802.11ax wifi blir förmodligen den största förändringen inom wifi sedan 2003, då 802.11g slog marknaden. Eller kanske till och med sedan starten av wifi 1997. Men det är också på tiden att wifi får en uppdatering, eftersom utvecklingen hittills har skett på befintliga tekniker som OFDM och CSMA/CD och de börjar nu nå sin gräns.
De flesta viktiga nyheter om utvecklingen inom trådlöst brukar mest handla om högre hastigheter och mer bandbredd: 6,9Gbps med 802.11ac-wave2. 7Gbps med 802.11ad. Nyligen utvecklade universitetet i Eindhoven (TU/e) till exempel en infraröd lösning som kan gå upp till 40Gbps i 200THz-bandet. Även LiFi är ett alternativ, men är inte särskilt populärt. Med 802.11ax kommer det däremot att bli väldigt annorlunda.
Upptagen, upptagare, mest upptagen
Bandbredd. Mer bandbredd. Nämnde jag ännu mer bandbredd? Även om bandbredd förstås är viktigt, är den i de flesta fall inte problemet. Betydligt viktigare är att kunna stödja den enorma tillväxten av de trådlösa enheterna. Räkna bara antalet wifi-enheter som du har hemma, gärna under helgen. Du kommer snabbt upp till 15 enheter, och i mitt fall, särskilt när barnen är hemma, blir det ännu lite fler. Ett par iPads, bärbara datorer, smartphones, mediaspelare, TV-apparater och innan man vet ordet av har bandbredden ätits upp. Inte alla enheter förbrukar stora mängder bandbredd, men alla kräver anslutning. Och det är precis här som ”traditionell” wifi börjar ställa till problem.
Hela idén bakom wifi handlar om att lyssna av radiosändningar för att avgöra om det finns en ledig plats i etern för en enhet att börja skicka data. Dessutom kan bara en enhet i taget använda samma frekvens för att skicka data. Alla andra enheter måste vänta innan de kan slutföra överföringen. Därför är det fortfarande ett delat medium och kan jämföras med hubbarna som användes i trådbundna nätverk för länge sedan.
802.11ax: löftet
Med IoT kommer antalet enheter som kräver någon form av nätverksåtkomst att öka betydligt och här kommer wifi att spela en roll. Kravet på mer bandbredd är inte så stort jämfört med antalet enheter som behöver någon form av trådlös anslutning. Det kommer att bli viktigare att kunna ha en mängd enheter anslutna samtidigt än att ha massor av bandbredd tillgänglig för en enda enhet. Och detta är precis tanken bakom utvecklingen av en ny standard. Det handlar inte om att lova mer bandbredd (även om marknadsföringen fortsätter att köra den grejen), utan det som räknas är kapaciteten och effektiviteten i 802.11ax. Och vi får inte heller glömma bakåtkompatibiliteten med äldre tekniker.
Kapacitet och effektivitet: OFDMA
Upp till 4x kapaciteten jämfört med 802.11ac-wave2. Absolut, löftena är fortfarande bara teoretiska och som en del av definitionen i den nya standarden. Det återstår att se vad som egentligen är möjligt i den verkliga världen, men det är ett faktum att sättet att utnyttja radiospektret kommer att förändras dramatiskt. Så det är i alla fall ett löfte som den nya standarden kommer att leva upp till. Kommer det att bli 4 gånger? (Observera att jag skrev ”upp till”, så jag föll lite för marknadsföringens locktoner, men du fattar poängen, eller hur?).
Än så länge använder wifi fortfarande OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) som en moduleringsteknik men 802.11ax kommer att införliva OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access), något som blir en stor fördel för effektiviteten hos det tillgängliga spektret.
802.11ax OFDMA lånar en teknik som är välkänd i mobilvärlden som kallas resursenheter (RU). Normalt när man använder OFDM skulle en enhet behöva en hel kanal för att sända signaler, oavsett mängden sändningsdata. OFDMA tar istället hänsyn till hur mycket data en enhet faktiskt vill skicka och kan reservera ett visst antal RU inom den tillgängliga kanalen. Det gör det möjligt att dela upp en kanal i flera block som kan tilldelas olika enheter. Den här formen av fleranvändarkommunikation gäller både upp- och nedströms trafik vilket gör den mycket effektiv för varje given kanal.
Bakåtkompatibilitet
Utvecklingen av 802.11ac fokuserade helt på 5GHz-frekvensbandet. Huvudingrediensen var bandbredd och 2,4 GHz-bandet nådde till slut gränsen för tillgängligt frekvensutrymme. Den senaste stora förändringen i 2,4 GHz skedde 2009 när 802.11n lanserades. Även om övergången till 5GHz hade någon form av uppsving när 802.11ac släpptes, är många enheter fortfarande beroende av 2,4 GHz som sin primära anslutning.
Under förslaget om 802.11ax var bakåtkompatibilitet inte bara till 5GHz utan även till 2,4GHz ett viktigt ämne. Nästan alla förbättringar som då föreslogs fungerar för båda frekvensband. Beslutet kommer att ha en stor inverkan på släppet av 802.11ax. Det största problemet att ta itu med nu är överlappning av kanaler i områden med hög densitet. Tekniken som används för att hantera detta är komplex och kommer att kräva ett annat sätt att tänka när det gäller att designa och förstå wifi-nätverk. Hur effektiv den blir får framtiden utvisa.
Alfabetssoppa
Här kommer ytterligare en förkortning till samlingen av wifi-akronymer: HEW. HEW står för High Efficenciy Wireless. Det är det nya termen som ges till 802.11ax. Som jag tidigare nämnt ligger tonvikten på effektivitet och det är vad termen HEW tydliggör.
Sammanfattningsvis kommer den nya standarden att ge wifi-världen en nytändning. Följande funktioner kan ses som de viktigaste:
- Ökad kapacitet, fler samtidiga användare
- Effektivare användning av radiospektret
- Högre genomströmning per användare
- Bakåtkompatibilitet med 802.11a /b/g/n/ac
- Fungerar i områden med hög densitet, både när det gäller slutpunkter och åtkomstpunkter
- Förbereder ytterligare avlastning från mobilnät till wifi
Som alltid kommer denna framväxande teknik att få vår fulla uppmärksamhet under de kommande månaderna. En ny standard som 802.11ax omfattar många nya tekniker som både kräver uppmärksamhet och förklaring. Tänk bara på att den inte är här ännu officiellt. IEEE PAR (Project Authorization Request) för 802.11ax blev klar i mars 2014 och den slutliga IEEE-standarden väntas i slutet av 2019. Tidplanen är inte ovanlig på något sätt. Som jämförelse: 802.11ac-projektet startade i september 2008 och den faktiska standarden blev tillgänglig i december 2013. Jag har redan sett några (pre-standard (draft) devices som blev tillgängliga förra året.
Den blev alltså ingen överraskning så som var fallet med 802.11n Draft 2.0. som du kanske kommer ihåg. Leverantörerna släpper ny hårdvara och mjukvara – en del är redan tillgängliga på marknaden, men glöm inte: Du behöver en 802.11ax-klient för att kunna ha användning för den nya standarden. Innan de flesta av klienterna har ersatts av 802.11ax-klienter, kommer du troligen att vara fast i en blandad miljö i några år till. Ändå verkar det som om revolutionen inom wifi nu har börjat. Självklart ska jag hålla ögonen på utvecklingen och uppdatera dig när det händer något intressant.
Låter detta intressant? Kontakta oss gärna så hjälper vi dig.
Läs mer om trådlösa wifi-standarder, 802.11v och 802.11k här.
Arjan Kievits tror inte på att vara kopplad med tråd. Sedan över 15 år specialiserar han sig på Wifi. Arjan gillar att hjälpa sina medmänniskor genom att dela kunskap.
Hans motto är: Ego är 1/kunskap. Ju mer kunskap, desto mindre ego. Arjan söker gränserna för wifi och vad det kan erbjuda.
Arjan arbetar som teknisk konsult inom trådlöst på Vosko/Conscia.
