Cisco – мировой лидер в области сетевых технологий
48,12
рейтинг
3 июля 2014 в 16:59

Разное → 802.11ac точки доступа Cisco: порог гигабитного Wi-Fi пройден

Как только была ратифицирована первая волна гигабитного Wi-Fi – 802.11ac компания Cisco, как один из участников разработки стандарта, выпустила первые аc-точки доступа. Именно они являются олицетворением Cisco High Density Experience: подходом по построению высокоскоростных Wi-Fi сетей с большой плотностью подключений.

Для начала ознакомимся с основными движущими факторами развития гигабитного Wi-Fi. Не всегда ясно, зачем передавать данные на таких скоростях, когда пользуешься веб-серфингом, смотришь ролики на youtube или читаешь посты в Facebook. Будет это происходить на скорости 100 Mbit/s или 500 Mbit/s — подключенному пользователю, по большому счету, все равно.

Преимущества нового стандарта лежат немного в других плоскостях. Первая из них – плотность подключений на точку доступа. Природа беспроводного эфира такова, что в один момент времени может передавать только одно устройство. И если оно работает на низкой скорости, то другим устройствам остается мало времени на передачу своей порции информации. Как только мы увеличиваем скорость подключения клиентов, что нам позволяет новый стандарт 802.11ac, — эфирное время начинает использоваться более эффективно. За единицу времени большее количество информации может быть передано, а значит, большее количество пользователей может работать на одной точке доступа. Далее в статье мы приведем пример, когда к одной такой точке доступа Cisco 2700 подключалось одновременно 100 клиентов.

Второе важное преимущество – время жизни батареи мобильного устройства. Логично предположить: если смартфон или планшет тратит меньше времени на передачу единицы информации, его батарея проработает дольше до следующей зарядки. В этом ролике отлично показано, что при закачке файла на мобильный смартфон по Wi-Fi заряд батареи на 802.11ac клиенте экономится ровно в 2 раза!



В мае Cisco анонсировала точки доступа 2700 серии с полноценной поддержкой 802.11ac первой волны. Это значит, что максимальная скорость передачи в радио-канале может составить 1.3 Gbit/s. Точка доступа снабжена тремя передающими и четырьмя принимающими радио-элементами (MIMO 3x4) и имеет новую архитектуру распределенной памяти.


Cisco Access Point 2700 Series

Подход High Density Experience, подразумевающий подключение большого количества клиентов на высоких скоростях, включает в себя несколько механизмов:

— Новая архитектура точек доступа. В отличие от конкурентных решений на рынке, Cisco 2700 и выпущенная ранее старшая сестра Cisco 3700 имеют дополнительную память на каждом радио-интерфейсе. На смену традиционному дизайну с единым пулом памяти пришел усовершенствованный: в новых точках Cisco каждый радио-чип (2.4Ghz и 5Ghz) имеет свой буфер в 128MB. Это позволяет добиться более высокой эффективности при выстраивании очередности пакетов от клиентов, не перегружая центральный процессор. Так называемая архитектура TurboBoost позволяет добиться лучшей производительности, чем у конкурентов. Это подтверждено независимыми отчетами Miercom.



— Увеличение скорости передачи клиентского устройства с помощью технологии Client-Link 3.0. Так называемый механизм Transmit Beamforming позволяет сформировать направленный луч в сторону клиента. Принимая сигналы на разные антенные элементы, точка доступа вычисляет разницу во времени, с которой сигнал пришел на каждую антенну. И затем корректирует эти фазовые сдвиги при отправке сигнала в направление клиентского устройства. Именно за счет того, что сигналы, складываясь в фазе, увеличивают общую амплитуду, скорость передачи для такого клиента увеличивается. Уникальность технологии Client-Link 3.0 заключается в том, что она работает для всех типов клиентов: 802.11 a/b/g/n/ac.

Cisco Optimized Roaming – механизм отключения «залипших» клиентов. Клиенты, находящиеся на границе покрытия точки доступа, начинают передавать данные на низких скоростях, поедая эфирное время. Все это вредит остальным клиентам и снижает их общую скорость. Именно оптимизация роуминга Cisco позволяет принудительно отключать такие «залипшие» мобильные устройства, заставляя их искать новую точку доступа или же пользоваться 3G-сетью.

Новые точки доступа уже проверены в бою. Доказательством того, что они справляются с большим количеством клиентов и при этом демонстрируют высокую среднюю скорость, является проведенное испытание Cisco совместно с NSA Show. Без применения особых инженерных прошивок и специализированных настроек, точка доступа Cisco 2700 смогла продемонстрировать одновременное подключение 100 клиентов разного типа.
Среди них были как 802.11ac, так и 802.11n мобильные устройства. При этом общая суммарная скорость передачи данных составила 316.9Mbit/s. Речь идет об эффективной скорости передачи данных на уровне TCP/UDP.


Источник: NSA Show (http://nsashow.com/AP2700/)

Поддержка стандарта 802.11ac, новая аппаратная архитектура и механизмы оптимизированного роуминга позволяют с помощью новой точки доступа Cisco 2700 и ее старшей сестры Cisco 3700 реализовать подход High Density Experience, при котором значительно возрастает количество подключенных клиентов, скорость передачи данных, появляется возможность передавать более емкий трафик и пользоваться мобильными приложениями.

Полезные материалы о:
точке доступа серии 2700
точке доступа серии 3700
подходе High Density Experience (HDX)

Юрий Довгань
Системный инженер Cisco
Автор: @uvexlj
Cisco
рейтинг 48,12
Cisco – мировой лидер в области сетевых технологий

Комментарии (30)

  • +1
    Логично предположить: если смартфон или планшет тратит меньше времени на передачу единицы информации, его батарея проработает дольше до следующей зарядки.

    А я слышал, что увеличение скорости передачи без значительного изменения ширины полосы пропускания возможно только путем улучшения (усложнения) алгоритма кодирования, те увеличением требуемой вычислительной мощности.

    Например, в сетях 3G от телефона требуется бОльшая вычислительная мощность, чем от такого же телефона, работающего в сети 2G
    • +3
      Те алгоритмы кодирования реализованы в железе. Их влияние на энергопотребление модуля по сравнению с влиянием самих передатчиков минимально.

      Про прожорливость 3G — это было так во времена, когда половина БС его не поддерживала (т.е. приходилось общаться на повышенных тонах с дальними БС, а также прыгать с 2G на 3G и обратно). Сейчас такого как правило не наблюдается.
    • 0
      Везде нужно искать «золотую середину». Если телефон нужен только для IM, то 2G будет оптимальным вариантом по затратам энергии. Если нужно скачать файл или большую картинку, то 3G/4G будет более оптимальным вариантом.

      Но я думаю, что разговоры о мобильной связи — это оффтопик и к теме не относится.
    • 0
      Вычислительная мощность растёт не по дням, а по часам (при том же или меньше энергопотреблении), а мощность передатчиков почти не меняется (хотя и тоже уменьшается с ростом чувствительности и всяких хитрых алгоритмов), поэтому выгоднее долго и сложно считать, а потом быстро передать.
  • 0
    Я нагуглил цену: $1,095 in the U.S.
    Это нишевый продукт. Для ынтырпрайза, наверное.
    • 0
      Если конкретнее, $1,095 за aironet 2700
      $1,495.00 за aironet 3700
      • +2
        Это нишевый продукт. Для ынтырпрайза, наверное.

        Спасибо, Кэп! Окружающие, наверное, думали, что всем нужна точка, способная не схлопнуться в сингулярность от сотни ассоциаций.
        Если конкретнее, $1,095 за aironet 2700
        $1,495.00 за aironet 3700

        Вполне нормальный ценник. У меня кое-где раскиданы уже старые 3600-е, за те же полтора килобакса по GPL. У вас, наверное, есть альтернативные варианты, более дешевые и способные справляться со сравнимой нагрузкой?

        Кстати, не вздумайте искать стоимость контроллеров с лицензиями на пару сотен точек (5508 или 5760), а то совсем напугаетесь :)
        • 0
          Всяк кулик своё болото хвалит… работа такая.
          Вот, например, Ruckus нахваливает ZoneFlex R700, пишут аж более 500 одновременных соединений (Capable of supporting over 500 clients).
          А мне страшно представить количество коллизий…
          • 0
            Ruckus нахваливает ZoneFlex R700

            Так та точка примерно столько же и стоит. $1300 по GPL. И у циски в даташите 200 клиентов заявлено, и циска как правило выставляет лимиты ниже того уровня, когда начнутся проблемы.
            А мне страшно представить количество коллизий…

            Откуда коллизии, если все на одном канале?
          • 0
            Вы все правильно говорите. Одно дело — количество ассоциированных клиентов, которые просто подключены к точке доступа (у нас это 200 на один радиоинтерфейс, то есть 400 суммарно на точку). Другое дело — активные клиенты.

            Wi-Fi среда — среда общего доступа. Прежде, чем передать сигнал, нужно убедиться, что эфир свободен, выждать случайное время и начать трансляцию. Чем больше клиентов, тем больше таких «выжиданий». То есть потерь емкости спектра.

            500 активных пользователей на точку доступа — это миф для Wi-Fi технологии.
  • +3
    Хорошая тема, что бы уточнить пару мучающих меня вопросов про 802.11ac:
    1. Правда ли, что при озвучивании максимальной скорости точки доступа маркетологи просто складывают скорость входящих и исходящих потоков, т.к. WiFi дуплекса не предполагает в принципе?
    Т.е. для например 2700-й модели максимальная теоретическая скорость в одном направлении составит 1/2 от указанных 1.3 гигабит/сек, т.е. около 650 мбит/сек?
    Или всё совсем плохо, и суммируется ещё и скорость работы в обоих диапазонах (2,4 и 5 ГГц), как было у некоторых производителей с 802.11n-точками?
    2. Правда ли, что оснащённые несколькими антеннами точки доступа при работе с одним устройством могут использовать только «одну антенну» — не правильно выразился, наверное, но суть в том, что при наличии например 4 антенн одно устройство сможет получить максимум 1/4 максимальной скорости точки доступа (если само дополнительно не ограничивает её) — в нашем случае 650/4=163 мбит/сек в одну сторону?
    И если у устройства например 2 антенны (ноутбук) — может ли он удвоить скорость по сравнению с аналогичным устройством с одной антенной?
    3. Так называемое «формирование луча» передающими антеннами — оно ведь эффективно только при передаче от точки к клиенту, а от клиента до точки всё зависит от антенны клиента? Т.е. возможна ситуация, когда точка доступа может своим «лучом» достать до клиентского устройства, но оно уже не сможет поддерживать связь ответными сигналами?
    4. Стандарт 802.11ac работает только в диапазоне 5 ГГц?
    ***
    Вопросы выше (и цифры) предполагают связь точки с клиентом по одному каналу (20 МГц). Как я понимаю, в 802.11ac можно объединять до 4-х каналов (80 МГц), что в теории позволяет при прочих равных удвоить скорость по сравнению с 802.11n.
    ***
    Прошу прояснить эти вопросы знающих людей, т.к. действительно интересно: если все мои утверждения выше верны, то для «домашних» пользователей особого толку в 802.11ac, т.к. скорость для одного устройства практически не изменится, а все улучшения направлены на расширение ёмкости эфира для поддержания работы бОльшего числа клиентов.
    • +1
      Правда ли, что при озвучивании максимальной скорости точки доступа маркетологи просто складывают скорость входящих и исходящих потоков, т.к. WiFi дуплекса не предполагает в принципе?

      Конечно. На одном канале в эфир может вещать только один передатчик в единицу времени.
      Т.е. для например 2700-й модели максимальная теоретическая скорость в одном направлении составит 1/2 от указанных 1.3 гигабит/сек, т.е. около 650 мбит/сек?

      А вот это уже плохая математика. Когда вы качаете файл, почти весь поток направлен в вашу сторону. Восходящие пакеты — маленькие редкие ack. Стоя близко к точке, в изолированной от ЭМ комнате, при правильной фазе луны, вы наверняка увидите около того самого гигабита.

      И только чуть позже, перечитывая написанное, я сообразил, что вы, вероятно, имеете в виду передачу данных от вайфай клиента к вайфай клиенту (для меня это очень нетипичная задача). Да, тут теоретический максимум уполовинивается.
      при наличии например 4 антенн одно устройство сможет получить максимум 1/4 максимальной скорости точки доступа

      Если почитаете даташиты к вайфай адаптерам, то увидите, что например 802.11n дает 300мб/с только для MIMO 2x2 (и на клиенте, и на точке). Если хотя бы с одной стороны хуже, будет не более 150мб/с (а если канал 20мгц, то еще раз уполовиниваем). Это все из-за наличия/отсутствия пространственного мультиплексирования, позволяющего все-таки выдавать одновременно два потока.
      Т.е. возможна ситуация, когда точка доступа может своим «лучом» достать до клиентского устройства, но оно уже не сможет поддерживать связь ответными сигналами?

      У точки как правило хороший запас по чувствительности. Рассмотренные в статье точки к примеру предназначены в первую очередь для плотных инсталляций, когда их передатчики будут выкручены на минимум (чтобы друг другу меньше мешать).
      Как я понимаю, в 802.11ac можно объединять до 4-х каналов (80 МГц), что в теории позволяет при прочих равных удвоить скорость по сравнению с 802.11n.

      Если мне склероз не изменяет, у 802.11n около 75мбит/с на поток, а у .ac — 85мбит/с. Уже маленький профит. Ну и да, теоретически можно и 80мгц полосу использовать. Только окажется, что каналов начинает не хватать (диапазон очень по-дурацки разбит, да еще и DFS изредка портит радость). И, традиционно, если ваш сосед использует 20мгц, но эти 20мгц попадают в ваш диапазон, то у вас определенные проблемы. Хорошо хоть 5ггц плохо через стены ходит.
      для «домашних» пользователей особого толку в 802.11ac

      Ну как… Сейчас современные телефоны вовсю начинают дружить с ним. На точках тоже появляется, включая хомячковые. Сейчас-то профит небольшой (но не нулевой), но через пару лет брать роутер без .ac будет примерно так же разумно, как сейчас брать роутер без .n. Опять же, технология приятная, многие проприетарные костыли стандартизированы.
      • 0
        ***
        И только чуть позже, перечитывая написанное, я сообразил, что вы, вероятно, имеете в виду передачу данных от вайфай клиента к вайфай клиенту
        ***
        Нет, имел ввиду именно участок «провод WiFi». Если два клиента WiFi — то там ещё хуже всё.
        Но в целом спасибо, вкупе с ответом uvexlj ситуация начинает прояснятся.
    • 0
      Здравствуйте. Спасибо за внимание к статье. Постараюсь ответить на Ваши вопросы:

      1. В WI-Fi в один момент времени всегда идет передача в одну сторону. Здесь все работает только в полу-дуплексном режиме. Все скорости указываются в одном направлении. То есть при закачке файла, просмотре видео происходит обмен в большей степени в одном направлении.
      Хочу еще также отметить, что есть 2 понятия скорости:
      Первая — это скорость в радио-канале. Туда включается так называемый overhead: контрольные пакеты, заголовки и т.д. Вторая — это эффективная скорость передачи данных. После исключения всей служебной информации, мы получаем реальную скорость на уровне TCP/UDP. В 802.11ac эффективная скорость передачи колеблется в диапазоне 60-70% от скорости радиоканала.
      Итого, если клиент подключился на скорости 1.3 Gbit/s, его эффективная скорость передачи данных составит около 900 Mbit/s.

      2. На скорость передачи существенно влияет основных 3 параметра: количество пространственных потоков (которое часто соотносится с количеством принимающих антенных элементов), ширина канала (20/40/80 Mhz) и модуляция.

      У большинства смартфонов сегодня поддерживается 1 пространственный поток, так как они содержат всего лишь один приемник и один передатчик.
      Поэтому такое устройство будет развивать меньшую скорость, чем hi-end ноутбук с 3-мя антеннами элементами.

      К примеру, большинство смартфонов, поддерживающих 1 пространственный поток, будут развивать скорость в радиоканале от 290 до 430 Mbps в зависимости от типа модуляции (64-QAM или 256-QAM). Это в рамках стандарта 802.11ac.
      Я знаю, что у Samsung Galaxy S5 есть поддержка 2 пространственных потока. Там максимальная скорость 870 Mbps.

      В то же время у MacBook Pro с 3-мя антенными элементами — 1.3Gbps.

      3. Да. формирование направленного луча в данном случае эффективно в сторону клиента. Эта технология эффективна в тех случаях, когда клиент находится не на границе соты. За счет ее мы поднимаем скорость каждого конкретного клиента, тем самым увеличивая общую емкость спектра.

      4. 802.11ac работает в 5 Ghz диапазоне, так как требует несколько непересекающихся каналов шириной 80 Мгц.
      Но все 802.11ac точки обратно совместимы с 802.11 a/b/g/n устройствами.

      Кстати, в 802.11ac поддержка 80 Мгц канала клиентскими устройствами и точками доступа является необходимым требованием.

      С радостью отвечу на дополнительные вопросы.
      Юрий
      • 0
        Спасибо, в принципе теперь более-менее ясно. Как вы поняли, наверное, интересовали именно особенности 802.11ac именно в домашней сфере, когда используется небольшое количество клиентских устройств.
        Что ж, устройства, использующие «1 пространственный поток, будут развивать скорость в радиоканале от 290 до 430 Mbps в зависимости от типа модуляции» в одну сторону — вполне неплохо, всё таки есть заметный прирост по сравнению с 802.11n.
        Понятно, что это для случая использования максимальной ширины канала в 80 Мгц, которых может не быть свободных, ну да ладно.
        Не очень понял вот это:
        ***
        802.11ac работает в 5 Ghz диапазоне, так как требует несколько непересекающихся каналов шириной 80 Мгц
        ***
        Зачем несколько? Получается, несколько близкорасположенных точек доступа 802.11ac(например в офисном центре) займут весь эфир и будут мешать друг другу ещё быстрее, чем в случае 802.11n с его одним удвоенным каналом в 40 МГц?
        И ещё вопрос: на 802.11n-точках доступа наблюдал значительное снижение скорости работы с клиентами 802.11n, когда в Wi-Fi сети появлялись устаревшие устройства 802.11b/g, при том что последние не создавали какой-то заметной нагрузки на сеть. Понятно, что некоторого замедления не избежать, но отмечал именно значительное (в 2 и более раз) снижение скорости.
        Это недостаток «бытовых» точек доступа, или общее явление, и страдает ли подобным устройства 802.11ac?
        • +2
          40 Mhz для 802.11n и диапазона 2.4ГГц в корпоративной среде никогда не используется. Даже Enterprise-оборудование не поддерживает 40 Мгц каналы на 2.4.
          Связано это с тем, что в офисах устанавливается часто более одной точки доступа. И нужно организовать покрытие с непересекающимися каналами, чтобы точки доступа друг другу не мешали.

          Вот как выглядит спектр 2.4 ГГц с 3-мя непересекающимися каналами:

          image

          Мы можем ставить точки таким образом, чтобы соседние работали на разных каналах:

          image

          Если мы объединим 2 непересекающихся канала в 40 Mhz, нам не останется ничего для организации непересекающихся по частотам сот. Все соседние точки будут работать на одном канале и создавать друг-другу помехи.

          В 5 Ghz каналов значительно больше. И даже с 80 Mhz мы имеем возможность выделить 4 неперсекающихся:

          image

          Что касается Вашего второго вопроса. Если Wi-Fi сеть настроена для поддержки 802.11b клиентов, точка доступа начинает слать в эфир менеджемнт-пакеты на скорости 1 Mbit/s, тем самым очень сильно утилизируя емкость сети. Другим скоростным клиентам просто не остается времени для передачи информации.
          По нашим расчетам, при выставлении наименьшей обязательной скорости 1 Mbit/s, съедается более 60% эффективной емкости радиоспектра.
          Лучшей практикой является отключение 802.11 b скоростей (если не требуется поддержка специализированных клиентов для ряда промышленных задач).
          • 0
            Ясно. Просто сбило с толку слово «требует несколько непересекающихся каналов» в вашей фразе. Понял, что имелось в виду «возможность уместить в нужный диапазон несколько каналов».
            По поводу устаревших устройств — так и решил проблему, просто запретив для устройст b/g возможность подключатся к сети. Недовольные были отправлены за новыми девайсами :)
  • 0
    Когда эти точки в России можно будет купить? Либо хотя бы модули AIR-RM3000AC-R-K9 для предыдущего поколения? Есть ли хоть какая-то возможность уже сейчас завести AC на контроллере и точках с доменом -R-? На цискоконнект никаких сроков так и не назвали.
    • 0
      Я проконсультируюсь с коллегами из РФ и отвечу Вам здесь.
      Лично я работаю с другими странами СНГ, поэтому не компетентен в этом вопросе.
    • 0
      Ситуация следующая: в настоящий момент ведется работа над созданием НПА на стандарт 11ас. До принятия нормативной базы использовать точки стандарта 11ас не представляется возможным. При этом локальный офис Cisco работает над тем, чтобы сделать платформы 27/37 доступной для российских заказчиков (с ограничением по использованию технологии 11ac) в 2014 году.
  • 0
    Здравствуйте. Какой у них радиус действия?
    • 0
      Добрый день. Все очень зависит от модели внедрения.
      Если это открытый зал без перегородок — радиус будет один. Если это офис — другой.
      Второй параметр — это требования по полосе пропускания. Если мы хотим добиться максимальной полосы пропускания на всем радиусе соты, то он будет меньше. Если скажем, что 6 Mbps на границе — это приемлемо, сота будет шире.

      Обычно в условиях плотных подключений офисных сред мы рекомендуем ставить точки доступа каждые 18-25 метров. Но не по причине ограничения радиуса действия, а по причине того, чтобы на точку доступа не цеплялось слишком много пользователей, и они получали качественный сервис на высоких скоростях.

      В открытой местности точка может пробить и на 100+ метров.
  • 0
    Доказательством того, что они справляются с большим количеством клиентов и при этом демонстрируют высокую среднюю скорость, является проведенное испытание Cisco совместно с NSA Show.

    image
    Источник: NSA Show (http://nsashow.com/AP2700/)

    Хм… В который раз читаю и смотрю на иллюстрацию, и всё кажется, что здесь что-то не так.
    • 0
      Что не так? Все правильно: один — из Cisco, другой — из NSA Show.
      А «клиенты» — не обязательно должны быть людьми.
      И экраны можно погасить — при проведения теста на них можно и не смотреть.
      • 0
        Новые точки доступа уже проверены в бою.

        Это, я как понимаю,
        один — из Cisco, другой — из NSA Show

        бьются?
        • +1
          Не совсем верно. На фотке момент после боя — остальных уже перебили!
          • 0
            • +1
              А, теперь более-менее понятно.
              mongolio намекает на то, что бой не настоящий, а постановочный.
              При выражении «проверены в бою» ожидается что проверки были проведены в реальных ситуациях реальными людьми.
              У вас же обычное тестирование.
              Мне кажется будет уместным слегка перефразировать данное предложение в статье, дабы не вводить остальных в заблуждение.
              Нисколько не сомневаюсь в возможностях циско-девайсов, но в данном месте слова расходятся с иллюстрациями.
              • –1
                Для этого в статье были даны ссылки на отчеты.
                Проверяли реальные люди, сотрудники независимой организации NSA Show совместно с Cisco. В отчетах указаны все условия.
              • –1
                При выражении «проверены в бою» ожидается что проверки были проведены в реальных ситуациях реальными людьми.

                Реальные условия были бы намного более щадящими.

                Под словом «клиент» в контексте вайфая понимается не человек, а устройство, оборудованное вайфай модулем и подключающееся к точке доступа.

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

Самое читаемое Разное