является развитым стандартом, который существует 22 года и за это время успел пройти несколько этапов совершенствования. В чем радикальные отличия актуальной — шестой — версии стандарта?

Про шестую версию

Более рачительное отношение к ресурсам радиочастотного спектра и изменения в самом стандарте позволяет получить ряд других преимуществ, менее известных, но столь же важных для практического применения. «Wi-Fi 6 заметно быстрее Wi-Fi 5 на том же диапазоне радиочастотного спектра, — говорит Денис Рязанов, эксперт по сетевым технологиям Huawei Enterprise. — Как следствие, оборудование Wi-Fi 6 работает на порядок эффективнее и на условную единицу спектра, за условную единицу времени передается большее количество данных».

Во-первых, Wi-Fi 6 обеспечивает возможность одновременной работы большого количества устройств, позволяя девайсам, работающим на одной локации, «не толкаться» и пользоваться стабильным широкополосным соединением. Во-вторых, Wi-Fi 6 обеспечивает существенно меньшее время отклика, что позволяет использовать wireless-соединения для иммерсивных сервисов: управления машинами и механизмами, игр, телемедицины, AR/VR и т.д. В-третьих, стандарт получает новые особенности, повышающие уровень инфобезопасности.

Заметим, что на шестой версии развитие стандарта не заканчивается, альянс ведущих мировых компаний активно трудятся над дальнейшим развитием Wi-Fi. Одной из основных компаний в альянсе является Huawei, который сегодня обладает наиболее развитой экспертизой в построении сетей беспроводного доступа. Сказанное справедливо как для стандартов сотовых сетей, так и Wi-Fi, как более ранних версий, так и будущей седьмой. Однако, в настоящее время именно Wi-Fi 6 со всеми перечисленными особенностями актуален в условиях современного ИТ-рельефа.

Что нового в ИТ-рельефе?

Современный ИТ-ландшафт характеризует быстрый рост количества подключенных устройств

Современный ИТ-ландшафт характеризует быстрый рост количества подключенных устройств, увеличение требований к пропускной способности и стабильности беспроводных соединений. 

Рост количества wi-fi-соединений вызывает удивление: ведь людей с ноутбуками и смартфонами не становится радикально больше! Однако у одного пользователя может быть несколько гаджетов, а беспроводные соединения активно используют самые разные классы цифровых устройств! Кроме давно привычных компьютеров/ ноутбуков/ смартфонов с Wi-Fi работают «умные колонки», ТВ-приставки, роботы-пылесосы, smart-телевизоры, бытовые камеры видеонаблюдения, различные датчики и т.д. В домашних условиях Wi-Fi для взаимодействия с «умным домом» получают микроволновки, кондиционеры, кофеварки, обогреватели и т.д. В промышленных — беспроводные соединения используют десятки различных типов девайсов: от «умных ворот» и датчиков проникновения до систем видеоаналитики и беспилотных устройств, которые активно трудятся на производственных, строительных, офисных, логистических площадках, в ремонтных мастерских, на транспорте и т.д.

Ситуация приводит к ряду очевидных радиотехнических проблем: работающим устройствам становится тесно в выделенном частотном коридоре. Причем проблемы тут самые разные: от недостатка канальной емкости (известная ситуация «сигнал есть, связи нет») до снижения эффективной скорости работы каналов, вызванной взаимными помехами от большого количества устройств, присоединенных к хот-спотам. Для решения таких проблем и стали проектировать Wi-Fi 6, который приняли три года назад как индустриальный стандарт. В частности, канальная емкость в Wi-Fi 6 впятеро — на 400%! — больше, чем в Wi-Fi 5.

Wi-Fi 6: от прецедентов к массовому внедрению

Системы «компьютерного зрения» позволяют автоматически распознавать на конвейере как детали, так и ситуации

Появилась возможность разворачивать новые сервисы и совершенствовать пользовательский опыт, в результате бизнес-процессы протекают быстрее, экономичней, эффективней и т.д. Частные пользователи, подключившиеся в зоне действия хот-спотов нового стандарта, получают качественный широкополосный доступ, позволяющий даже при больших скоплениях абонентов обмениваться текстовыми и голосовыми сообщениями, фотографиями, видеоклипами и т.д., а также вести живые трансляции. 

Для индустриального применения Wi-Fi 6 еще важнее.

Системы «компьютерного зрения» позволяют автоматически распознавать на конвейере как детали, так и ситуации — от штатных до проблемных и даже аварийных. Например, «электронные ценники» необходимы для технической реализации динамического ценообразования: ценники в торговых залах можно менять легко и с любой нужной частотой, не тратя на это миллионы человеко-часов каждый год. Современные склады являются высокотехнологичными индустриальными системами, где трудятся беспилотные погрузчики, работают сканеры — в том числе, и использующие «компьютерное зрение» — и другие средства контроля, работающие на приеме, выдаче и инвентаризации, системы отопления, освещения, управления периметром, видеоаналитики и т.д. Как видно, перечисленные решения и многие сотни других, которые внедрили компании, последовавшие за пионерами-заказчиками, обеспечивают вполне очевидную ценность для бизнеса.

Новый стандарт оказался настолько актуальным для индустрии, что первые сети на Wi-Fi 6 стали разворачивать до официального принятия 802.11ax. Пионерами стали корпоративные заказчики в Китае, Корее, Бельгии, США, Южной Африке, Индии, Швейцарии, т.д. В России прецеденты тоже есть.

Российские прецеденты тоже есть

Wi-Fi 6 поможет и студентам, и преподавателям. Например, все здания Адыгейского государственного университета покрыты единой сетью коммуникации, обеспечивающей стабильный широкополосный доступ

Выразительный пример использования Wi-Fi 6 — обеспечение беспроводного покрытия в «Казань-Экспо» на 143 тыс. кв.м. В ходе мероприятий — как выставок, так и других активностей — посетителям и участникам доступна устойчивая широкополосная связь. Мероприятия в «Казань-Экспо» посещают более четверти миллиона человек — всем им нужна стабильная связь для общения в соцсетях, мессенджерах и в ходе живых трансляций в HD. Это повышает иммерсивность и, как отмечают эксперты, способствует созданию нового пользовательского опыта.

В Казани сеть обеспечивает работу умных домов, работу офисных компьютеров, взаимодействие работников, монтирующих стенды, представителей компаний, предоставляющих логистические услуги, и т.д. По заявлению представителей «Казань-Экспо», разворачивание новой сети оказалось необходимым для «цифровой трансформации» современного экспоцентра.

Кампусная сеть на Wi-Fi 6 развернута в Майкопе. Все здания Адыгейского государственного университета покрыты единой сетью коммуникации, обеспечивающей стабильный широкополосный доступ, актуальный как для студентов и преподавателей, так и для оборудования. Например, она позволяет широко использовать интерактивные доски, на которых студент может демонстрировать работы, не вставая с места или физически отсутствуя на занятии, системы видеоконференцсвязи для занятий, консультаций, зачетов и пр. Сеть на Wi-Fi нового поколения обеспечивает работу системы распознавания лиц на входе: студента или сотрудника вуза она пропускает автоматически.

Известно, что Банк ВТБ уже внедрил решение Wi-Fi 6 компании Huawei в одном из своих офисов, и теперь активно его масштабирует в отделениях нового формата (ОНФ). Точки доступа, поддерживающие скорость до 6 Гб/с, актуальны для сервисов, которым требуется интерактивное обучение с применением технологий VR и AR, потоковое видео с разрешением UltraHD и выше, а также для виртуальных «рабочих столов» и других корпоративных сервисов, которым нужна высокая пропускная способность.

Ведут предварительные работы на ряде промпредприятий, в спортивных учреждения, на транспортных узлах и т.д. Индустрия находится в начале пути — ведь в российских условиях стандарт принят только в прошлом году. Скоро примеров повышения эффективности от сетей нового стандарта будет гораздо больше, причем как для имеющейся инфраструктуры, так и для принципиально новых сервисов. 

Что дальше?

Востребованность новых сетей высока. Уже в этом году комплектов для создания устройств с поддержкой Wi-Fi 6 будет выпущено около 193 млн, по оценкам HIS, а в следующим 2022 году их будет уже более миллиарда, как считают в Wi-Fi Alliance. 

Кроме упомянутых выше производственных, логистических и торговых площадок, а также стадионов и экспоцентров, покрытия, использующие Wi-Fi 6, актуальны в ряде других мест, где высока концентрация абонентов и устройств, которым требуется широкополосный доступ: от публичных пространств и транспортных узлов до вузовских кампусов и медицинских учреждений, от офисов и до многоквартирных домов. Важно: Wi-Fi 6 обладает высокой экологичностью — используемые им сигналы требуют на порядок меньшие мощности, чем нужны для работы сотовых сетей.

Но для разворачивания и развития таких сетей, работающих под высокой нагрузкой и обслуживающих большое количеств устройств, требуются компоненты нового типа и продвинутая экспертиза. Ведь каждое такое решение уникально и требует современных подходов на всех этапах — от начального проектирования до последующих апгрейдов.

Напомним, что обеспечивать покрытие новым сетям нужно в сложных реальных условиях, где распространению сигнала мешают стены, перекрытия, арматура, провода и прочие элементы, способные как экранировать радиоволны, так их отражать или искажать. Создание устойчивого покрытия в таких ситуациях превращается в непростую инженерную задачу. Простая замена точек доступа на новые, даже продвинутые, не решит всех технических проблем и не обеспечит создание новых вариантов пользовательского опыта. Разобраться с построением таких сетей и с их развитием, которое требует настройку/ ребалансировку/ апгрейд и т.д., могут только специалисты с профильной специализацией.

Что нужно для развития? 

Новые точки доступа не только поддерживают стандарт Wi-Fi 6, но и являются интеллектуальными устройствами с набором разнообразных радиотехнических решений. «В новые индустриальные точки доступа с поддержкой Wi-Fi 6 от Huawei заложены революционные технологии, например, обеспечивающие общесетевой роуминг, работу «умных антенн», поддержку OFDMA+MIMO. — отмечает Денис Рязанов. — Кроме того, ряд наших моделей санкционно-устойчивы, то есть не содержат компоненты, поставка или использование которых может быть ограничена внешними силами».

В линейке точек доступа Huawei присутствуют модели, которые способны изящно работать с антенными системами, адаптивно изменяя направленность сигнала. Это обеспечивает ряд преимуществ, начиная с оптимизации каналов связи с подключенными устройствами и заканчивая увеличением эффективной площади покрытия (до 20%, по заявлению представителей вендора). «Интеллектуальный интерфейс, синергия каналов и устройств и возобновляемая передача без потерь, обеспечивают нулевую потерю пакетов при перемещении устройств из одного сегмента сети в другой». — говорит Денис Рязанов. 

Важно управлять беспроводной сетью как целостной ИТ-системой. Только при правильном администрировании, постоянном мониторинге и поэтапном развитии системы способны удовлетворять требования пользователей и, что важно, оставляя стоимость владения в рамках разумных бюджетов. Для этих задач Huawei представляет софт, анализирующий работу сети и выдавающий данные для принятия управленческих и технических решений. Он в автоматическом режиме распознает хакерские атаки и предпринимает действия для восстановления после технических сбоев и ряд других технических операция. Это позитивно влияет на ряд метрик. Например: «Система интеллектуальной калибровки сигнала повышает производительность сети на 58%». — отмечает Денис Рязанов.

Для того, чтобы все это стало реальностью и наш мир радикально преобразился, требуются не только новые стандарты, фирменные технологии, интеллектуальные точки доступа и софт, но и технические специалисты с соответствующей подготовкой. Huawei первым развернул специализированные учебные курсы для профильного повышения квалификации инженеров в областях, актуальных для работы с решениями на W-Fi 6. Таким специалистам, как отмечает Тамара Тавсултанова, руководитель отдела обучения Huawei Enterprise в регионе Евразия в современных условиях нужна не только широкая техническая экспертиза в ИТ и в радиотехнике, но и знания в области экономики, финансов и сопредельных дисциплин.

Завтра — иммерсивность!

Малое время задержки в Wi-Fi 6 открывает широчайшие возможности для AR- и VR-решений

Напомним, что сети «на Wi-Fi 6» имеют важную особенность, позволяющую создавать новые сервисы. «Фирменный алгоритм Huawei ускорения пакетов Dynamic Turbo гарантирует низкую — не более 10 мс — задержку для наиболее важных задач». — говорит Денис Рязанов. Эту возможность начинают осваивать геймеры, для которых крайне актуально время реакции в «стрелялках», симуляторах автогонок и т.д.

Такие возможности нужны для различных пользовательских и индустриальных систем, а не только для игр и развлечений. Разумеется, наличие Wi-Fi 6 позволяет очень точно производить дистанционное управление транспортными средствами в реальном мире. Дистанционное управление складской техникой, маневровыми локомотивами, сельскохозяйственными роботами на фермах и даже карьерными самосвалами становится все популярней.

Малое время задержки в Wi-Fi 6 открывает широчайшие возможности для AR- и VR-решений. Это делает неощутимым разбалансировку между восприятием реального мира и цифрового, благодаря чему можно больше времени проводить в шлемах. AR- и VR-решения сегодня широко применяют в образовательной практике и в корпоративном обучении, а также на тренингах и в ряде практических задач. Например, при ремонте сложного оборудования в удаленных локациях, где техническому сотруднику в дополненной реальности показывают нужную последовательность действий.

Эта же особенность позволяет широко распространять AR в медицине. Например, во время хирургических операций врач видит в шлеме данные компьютерной томографии и другую медицинскую информацию. Заметим, что доктор может физически находиться за много километров от больного, и проводить операцию при помощи манипулятора — это делает доступной квалифицированную медицинскую помощь даже в отдаленных районах.

Какие еще варианты применения возможностей новых сетей на Wi-Fi 6 сделает возможными инженерный гений? Время покажет. Но можно быть уверенным в одном: новых сервисов будет много!