Реаліті-тест Wi-Fi-6 ‒ глибоке занурення

Про технологію Wi-Fi-6, її переваги та відмінності від попередніх стандартів детально і дуже цікаво розповідають у своєму блозі «WN Blog 003 – WiFi-6 Deep Dive & Real World Testing» хлопці з WiFi Ninjas, які спільно з компанією Natilik тестували нове покоління бездротових технологій — 802.11ax або Wi-Fi-6.

Представляємо вам історію проведеного дослідження, розказану самими авторами-учасниками.

Ми тільки-но провели дослідження мережі Wi-Fi-6 спільно з компанією Natilik і доклали чимало часу та зусиль на підготовку до цього заходу: записали яскравий підкаст на Wi-Fi 6 з Девідом Коулманом, старанно вивчали та тестували ах з деякими Wi-Fi-6 клієнтами на працюючому Wi-Fi-6 АР бета-коді, який дозволяв використовувати характерні особливості ах.

Тепер ми маємо можливість поділитися з вами нашими реальними результатами та досвідом роботи з Wi-Fi-6.

Але спочатку дозволимо собі невеличкий технічний відступ, власне, про сам стандарт Wi-Fi-6.

Новий стандарт бездротових локальних комп’ютерних мереж IEEE 802.11ax, або Wi-Fi-6 вперше був представлений Wi-Fi Alliance 3 жовтня 2018 року.  Wi-Fi-6 — це спрощена назва стандарту, який визначає пристрої, що підтримують технологію 802.11ax. Пристрої WiFi-5 підтримують технологію 802.11aс, а WiFi-4 — технологію 802.11n

Перш ніж перейти до нашого тестування та пошуку давайте зробимо невеличкий екскурс в історію еволюції Wi-Fi:

Еволюція  Wi-Fi

Мал.1. Етапи розвитку Wi-Fi

.

Згадаємо лише ключові етапи:

  1. У 802.11a додано підтримку OFDM та модуляцію 64 QAM, що дозволяє нам використовувати амплітуду та фазу для представлення 64 різноманітних символів, які містять більше даних в тій самій TxOP (Transmit Opportunity), значно збільшуючи пропускну здатність з 11 Mbps до 54 Mbps.

  2. У 802.11n додана підтримка MIMO та екранування каналів ‒ обидві ці функції надзвичайно корисні:

  • MIMO дозволяє нам використовувати кілька прийом/передавальних антен або для збільшення смуги пропускання (просторове мультиплексування), або для підвищення якості сигналу, що приймається чи передається (TxBF та MRC). Варто зазначити, що через неможливість об’єднання кількох функцій MIMO, просторове мультиплексування є найбільш популярним вибором;

  • поєднання каналів дозволяє більш ніж вдвічі (менший % нульових транспортувань у більш широкому каналі) збільшувати швидкість передачі даних кожного разу, коли ми подвоюємо ширину каналу. Пам’ятайте, що канали зв’язку можуть збільшувати завади в каналах (CCI, ACI), а подвоєння ширини каналу зменшує SNR на 3 dB через подвоєння мінімального рівня шуму.

  1. 802.11ac порівняно з 802.11n значно спростився: зокрема, кількість доступних типів PPDU було скорочено з трьох у Wi-Fi-4 (HT, застарілі та змішані) до лише одного у Wi-Fi 5, який без проблем підтримував роботу застарілих девайсів. Крім того, у стандарті вказаний лише один тип наявного TxBF замість двох. Головною метою переходу від Wi-Fi-4 до Wi-Fi-5, крім спрощення, було збільшення швидкості.

  2. Щодо 802.11ax, то це не стільки про швидкість, скільки про ефективність (але він також швидший, тому користувачам зараз вже немає на що жалітися!).

Тепер, після короткого огляду еволюції Wi-Fi, повертаємося до детального огляду 802.11ax, щоб зрозуміти, що в ньому нового і що покращилося.

802.11ах - що нового та кращого?

Мал.2 Переваги 802.11ax

.

Ми знаємо, як всі бажають побачити деякі технічні штучки, то ж поїхали!

Давайте зазирнемо у наші нотатки (ми вирішили, що будемо писати саме так, уникаючи книжного чи рекламного стилю). Це ‒ суміш знань, зібраних при прослуховуванні інших ax-підкастів (дякуємо CTS!), читанні ax-блогів (подяка David Coleman!) та нашого тестування у польових умовах.

802.11ax OFDMA (обов`язковий UL & DL) ‒ це той самий секретний соус )))

OFDMA (множинний доступ з ортогональним частотним розділенням) працює в Uplink чи Downlink в будь-який момент часу ‒ додає ефективності, але не дозволяє одній точці доступу (АР) працювати у напівдуплексному режимі.

Потужний результат дає цифрова модуляція OFDMA в поєднанні з BSS Coloring (маркування пакетів у каналах з метою розпізнавання свій-чужий).

Різниця між OFDM та OFDMA

  • Кількість та розмір субнесучих:

  • в 4 рази більше субнесучих каналів в OFDMA, ніж у OFDM;

  • 64 субнесучих у каналі 20 MHz в OFDM;

    • ширина 312.5 KHz

  • 256 субнесучих у каналі 20 MHz в OFDMA;

    • ширина 78.125 KHz

  • Symbol-тривалість у OFDMA збільшилась у 4 рази:

  • передача на визначеній субнесучій частоті впродовж тривалого часу;

  • захисний інтервал — це час між передачею кожного символу;

  • перехід з 3.2 мікросекунд з OFDM на 12.8 мікросекунд.

Чи збільшує OFDMA пропускну здатність порівняно з OFDM? Ні! Подивіться таблицю MCS, де немає абсолютно ніякої різниці у швидкостях при використанні 802.11ax OFDM чи OFDMA:

  • OFDM використовує 64 субнесучі, 12 субнесучих каналів GuardNull = 18,75%.

  • OFDMA використовує 256 субнесучих, 22 GuardNull субнесучих каналів = 8,5%.

Це може свідчити, що OFDMA більш ефективний, адже має більш високий процент масиву даних, що передаються, але якщо також врахувати щонайменше вдвічі довші захисні інтервали, що використовуються в ax (в ac зазвичай використовується 0.4us, тоді як в ax використовується 0.8us чи більше), маємо кращу збалансованість.

OFDMA вводить більш вузькі «дитячі канали», а вужчий канал = краще SNR = краща схема модуляції, яка працює довше при віддаленні від точки доступу = щасливіші клієнти та краща загальна ефективність соти.

Типи каналів.

  • Найменший підканал складається з 26 субнесучих каналів.

  • Тип субнесучих каналів:

  • субнесучі канали даних;

    • актуальна база даних;

  • пілотні субнесучі канали:

    • не менше 2 на RU (resource unit);

    • використовується для синхронізації зв’язку;

  • субнесучі канали постійного струму (DC):

    • постійний струм;

    • приблизна центральна частота субканалу;

    • легко проглядається у FFT (швидке перетворення Фур’є або спектральний аналіз сигналів), розділяючи канал пополам;

    • залежно від ширини каналу та RU, ми можемо мати від 3 до 7 субнесучих каналів постійного струму.

  • охоронні субнесучі канали:

    • розміщені в кінці каналу.

  • нульові субнесучі:

    • не розміщені в кінці каналу.

  • RU структури:

    • 26-тональний RU складається з 24 субнесучих даних та 2 пілотних субнесучих;
    • 52-тональний RU складається з 48 субнесучих даних та 4 пілотних субнесучих;
    • 106-тональний RU складається з 102 субнесучих даних та 4 пілотних субнесучих;
    • 242-тональний RU складається з 234 субнесучих даних та 8 пілотних субнесучих;
    • 484-тональний RU складається з 468 субнесучих даних та 16 пілотних субнесучих;
    • 996-тональний RU складається з 980 субнесучих даних та 18 пілотних субнесучих.

Субнесучі постійного струму (DC) використовуються для субнесучих, які розташовані в центрі каналу. Залежно від ширини каналу та кількості тонів, що використовуються, число субнесучих постійного струму може варіюватися (наприклад, 3 чи 7 для каналу шириною 20 MГц). В більшості випадків це буде 7 для каналів шириною 20 MГц та 80 MГц і 5 для каналів шириною 40 MГц.

Канали шириною 20 MГц мають 11 захисних інтервалів: перші 6 та останні 5 каналів.

Легко, правда? Давайте поглянемо на просту діаграму, на якій візуалізуються основні концепції OFDMA:

Різниця OFDM та OFDMA

Мал.3. Концепції OFDM та OFDMA

.

Щоб було ще простіше, ось так виглядають субнесучі. Важко сказати, де Francois та Rowell з CTS знайшли це, але це найкраща структура OFDMA субнесучої на каналі 20 MГц, яку ми коли-небудь бачили:

OFDMA субнесучої на каналі 20 MГц

Мал.4 Структура OFDMA субнесучої на каналі 20 MГц

.

Ось схеми, вилучені з чорновика документу 802.11ax, який детально описує структуру субнесучих для кожної ширини каналу з використанням різних розмірів RU:

Структури субнесучих для каналів різної ширини

Мал. 5(а,б,с) Структури субнесучих для каналів різної ширини

.

Структури субнесучих для каналів різної ширини

Мал. 5(а,б,с) Структури субнесучих для каналів різної ширини

.

Структури субнесучих для каналів різної ширини

Мал. 5(а,б,с) Структури субнесучих для каналів різної ширини

.

Насамкінець, подивіться повну таблицю MCS нижче. Виділіть трохи часу, щоб розібратися з цим.

Таблиця MCS

Мал.5д. Повна таблиця MCS

.

Тепер давайте звернемо увагу на BSS Coloring (base station subsystem кольорове маркування).

BSS маркування (не обов’язкове) — краще використовувати на рівні CCI ніж RX-SOP

Використовувати BSS Coloring можна за умови:

  • дві AP (точки доступу) поряд не будуть працювати ̶ «перехресні перешкоди» занадто високі ̶̶ обидві вважають середовище зайнятим та борються за ефірний час.

  • дві AP у сусідніх кімнатах будуть працювати  ̶̶  «перехресні перешкоди» ігноруються

BSS Coloring реально вирішує проблеми CCI (міжканальної інтерференції), які RX-SOP (запуск отримання пакету) намагався виправити;

Кілька точок доступу можуть працювати на одному і тому ж каналі в одній зоні без додавання в CCI

Де можна побачити BSS Color:

  • HE PHY> Ext Tag: HE Operation> BSS Color Information (див. малюнок нижче);

  • входить до складу різноманітних фреймів: beacon frames (запит на надсилання), re-association frames (запит на повторне підключення), probe responses (відповідь на запит) тощо.

Як BSS Colours впливає на структуру:

  • структура не змінюється — як і раніше спрямований на обмеження CCI  ̶̶  подумайте про застарілі девайси.

AP може надсилати дані про зміни BSS – кольору:

  • якщо AP бачить іншу AP того ж каналу і того ж кольору, вона може вирішити змінити колір;

  • фрейм активації;

  • аналогічно механізму переміщення каналу DFS;

  • чи можуть клієнтські девайси передавати інформацію про BSS / канал назад до AP?

Вперше визначено у 802.11ah.

Зіткнення все ще можливе у межах зони одного кольору.

  • Повторна передача буде відбуватися як звичайно.

BSSC покращить SNR за рахунок зниження перешкод та зменшення кількості колізій.

63 кольори /номери доступні на кожному каналі.

Малюнок нижче, наданий розробникам, на жаль, не пояснює, як розробники реалізують BSS Coloring

Схема роботи BSS Coloring

Мал.6. Схема дії BSS Coloring

.

Наступним розглянемо TWT (Target Wake Time)

Target Wake Time (Цільовий час пробудження)  ̶̶  TWT (обов’язковий  ̶̶̶  для АР, не обов’язково  ̶̶  для клієнтів)

Діаграмма роботи TWT

Мал. 7. Схема TWT

.

Завдання Wi-Fi 6 згідно схеми:

  • зростання ефективності без збільшення енергоспоживання;

  • підвищення енергоефективності: відповідь  —   TWT;

  • TWT використовується для допомоги у мінімізації конфліктів між клієнтами та для скорочення часу активності клієнта у режимі економії.

AP керує розкладом TWT. Вперше технологія була представлена у 802.11ah/HaLow. Вона була націлена на IoT (інтернет речей), але є дуже вигідною для мобільних телефонів та ноутбуків.

Три режими роботи TWT:

  • 1. Індивідуальний:

  • клієнтський пристрій сам регулює режим сну та активності;

  • взаємодіє з AP;

  • клієнт може надсилати свій графік потужності на AP;

  • AP отримує цей графік і за ним останнє слово;

  • AP повинна відслідковувати кілька графіків TWT для кожного пристрою, який його використовує.

  • 2. Роздача:

  • в основному мультиадресний і зворотній трафік.

  • 3. Енергозбереження, що підлаштовується під запити.

Із TWT клієнтські пристрої перебувають у сплячому режимі стільки, скільки потрібно:

  • день, тиждень, місяць тощо;

  • клієнт може запропонувати AP свій графік сну;

  • за AP останнє слово  ̶̶  може прийняти, відхилити чи змінити цей графік;

  • AP повинна підтримувати шлях розкладу TWT для всіх пов’язаних девайсів, які її використовують;

Завдяки перевагам енергозбереження TWT зменшує конфлікти між клієнтами.

MU-MIMO (вибірковий) — рекламний трюк чи ні?

Коротко: MU-MIMO використовується для передачі кількох одночасних потоків даних AP <-> STA (станція) через одну AP. Звучить чудово, але для роботи MU-MIMO необхідно виконати ряд умов:

  • STA повинна бути на іншій фізичній стороні від AP;

  • дані повинні бути буферизовані на всі STA одночасно ̶ всі STA передають АБО отримують, і ніколи не обидві операції разом в будь-який момент часу;

  • фрейми AP повинні бути для кожного пристрою однакового розміру;

  • клієнтські станції та точки доступу повинні підтримувати роботу MU-MIMO.

Чим більше заглиблюватися у це, тим складніше —  треба більше антен на АР, щоб технологія MU-MIMO мала зміст. 4 × 4: 3 (доволі популярний мікс на спільних точках доступу) дозволить нам використовувати, наприклад, 2 × 2: 2 та 2 × 2: 1. Деякі виробники випускають AP з 8×8, і це чудово підходить для MU-MIMO, але як щодо енергоспоживання AP? Більше антен чи більше радіостанцій = підвищене енергоспоживання як на АР, так і на стороні клієнта. 802.3at (30 Вт) більше вже не знизить його, і немає впевненості, що збільшення кількості антен оновить інфраструктуру комутації для підтримки UPoE (Cisco, 60W) чи 802.3bt (стандарт, 90 Вт). Крім того, нам невідомі клієнти, які підтримують MU-MIMO в обох напрямках.

Наостанок, давайте поглянемо на нову схему модуляції!

1024 QAM (обов’язковий) — чи потрібно бути максимально близько до АР?

Існує популярна теорія, що 1024 QAM ̶ пуста трата часу, адже ви мусите буквально помістити свій девайс у АР, щоб досягти цього. Це правда? Не обов’язково! Ми провели певний тест та налаштували MCS (Modulation and Coding Scheme) 10 та 11 (в обох випадках використовуючи 1024 QAM) одночасно достатньо швидко віддаляючись від АР. Дозвольте повернутися до цього пізніше.

А зараз давайте розберемося, що таке 1024 QAM і як це змінить наше життя? Це просто більш швидка схема модуляції. Чергова версія, а не кардинальна зміна, що забезпечує до 20% теоретичного приросту (реально ̶ менше). Досить корисна штука! Більша пропускна здатність = менше часу, проведеного в ефірі.

Це має зміст навіть більше при використанні з OFDMA та RU ̶̶ більш вузькі «дитячі канали» (RU) пропонують краще SNR (співвідношення сигнал/шум), ніж 20 MГц OFDMA 242 тони чи 20 MГц OFDM, а, отже, буде простіше підтримувати 1024 QAM на ще більшій відстані.

Давайте повернемося до АР. Ми хотіли охопити і звернути увагу на деякі з попередніх стандартів точок доступу, які були випущені, і пояснити деякі з використаних термінів.

Cisco Wi-Fi 6 WAPs (Wireless Application Protocol) ̶ це протокол, чи технічний стандарт, який описує спосіб, за допомогою якого інформація з Інтернету передається на невеликий дисплей мобільного телефону.

Сisco WiFi 6 WAPs

Мал. 8. Сisco WiFi 6 WAPs

.

Meraki WiFi 6 WAPs

Мал. 9. Meraki WiFi 6 WAPs

.

Як і нам, вам, можливо, було б цікаво, яка різниця між тим, що може бути сертифікованим і тим, що може бути сумісним? Ми звернулися до наших контактів у Cisco та отримали наступні відповіді:

«На ринку вже є деякі точки доступу Wi-Fi 6, призначені для перших користувачів і клієнтів, які прагнуть перевірити новий стандарт. Точки доступу, які випущені раніше, будуть відповідати попереднім стандартам АР, тому що новий стандарт ще не затверджений. Це означає, що основні функції, які є частиною Wi-Fi 6, можуть не підтримуватися на деяких з точках доступу старого стандарту. Однак, із виходом нового стандарту, деякі з цих точок доступу зможуть бути сертифіковані через оновлення програмного забезпечення та підтримуватимуть функції Wi-Fi 6. Такий підхід аналогічний впровадженню попередніх поколінь, таких як 802.11ac і 802.11n.

Хочеться уточнити кілька моментів:

  • сертифікований = буде Wi-Fi-6 сумісний в майбутньому з оновленням програмного забезпечення;

  • сумісний = працює, але не підтримує всі функції WiFi-6;

  • OFDMA – це нова функція Wi-Fi-6 і обов’язкова в обох напрямках;

  • не OFDMA = не відповідає, не сумісний з WiFi-6.

Таке відчуття, що ми повторили еволюцію WiFi. То що ж нового і що покращилося у WiFi-6, і яка різниця в деяких WAP у WiFi-6? Давайте перейдемо до нашого тестування.

Ми нарешті отримали в руки AP, що працюють на WiFi-6 (Cisco Cat 9115 ̶̶ дякуємо Cisco!) та два девайси WiFi 6 від Samsung (Samsung s10e). Ми були дуже схвильовані, оскільки дуже любимо щось виробляти з WiFi .

WiFi-6 час тестування!

Отже перед вами те, що ми використовували: Cisco 9115 AP та 2x Samsung S10e:

Cisco Cat 9115 WiFi 6 APs та Samsung S10e’s WiFi 6

Мал. 10. Cisco Cat 9115 WiFi 6 APs та Samsung S10e’s WiFi 6

.

Дуже щасливі Мак і Мет, які демонструють два Ekahau Sidekicks (тестери для перевірки, оптимізації та пошуку несправності мереж Wi-Fi, що використовуються для спектрального аналізу та захоплення пакетів:

Мет та Мак в процесі тестування WiFi 6

Мал. 11. Мет та Мак, які тестують Wi*Fi 6

.

На даному етапі у створеній домашній мережі Мака вони працюють із Cisco WLC3504, яка була оновлена до AireOS 8.9, оскільки це перша версія програмного забезпечення, що підтримує Wi-Fi 6 WAP.

Cisco WLC 3504 на коді Cisco AireOS 8.9, конфігурація 802.11ax 1:

Cisco WLC 3504 on Cisco AireOS 8.9 code, 802.11ax configuration pt 1

Мал. 12. Cisco WLC 3504 on Cisco AireOS 8.9 code, 802.11ax configuration pt 1

.

Cisco WLC 3504 802.11ax конфігурація 2:

Cisco WLC 3504 on Cisco AireOS 8.9 code, 802.11ax configuration pt 2

Мал. 13. Cisco WLC 3504 on Cisco AireOS 8.9 code, 802.11ax configuration pt 2

.

Тепер, коли все налаштовано правильно, ми підключили два Samsung S10e до Cisco 9115 AP, а маленький логотип 6 тепер з‘явився поруч із піктограмою WiFi, що нам обом здалося досить крутим і захоплюючим! Мак не міг спати майже тиждень через це надмірне хвилювання)))

Samsung WiFi 6 Logo

Мал. 14. Samsung WiFi 6 Logo

.

Ми вирішили подивитися на деякі бездротові захоплення пакетів, щоб побачити, що відбувається.

Cisco Cat 9115 AP AireOS 8.9 PCAP 1

Мал.15. Cisco Cat 9115 AP AireOS 8.9 PCAP 1

.

Cisco Cat 9115 AP AireOS 8.9 PCAP 2

Мал.15а. Cisco Cat 9115 AP AireOS 8.9 PCAP 2

.

Cisco Cat 9115 AP AireOS 8.9 PCAP 3

Мал. 15б. Cisco Cat 9115 AP AireOS 8.9 PCAP 3

.

Cisco Cat 9115 AP AireOS 8.9 PCAP 4

Мал.15в. Cisco Cat 9115 AP AireOS 8.9 PCAP 4

.

Cisco Cat 9115 AP AireOS 8.9 PCAP 5

Мал. 15г. Cisco Cat 9115 AP AireOS 8.9 PCAP 5

.

Cisco Cat 9115 AP AireOS 8.9 PCAP 6

Мал. 15д. Cisco Cat 9115 AP AireOS 8.9 PCAP 6

.

Як ми бачимо вище, немає жодної підтримки UL & DL OFDMA, BSS Coloring, UL & DL MU-MIMO, 1024-QAM і TWT, а це означає, що жодна функція Wi-Fi 6 не підтримується на Cisco AP C9115 з кодом 8,9!

Потім ми перейшли на перевірку ax-можливостей наших клієнтів. Ми розглянемо пробний запит, оскільки це дає нам чітке уявлення про те, на що клієнт дійсно здатний.

Погляньте на наш приклад, запит на аутентифікацію або асоціацію покаже нам відповідь клієнта на можливості, які надає АР, і клієнт, швидше за все, хоче бути відповідним цим можливостям їм у своїх відповідях. Тому, навіть якщо клієнтський пристрій підтримує більше ax-функцій, ми, можливо, не побачимо цього в захопленнях.

Декодування фрейму пробного запиту Samsung S10e

Samsung S10E PCAP 1

Мал. 16. Samsung S10E PCAP 1

.

Samsung S10E PCAP 2

Мал. 16а. Samsung S10E PCAP 2

.

Samsung S10E PCAP 3

Мал. 16б. Samsung S10E PCAP 3

.

Samsung S10E PCAP 4

Мал. 16в. Samsung S10E PCAP 4

.

Samsung S10E PCAP 5

Мал. 16г. Samsung S10E PCAP 5

.

Samsung S10E PCAP 6

Мал. 16д. Samsung S10E PCAP 6

.

Отже, з того, що ми змогли бачити: всі нові функції WiFi-6 і те, що міг би зробити бездротовий WiFi-6 девайс, здається, не підтримується ні на AP, ні на будь-якому з телефонів!

Тепер подивимося на аналіз спектра пристрою Xiaomi WiFi-5, підключеного до бездротової мережі WiFi-6, підключеної до WiFi-6 AP Cisco Cat 9115 і запустимо тест швидкості nPerf.

Телефон Xiaomi WiFi 5:

.

Samsung WiFi 6 s10e:

.

Ми можемо чітко бачити як Wi-Fi-5 і 6 пристрої, пов‘язані з AX AP використанням OFDM.

Трохи заплутано, на наш погляд, адже пристрій WiFi-6 виглядає дуже схожим на спектр можливостей пристрою WiFi-5?

Ми вирішили порівняти beacon фрейм деяких інших WAP, щоб дізнатися, чи щось ще підтримує будь-які функції WiFi-6:

Декодування Beacon фрейму Aerohive AP630

Aerohive AP630 Pcap 1

Мал. 17. Aerohive AP630 Pcap 1

.

Aerohive AP630 Pcap 2

Мал. 18. Aerohive AP630 Pcap 2

.

Aerohive AP630 Pcap 3

Мал. 19. Aerohive AP630 Pcap 3

.

Aerohive AP630 Pcap 4

Мал. 20. Aerohive AP630 Pcap 4

.

Aerohive AP630 Pcap 5

Мал. 21. Aerohive AP630 Pcap 5

.

Тут ми бачимо, що AP використовує версію 3.0 і BSS Coloring увімкнено, оскільки тут вказано «неактивний: невірно»

Aerohive AP630 Pcap 6

Мал. 22. Aerohive AP630 Pcap 6

.

Декодування Beacon фрейму Engenius EWS357AP

Engenius EWS357AP Pcap 1

Мал. 23. Engenius EWS357AP Pcap 1

.

Engenius EWS357AP Pcap 2

Мал. 24. Engenius EWS357AP Pcap 2

.

Engenius EWS357AP Pcap 3

Мал. 25. Engenius EWS357AP Pcap 3

.

Engenius EWS357AP Pcap 4

Мал. 26. Engenius EWS357AP Pcap 4

.

Engenius EWS357AP Pcap 5

Мал. 27. Engenius EWS357AP Pcap 5

.

Engenius EWS357AP Pcap 6

Мал. 28. Engenius EWS357AP Pcap 6

.

Тут ми бачимо, що AP використовує draft-версію 3.0 і BSS Coloring увімкнено.

Engenius EWS357AP Pcap 7

Мал. 29. Engenius EWS357AP Pcap 7

.

Швидкий перегляд того, що ми бачили у вищезазначених знімках:

• Cisco C9115, що використовує 8.9 AireOS, не підтримує жодної ax функції за винятком MCS0-11 (10 і 11 пропонують підтримку QAM 1024);

• Aerohive (чи назвемо це Extreme?) AP630 підтримує ті ж частоти що й MCS0-11 і додатково підтримує BSS Coloring;

• Engenius EWS357AP також підтримує тільки MCS0-11 та BSS Coloring, але через два просторові потоки (Cisco і Aerohive support 4SS).

Нам хотілося плакати (ха-ха!!!) і ми звернулися до Cisco з нашими висновками. Cisco підтвердила, що 8.9 код AireOS просто надає підтримку для WAP WiFi-6, щоб приєднатися до WLC, але він не має функцій Wi-Fi-6  ̶̶  тому вони люб’язно додали нас до своєї програми бета-тестування і дали нам копію 8.10, яка включила кілька функцій WiFi-6. Ось що тепер підтримується:

Функції, що підтримуються Cisco AireOS 8.10 BETA code

Мал. 30. Функції, що підтримуються Cisco AireOS 8.10 BETA code

.

Ми встановили код бета-версії 8.10 на Маковому контролері WLC3504, від чого була не у захваті його дружина (((, і знову почали тестувати.

Cisco WLC3504 запущений AireOS 8.10

Мал. 31. Cisco WLC3504 запущений AireOS 8.10

.

Перевірили, щоб переконатися в тому, що Cisco Cat 9115 AP зараз підтримується ̶̶ нижче показані лише логи з AP SSH, які показують, що наші секретні функції (головне OFDMA в обох напрямках) тепер повинні підтримуватися.

Cisco Cat 9115 AP AireOS 8.10

Мал. 32. Cisco Cat 9115 AP AireOS 8.10

.

Ми створили декілька бездротових PCAP. Які ж функції ми підтримуємо зараз, яких раніше не було?

Ми виділили блакитним все, що все ще не підтримується з попередніх знімків екранів в AireOS 8.9, і все в червоному те, що тепер підтримується в AireOS 8.10.

Декодування Beacon фрейму Cisco Cat 9115 AP (використовуючи beta code 8.10)

Cisco Cat 9115 AP AireOS 8.10 PCAP 1

Мал. 33. Cisco Cat 9115 AP AireOS 8.10 PCAP 1

.

Поля керування робочим режимом (OM) тепер підтримується! Вона дозволяє STA призупиняти участь для синхронізованого UL-OFDMA і боротися за місце для незалежної передачі по висхідній лінії.

Cisco Cat 9115 AP AireOS 8.10 PCAP 2

Мал. 34. Cisco Cat 9115 AP AireOS 8.10 PCAP 2

.

Cisco Cat 9115 AP AireOS 8.10 PCAP 3

Мал. 35. Cisco Cat 9115 AP AireOS 8.10 PCAP 3

.

Cisco Cat 9115 AP AireOS 8.10 PCAP 4

Мал. 36. Cisco Cat 9115 AP AireOS 8.10 PCAP 4

.

Cisco Cat 9115 AP AireOS 8.10 PCAP 5

Мал.37. Cisco Cat 9115 AP AireOS 8.10 PCAP 5

.

1024 QAM для 242-тонального RU також підтримується (повна ширина каналу 20 МГц)! Наші надії зростають!!!

Cisco Cat 9115 AP AireOS 8.10 PCAP 6

Мал. 38. Cisco Cat 9115 AP AireOS 8.10 PCAP 6

.

Cisco Cat 9115 AP AireOS 8.10 PCAP 7

Мал. 39. Cisco Cat 9115 AP AireOS 8.10 PCAP 7

.

І це все! Давайте швидко переглянемо те, що теоретично має підтримуватися після оновлення нашої 8.9 AireOS до нової, супер модернової, захоплюючої подих бета-версії коду 8.10

MCS0-11 і OFDMA UL та DL тепер підтримуються як на Cisco C9115 AP, так і на Samsung S10. Обидва пристрої використовують 802.11ax Draft 3.0 як базу. Тепер це виглядає багатообіцяюче.

Ми повторно провели тест на швидкість і проаналізували спектр та порівняли результати роботи Samsung S10 Wi Fi-6 з пристроями Xiaomi WiFi-5. Методика тестування не змінилася ̶ ми з‘єднали один пристрій в той час, коли на нашому тестовому каналі 36 не було ніякої активності спектру, немає сусідів, немає перешкод, дуже стабільний і низький рівень шуму. Ось що ми побачили:

Телефон Xiaomi WiFi 5 (WLC запущена 8.10 бета):

.

Ніяких змін тут (як і очікувалося), все ще потрапляючи в 83% завантаження спектру, з використанням OFDM на 20 МГц каналі.

Samsung WiFi 6 s10e Тест 1 (WLC запущена 8.10 бета):

.

.

Samsung WiFi 6 s10e Тест 2 (WLC запущена 8.10 бета):

.

Що відбувається на каналі 36, коли запущені тести швидкості на Samsung s10 !?

Подивіться на тест 1. Як бачимо, канал ділиться навпіл ̶̶ явно відбувається якась секретна функціональність Wi-Fi-6!

Ми провели кілька тестів, щоб переконатися, що нам це не сниться. На “Тесті 2″ клієнт вирішує використовувати весь канал. Але чи використовується OFDMA? Виявляється, це так! Уважно придивившись ви побачите декілька «піків» всередині каналу 36. Ці піки виглядають як 26-тональні RU. Ми майже впевнені, що OFDMA використовується впродовж обох тестів! Зверніть увагу, що в обох тестах використання спектра досягло 70%.

Виникає ще одне питання, або навіть два. Чого б раптом той самий девайс вирішив використовувати половину каналу в одному тесті, а весь канал – в іншому? На жаль, навіть після спілкування з нашим майстром джедаїв Пітером МакКензі, ми не дійшли певного висновку. Найбільш вірогідно, на наш погляд, пристрій вирішив (швидше за все, використовуючи OFDMA Random Access ‒ де рішення про розподіл RU надходить від клієнта) використовувати половину каналу для поліпшення SNR і досягнення MCS 11. Але знову ж таки, це лише припущення. Дайте нам знати, якщо у вас є кращі ідеї про те, що там сталося!

Друге питання було стосовно ах-клієнта (S10), що використовує менший спектр, ніж ac-клієнт (Xiaomi) під час точно такого ж тесту. Ми знаємо, що наш тест, в якому ми просто дивилися на використання спектру, не надто науковий, оскільки швидкість тесту була обмежена Інтернет каналом нашого Mac (50 Мбіт/с), і ми повинні в ідеалі реально використовувати локальний iperf-сервер, щоб оцінити у всіх деталях переваги ах в порівнянні з ac. Ми провели кілька тестів (більше 10) протягом дня, і результати були наступними ̶̶ ax-клієнт (S10) використовував приблизно на 15% спектру менше, ніж ac-клієнт (Xiaomi) під час запуску nPerf (тестування швидкості між двома клієнтами).

Ви запитаєте, в чому ми бачимо це покращення? Велике питання!

Оскільки OFDM (ac) і OFDMA (ax) дійсно не відрізняються з точки зору пропускної здатності для одного клієнта, ми підозрювали, що наші пристрої WiFi-5 і WiFi-6 працюють з різними швидкостями передачі даних.

Ми взяли будь-який пакет випадкових даних, переданий пристроєм WiFi-5, і зрозуміли, що він працює за допомогою MCS8, 2SS, 20 МГц каналу, ас і короткого захисного інтервалу. Швидкість передачі даних становила 173,3 Мбіт/с, і це так само швидко, як і пристрій 2 Spatial Stream 802.11ac може проходити по 20 МГц каналу.

Показники Xiaomi

Мал. 40. Показники Xiaomi

.

Чудово, тепер ми хотіли перевірити те ж саме data captures (захоплення даних) на WiFi-6. Зачекайте, які дані захоплює? Дурний ніндзя. Ми отримали тільки пристрій для захоплення пакетів 802.11ac (Ekahau Sidekick), і в той час, як ми бачимо контрольні фрейми, що надходять від і до нашого сильного S10, і вони надсилаються з найнижчими рівнями BSS обов‘язкових (у нашому тесті ми використовували 12Mбіт/с обов‘язковий, всі, що нижчі, відключені, всі, що вище, підтримуються), ми не зможемо бачити жодних фреймів даних. Ні одного! Жодного! Абсолютно нічого! Але ми знаємо, що вони там! Подивіться на дельта-часи після того, як S10 отримав зелене світло від АР для передачі даних (Clear-to-Send) ̶̶ там явно щось загублено.

S10 Захоплення з відсутніми блоками даних

Мал. 41. S10 Захоплення з відсутніми блоками даних

.

Оскільки ми не могли перевірити швидкість передачі даних S10 у захопленнях, нам довелося покладатися на те, про що повідомляв сам пристрій. Ще раз, переважно це не науковий тест, але ми мусили працювати з тим, що мали.

Ми скористалися цією можливістю, щоб також перевірити максимальну відстань від АР в зоні видимості до S10. Ми помістили АР на штатив, схопили лазерний інструмент і почали відходити від АР. При використанні всього 20 МГц ми могли підтримувати MCS11 (QAM 1024 5/6) впродовж перших 6 метрів. Потім ми хотіли перейти до MCS10 (QAM 1024 3/4) щоб оцінити роботу на відстані 7-10 метрів від AP. Ми віддалилися від AP наскільки дозволяв сад, та досягли стіни (в буквальному сенсі) з гарним рівнем зв’язку на відстані 13 метрів від AP, з якої ми рухались, до MCS 9 (QAM 256 5/6), і все було чудово.

S10 - пропускна здатність

Мал.42. S10 – пропускна здатність

.

Максимальна швидкість передачі даних, досягнута за допомогою S10 (286 Мбіт/с), була значно вищою, ніж швидкість передачі даних, яку використовувала компанія Xiaomi (173 Мбіт/с) і це пояснює, чому ми побачили нижче використання спектру під час завантаження 40 МВ файлу, як частини нашого тестування.

Подивіться таблицю MCS нижче. Ми бачимо, що клієнти обох тестувань WiFi-5 та WiFi-6 працювали на найвищому можливому рівні MCS. Наші пристрої S10 з радістю досягали MCS11, тобто швидкості ах рівня. Все це має сенс зараз. S10 використовували або ах OFDM, 1024-QAM 5/6 з SGI на 2SS, або ах OFDMA 24-тональний RU 1024-QAM 5/6 SGI на 2SS. У будь-якому випадку це – вражаюче.

Таблиця індексів MCS

Мал.43. Таблиця індексів MCS

.

В підсумку можемо сказати, що більшість ах функцій все ще не повністю підтримуються як на стороні клієнта, так і на стороні AP, але ми можемо чітко бачити, що оновлення програмного забезпечення приносять все більше і більше покращень від WiFi-6.

Впродовж останніх 2 тижнів ми бачили шикарні оновлення від Cisco (8.10 beta), і незабаром після них з‘явиться загальнодоступна версія 8.10 AireOS з додатковою підтримкою для більшої кількості ах функцій, таких як TWT і BSS Coloring (коли ж Cisco зможе підтримувати всі функціональні можливості WiFi-6!).

Ми одержали оновлення системи Samsung S10 відразу після того, як витягнули цей телефон з коробки. Через тиждень (між нашими тестами 8.9 і 8.10) ми були готові до оновлення системи S10. В обох девайсів “Покращення WiFi” було головним пунктом у списку змін. Intel та інші розпочали просування своїх мобільних чипсетів WiFi-6, які повинні знайти свій шлях до ноутбуків споживачів вже цього року. Чуєте? 802.11ax, яким ми звемо WiFi-6 – вже дійсно на підході.

Компанія Samsung розпочала хорошу тенденцію, яка полягає в оснащенні лінійки S10 ах радіостанціями. Постачальники AP дуже сміливі у своїх спробах впровадити нову версію WiFi, перш ніж стандарт буде навіть ратифікований. І знаєте що? Ми, напевно, повинні віддати належне цим постачальникам. Це, мабуть, складно і дорого, і без їхнього бачення та прагнення до інновацій, ми б не адаптували ці нові іграшки та гаджети великих хлопчиків так швидко, як ми їх прийняли зараз.

Стосовно питання, чи будемо ми прямо зараз оновлювати AP до Wi-Fi-6, наша відповідь після вивчення та тестування в реальних умовах ̶̶  можливо, так. Чому ні. Спочатку ви могли б просто отримати прославлений W-iFi-5 AP, який все ще дуже класний, дякувати Богу!!! Але коли оновлення їх програмного забезпечення починають отримувати більше підтримки для функцій WiFi-6, а також зростання кількості WiFi-6 клієнтів, ми повинні побачити переваги всього цього.

Матеріали блогу: WN Blog 003 – WiFi 6 Deep Dive & Real World Testing

Если Вы нашли ошибку в тексте, то выделите ее мышкой и нажмите Ctrl + Enter или нажмите здесь.

Сообщение об ошибке

Ошибка:

Ваш комментарий (не обязательно):

Да Отмена

Об авторе asp24