Standard 802.11n przewiduje przesyłanie danych z maksymalną szybkością 600 Mb/s, ponad 10 razy szybciej niż protokół 802.11g. A to jeszcze nie koniec możliwości WLAN – organizacja IEEE już myśli o nowej technologii, która ma przekroczyć magiczną barierę 1 Gb/s. Jeśli wierzyć niektórym zapowiedziom, gigabitowy WLAN będzie dostępny już za dwa lata.
Wszystko wskazuje na to, że za kilka lat punkty dostępowe oferujące przepływności 1Gb/s i wyposażone w dwa radia będą ogólnodostępnym rozwiązaniem, podobnie jak obecnie urządzenia obsługujące standard 802.11g. Niewykluczone, że WLAN stanie się na tyle wydajny i szybki, aby stać się wreszcie realną alternatywą dla Ethernetu. Jednak perypetie związane z ratyfikacją 802.11n (na nowy standard trzeba było czekać sześć lat) świadczą o tym, że droga do gigabitowego Wi-Fi wcale nie musi być łatwa i przyjemna.
IEEE rozpoczęła prace nad nowym standardem WLAN o przepustowości powyżej 100 Mb/s już w 2003 roku. Dwa lata później została zatwierdzona specyfikacja draft 1.0, a w marcu 2007 roku wersja draft 2.0. Oficjalna ratyfikacja 802.11n nastąpiła dopiero we wrześniu 2009 roku. W tym samym czasie IEEE poinformowało o planach związanych z nową technologią 802.11ac, która umożliwi przesyłanie danych z szybkością 1Gb/s.
Nowe parametry Wi-Fi będą silnym magnesem przyciągającym właścicieli mniejszych i średnich biznesów. Firmy uzyskają większą wydajność sieci, przeznaczając mniej środków na jej wdrożenie bądź rozbudowę – im większy zasięg punktu dostępowego, tym mniej punktów jest potrzebnych do pokrycia danego obszaru.
Ale potrzeby przedsiębiorstw nie ograniczają się wyłącznie do bardzo szybkiego przesyłania danych. Takie czynniki, jak rosnąca liczba plików przesyłanych w sieciach i wzrost popularności wideo powodują, że oczekiwania w stosunku do WLAN są znacznie większe. Sieć musi być przygotowana na najgorsze scenariusze, uwzględniające lawinowy napływ danych, dlatego nie mniej ważne od prędkości jest odpowiednie wsparcie dla użytkowników korzystających z aplikacji absorbujących duże zasoby. Paradoksalnie, przyspieszenie WLAN oznacza również większe zapotrzebowanie na rozwiązania kablowe. Indywidualne punkty dostępowe obsługujące połączenia o przepływności ponad 300 Mb/s, a w przyszłości 1Gb/s, będą wymagały bardziej wydajnych łącz typu backhaul.
Burzliwa historia
W czasach, kiedy WLAN mógł zaoferować realne przepływności rzędu 20 Mb/s – 30 Mb/s, informacje o nowym standardzie niosącym ze sobą możliwości transferu na poziomie 75 Mb/s do 100 Mb/s poruszyły środowisko informatyczne. Niemniej, droga do ratyfikacji standardu 802.11n nie była usłana różami. Warto przypomnieć, że początkowej fazie krytyce poddano anteny MIMO – ich oponenci uważali, że są niepraktyczne i drogie. Dziś technologia znajduje powszechne zastosowanie nie tylko w 802.11n, ale również sieciach telefonii mobilnej 3,5 G oraz 4G, zapewniając lepszą wydajność i zasięg.
Podczas ciągnących się niemal w nieskończoność prac nad ratyfikacją standardu pojawiały się różne koncepcje, co wywołało dodatkowe zamieszanie. Sytuacja się ustabilizowała dopiero wraz wprowadzeniem przez organizację Wi-Fi Alliance w maju 2007 procesu certyfikacyjnego dla produktów spełniających podstawowe wytyczne standardu 802.11n. Producenci sprzętu zjednoczyli się w wysiłkach i wypracowali jednolite stanowisko dotyczące 802.11n. Wówczas stało się jasne, że wszystkie punkty dostępowe oraz adaptery będą obsługiwać dwa strumienie danych po 150 Mb/s, co zapewni przepływności rzędu 300 Mb/s. Nie byłoby to możliwe bez technologii MIMO, zwiększającej prędkość przesyłanych danych, dzięki transmisji wieloantentowej po stronie nadawczej i odbiorczej.
Istnieje co najmniej kilka konfiguracji MIMO, a najbardziej popularna 2×2 umożliwia transmisję i odbiór strumieni danych przez urządzenia wyposażone w dwie anteny. W nieodległej przyszłości na rynku powinny coraz częściej pokazywać się urządzenia obsługujące trzy, a nawet cztery przestrzenne strumienie danych. Takie rozwiązanie zapewni przepływność na poziomie 450 Mb/s przy wykorzystaniu trzech strumieni danych oraz 600 Mb/s przy czterech strumieniach.
Producenci chipsetów zdążyli zaprezentować nowe układy już w ubiegłym roku. Marvell oraz Atehros pokazali rozwiązanie pracujące w trybie 3×3, a Quantenna 4×3 . Jednak większość firm czeka na dalszy rozwój wypadków, a konkretnie certyfikat zgodności Wi-Fi Alliance – organizacji zrzeszającej kilkuset producentów sprzętu, oprogramowania i układów scalonych, w tym m.in. Apple, Cisco, Intel, Microsoft, Nokię. Organizacja kilkanaście dni po oficjalnej ratyfikacji standard 802.11n, poinformowała o rozpoczęciu nowego programu testowania rozwiązań 802.11n i przyznawania im certyfikatów zgodności.
Znalazły się w nim również pozycje dotyczące wykorzystania liczby strumieni danych podczas transmisji. Wi-Fi Alliance postanowiła przyznawać dwa znaki określające liczbę strumieni obsługiwanych przez urządzenie – „Dual-Stream” oraz „Multi-Stream”. Wprawdzie standard 802.11n przewiduje, że strumieni może być więcej niż trzy, ale Wi-Fi Alliance weźmie pod uwagę dwie możliwości – obsługę dwóch strumieni lub trzech strumieni.
Trudno powiedzieć, kiedy ruszy masowa produkcja urządzeń oferujących prędkości 450 Mb/s oraz 600 Mb/s. Niemniej, na rynku pojawiają się już pierwsze jaskółki. W październiku ubiegłego roku Apple zmodyfikowało swoją stację bazową Wi-Fi – AirPort Extreme oraz Time Capsule – punkt dostępowy i bezprzewodowe urządzenie do tworzenia kopii zapasowych. W rezultacie urządzenia działają w trybie 3×3. Co ciekawe, na stronach firmowych producent nie promuje nowego rozwiązania. Apple jedynie informuje klientów, że dzięki innowacjom wydajność produktów wzrosła o 50 procent, a zasięg zwiększył się o 25 procent w porównaniu do poprzednich wersji.
MIMO – siła zasięgu
Punkty dostępowe obsługujące trzy przestrzenne strumienie danych mogą charakteryzować się większym zasięgiem, niezawodnością oraz przepustowością. Jednak tym samym czasie nie można uzyskać optymalnych wartości wszystkich wymienionych parametrów. Przepustowość oraz niezawodność będą ze sobą konkurować.
Zdaniem Grega Ennisa, dyrektora technicznego Wi-Fi Alliance, dla mniejszych firm czy indywidualnych odbiorców nie ma to istotnego znaczenia, bowiem użytkownicy SMB przywiązują wagę przede wszystkim do zasięgu. W podobnym tonie wypowiada się Mike Hurlston, wiceprezes z Broadcom. „Przewaga produktów obsługujących trzy lub cztery strumienie danych nad innymi urządzeniami WLAN wynika głównie z szerokiego zakresu oddziaływania. Najbardziej cenną właściwością rozwiązań 3×3 bądź 4×4 jest uzyskanie zrównoważonej przepływności przy dużym zasięgu” – mówi Hurlston.
Firma aktualizująca swoją sieć WLAN o nowoczesne rozwiązania może zmniejszyć liczbę instalowanych punktów dostępowych, co zapewni lepszą wydajność przy mniejszych nakładach finansowych. Istnieje również alternatywna opcja, tzn. nowe punkty dostępowe, obsługujące kilka przestrzennych strumieni danych, zastąpią dotychczasowe urządzenia w relacji jeden do jednego. Takie rozwiązanie przyczyni się do rozszerzenia pasma i powinno znaleźć zastosowanie w sieciach, gdzie występuje duża liczba aktywnych użytkowników i urządzeń. Wysoka przepływność umożliwi transfer plików wideo oraz zwiększa pojemność całego systemu, a szybka transmisja danych powoduje, że użytkownicy Wi-Fi krócej okupują kanały.
Osobną kwestią pozostaje niezawodność. W sieci istnieją obszary, gdzie zasięg jest ograniczony lub sygnał w ogóle nie dociera, tzw. martwe punkty. Zastosowanie MIMO pozwala rozwiązać ten problem – jeśli nastąpi zanik sygnału w jednej antenie, a co za tym idzie spadek przepustowości łącza, niestłumiony sygnał dotrze do drugiej anteny. Dodatkowym plusem technologii jest niższy spadek przepustowości wraz z oddalaniem się od punktu dostępowego. „Jesteśmy w stanie poprawić wskaźniki o ponad 100 procent. Rozwiązania funkcjonujące na rynku pozwalają uzyskać przepustowość rzędu 180 Mb/s na odległości 9 metrów, nasze pozwolą dostarczyć identyczną przepływność w obrębie 18 metrów” – obiecuje Pen Li, menedżer produktu z firmy Atheros.
Gigabity w bezprzewodowej sieci
Kolejnym standardem, który pozwoli jeszcze bardziej podkręcić tempo przesyłanych w sieciach WLAN danych jest 802.11ac. Standard 802.11n może działać w zarówno paśmie 2,4 GHz, jak i 5 GHz. To pierwsze pasmo jest już bardzo przepełnione, dlatego poprawa parametrów przepływności jest w tym przypadku utrudniona. Wszystko wskazuje, że autorzy standardu 802.11ac postawią na wyższe pasmo, czyli 5 GHz. IEEE chce osiągnąć prędkość 1 Gb/s poprzez poprawę wydajności istniejących rozwiązań. Jednym ze sposobów jest wykorzystanie kanałów o większej szerokości. Dla przykładu, 802.11n wykorzystuje zarówno kanały o szerokości 20 MHz – podobnie jak starsze technologie 802.11a, b, g, jak i kanały 40 MHz – dwukrotnie zwiększające dostępne pasmo. Wszystko wskazuje na to, że prace pójdą w kierunku eksploatacji kanałów 40 MHz w mniej zatłoczonym paśmie 5 GHz.
Niektórzy wybiegają jeszcze bardziej w przyszłość, wspominając o kanałach 80 MHz, a nawet 160 MHz. Pewne możliwości drzemią również w poprawie jakości modulacji oraz kodowania. Ale warto pamiętać, że w przypadku technologii 802.11n tego typu zabiegi pozwoliły zwiększyć wydajność sieci zaledwie o 10 procent. Cała reszta to zasługa rozszerzenia pojemności kanałów oraz zastosowania kilku przestrzennych strumieni danych. W kontekście nowego standardu pojawia się termin MU-MIMO, co oznacza, że przesyłane w jednoczesnym czasie strumienie danych są transmitowane do różnych użytkowników na tych samych kanałach.
Trudno przewidzieć, czy IEEE zdąży do końca grudnia 2012 roku z ratyfikacją gigabitowego Wi-Fi. Nowe produkty w wersji draft standardu 802.11ac pojawią się na rynku prawdopodobnie nie wcześniej niż w przyszłym roku. Niemniej, idea bezprzewodowego biura, lansowana od kilku lat przez dostawców sprzętu, staje się coraz bardziej realna.
