Skip navigation Menu

Nieuwe WiFi standaard 802.11ax

Hebben we dit nodig en is het het waard om op te wachten?

Door Martijn Peters

De afgelopen jaren is de WiFi performance sterk verbeterd door de introductie van 802.11ac. De gigabit snelheden die we bedraad gewend waren werden met wireless ook bijna mogelijk. Dit communicatieprotocol is een grote verbetering geweest op de voorgaande 802.11n standaard. Het beschikbaar stellen van 160MHz kanalen en downlink MU-MIMO bleek voor een Enterprise omgeving echter niet altijd wenselijk.

 

Op dit moment staan we aan de vooravond van een nieuwe standaard: 802.11ax! Hiermee worden bovenstaande features geoptimaliseerd, alsmede nieuwe intelligente features toegevoegd. Met 802.11ax wordt dan ook een doorvoersnelheid beloofd die nog eens 4x zo hoog is als die van 802.11ac.

Voorheen was het doel om WiFi zo snel mogelijk te maken door meer en meer radio resources toe te wijzen. Dit gebeurt bij 802.11ax in eerste instantie ook. Door te voorzien in een betere hard- en softwareconfiguratie wordt meer capaciteit en hogere betrouwbaarheid op grotere afstand (lees: betere coverage) bereikt. Bij 802.11ax ligt de winst echter niet alleen in meer snelheid, maar ook vooral in het efficiënter afhandelen van data frames. Zo wordt congestie voorkomen en de “user experience” geoptimaliseerd. Het gaat bij 802.11ax dus niet per definitie om meer snelheid, maar om het optimaliseren van de huidige manier van communiceren! Dit betekent een enorme winst voor High Density omgevingen. Ook latency-gevoelig verkeer zoals Voice frames kunnen zo sneller afgehandeld worden en client apparatuur zoals IoT kan veel efficiënter met de accu omgaan.

802.11ax Features

Hoe weten fabrikanten deze optimalisatie te bewerkstelligen? Hieronder een overzicht van de features die gezamenlijk de 802.11ax standaard vormen. Een paar van deze features zijn optioneel, vendoren zijn dus niet verplicht om zo’n feature direct te implementeren om het 802.11ax label te mogen toepassen.

  • OFDMA
  • MU-MIMO 8x8x8 MU-MIMO UL/DL
  • OBSS (BSS coloring)
  • TWT (Target Wake Time) power save modus
  • Langere “OFDM symbol time”
  • 2.4 en 5GHz ondersteuning

Uitgelicht: Aerohive en 802.11ax

Wanneer we kijken naar de 802.11ax productontwikkelingen bij onze vendoren, dan zien we dat Aerohive Networks de eerste is met 802.11ax AccessPoints. Dit betreft de AP630 en de AP650. De HiveOS software en het HiveManager netwerk management systeem op deze AP’s werkt naadloos samen met de 802.11ax technologie. In onderstaande poster heeft Aerohive de nieuwe 802.11ax features overzichtelijk weergegeven.

Datasheet 802.11ax

Wentzo OFDMA

OFDMA

Van alle 802.11ax features wordt met OFDMA de grootste winst bereikt, welke betrekking heeft op een efficiëntere afhandeling van kleine datapakketten. De praktijk leert dat een gemiddeld wireless netwerk voor ~80% bestaat uit kleine pakketten. Bij OFDMA zal een 20MHz kanaal (die in voorgaande standaarden aan een enkele client werd toegewezen) worden opgedeeld in zogenaamde Resource Units (RU) van ongeveer 2MHz breed. Hierdoor is het mogelijk om meerdere clients tegelijkertijd één of meerdere resource units toe te wijzen. Tot maximaal 8 clients kunnen zo tegelijkertijd gebruik maken van hetzelfde 20MHz kanaal, in plaats van de voormalige half-duplex methode op basis van CSMA/CA, waarbij de clients moeten wachten totdat het Wi-Fi medium beschikbaar is.

Met OFDMA hoeft een wireless frame (bv. een Voice frame) niet meer te wachten totdat een andere client klaar is met zenden. De latency zal daardoor laag zijn voor alle wireless clients.

MU-MIMO 8x8x8 MU-MIMO UL/DL

Een AccessPoint kan nu tot 8 zend- en 8 receive antennes hebben, met 8 spatial streams. Daarmee kan het AP tot 8 users gelijktijdig ondersteunen. De voorgaande 802.11ac standaard beschikte alleen over downlink MU-MIMO voor maximaal 4 gelijktijdige streams. Veel client devices (zoals smartphones) hebben maar één antenne of schakelen daarnaar terug, afhankelijk van de omgeving. Voordelen van MU-MIMO waren er daardoor nauwelijks. 802.11ax heeft ook de mogelijkheid om MU-MIMO te doen voor uplink verkeer. Een trigger-frame zorgt daarbij voor synchronisatie van dit uplink verkeer. De eerste versie van 802.11ax (Wave 1) zal deze features nog niet ondersteunen maar later, door middel van een software update (Wave2) worden toegevoegd.

BSS coloringWentzo Outer BSS Frames

OBSS

Wanneer twee AccessPoints relatief dichtbij elkaar hangen en deze maken gebruik van hetzelfde kanaal, dan delen ze de beschikbare bandbreedte. In de 2.4GHz band zijn slechts drie kanalen beschikbaar, waardoor de kans groot is dat de AP’s last hebben van elkaar. In de 5GHz band is dit ook deels aan de orde, zeker als er 40MHz kanalen worden toepast of als men geen gebruik wil maken van de DFS kanalen. Met BSS coloring kunnen we groepen maken van AP’s. Door middel van de kleur kunnen data frames worden gespecificeerd als intra-BSS frames en outer-BSS frames. De outer-BSS frames kunnen vervolgens genegeerd worden. Dit verlaagt de co-channel interference aanzienlijk, een groot voordeel voor High Density omgevingen zoals collegezalen, stadions, winkelcentra, etc. Ook deze feature wordt naar alle waarschijnlijkheid pas in Wave2 geïntroduceerd.

TWT power save modus

Deze feature betreft power efficiëntie aan de client-zijde. Met deze feature stemt het AccessPoint met de client af wanneer de client weer mag zenden en hoe lang deze dan mag zenden. Dit wordt ook wel “Schedule-based sleep- and awake-times” genoemd. Voordelig voor smartphones en tablets maar vooral voor IoT apparatuur en wearables. Dit resulteert in een significante verbetering van de batterijduur van het device!

Langere “OFDM symbol time”

De symbol time is verhoogd. Dit klinkt als een stap terug, maar door de symbol frames te verlengen, worden de frames over het algemeen robuuster en kunnen de frames in een multipath omgeving nog steeds onderscheiden worden van background noise. Dit resulteert in minder retransmissions en dus een hogere throughput op grotere afstand van het AccessPoint. De coverage wordt daarmee dus in feite beter.

2.4 en 5GHz ondersteuning

802.11ax maakt gebruik van zowel de 2.4GHz als de 5GHz band. Hiermee wordt meer spectrum beschikbaar gesteld voor 802.11ax dataverkeer, vergeleken met 802.11ac.

1024-QAM modulatie

Dichtbij het access point (waar de signaalsterkte minimaal -37dB is en het noise niveau laag) zal een 1024-QAM modulatie mogelijk zijn. Dit zorgt voor een toename van ongeveer 25% in fysieke data rate.

De laatste protocollen en hun belangrijkste specificaties

Infrastructuur optimalisatie

Om de 802.11ax standaard optimaal te kunnen ondersteunen, is een LAN refresh zeer wenselijk. Het AccessPoint kan namelijk veel hogere throughput snelheden halen dan een 1Gbps switch port. De switch poort zou zonder een snelheid upgrade een bottleneck kunnen vormen. De switches dienen hiervoor minimaal voorzien te worden van bijvoorbeeld HPE Smart Rate PoE+ interfaces. Smart rate houdt in dat de UTP switch poort zowel PoE+ (802.3at) kan leveren en daarnaast variabele snelheden kan leveren (multi-gigabit 1, 2.5, 5 en 10Gbps). Cisco voorziet in een vergelijkbare voorziening en noemt dit dan Mgig. Beiden vallen onder het 802.3bz protocol.

Wanneer kunnen we deze standaard verwachten?

In de loop van 2017 hebben de chipfabrikanten (o.a. Broadcom, Qualcom en Marvell) al een chip beschikbaar gesteld voor deze toepassing. Een aantal WiFi leveranciers, waaronder Aerohive, Aruba, en Cisco hebben onlangs productlijnen aangekondigd die ondersteuning bieden voor 802.11ax. Aangezien zowel de AccessPoints als de clients 802.11ax moeten ondersteunen in hardware, zal de migratie naar deze standaard gepaard gaan met een hardware refresh van zowel de infrastructuur als de clients. 802.11ax clients zijn officieel nog niet beschikbaar.

De verwachting is dat Apple en Google het eerstvolgende IOS/ Android vlaggenschip in respectievelijk september 2018 en februari 2019 zullen uitrusten met een 802.11ax chip. Volledige adoptie in de markt zal dan naar verwachting in 2020 zijn (over 1,5 jaar). 802.11ax is backward compatible met 802.11ac. Omdat niet iedereen massaal zal overstappen naar de nieuwste clients, zal de overall snelheid voor alsnog langzaam omhoog gaan. Voor elk frame wat o.b.v. 802.11a/b/g/n/ac verstuurd wordt, moeten de nieuwe clients immers wachten (RTS/CTS) totdat de oudere clients hun transmissie hebben afgehandeld. De verwachting is wel dat dit sneller zal gaan dan de migratie van 802.11n naar 802.11ac, door het sneller beschikbaar stellen van de chips aan de laptopfabrikanten. 802.11ax realisatie voor IoT componenten zal waarschijnlijk nog enige tijd op zich laten wachten. IoT apparatuur is namelijk sterk prijs-gedreven en daardoor gebaseerd op chipsets die overvloedig beschikbaar, dus goedkoop zijn. Voor nu zien we binnen IoT vooral 802.11n, 2.4GHz only.

Resumé

Het wordt allemaal nog beter, nog sneller en nog stabieler! Staat uw organisatie voor een infrastructuur refresh moment en vraagt u zich af of ’t het waard is om hierop te wachten? Well, it depends… Het ligt aan het soort omgeving en het type clients. Voor een thuisnetwerk is 802.11ac over het algemeen prima. Voor een High Density omgeving echter, of omgevingen met een hoge mate van interferentie, biedt de 802.11ax standaard een grote verbetering. Let wel, de eerste ax-clients moeten nog uitkomen, de voordelen zullen daardoor pas geleidelijk zichtbaar worden. Een WLAN is echter een investering voor minimaal een jaar of 6, dus als u de ruimte heeft om hierop te wachten, dan zou ik dit zeker overwegen. Wentzo denkt graag met u mee over de beste oplossing die op dit moment beschikbaar is, of over een mogelijke gefaseerde aanpak, waarbij de betrokken High Density delen van het netwerk te zijner tijd vervangen kunnen worden, op basis van de beschikbaarheid van 802.11ax componenten.

Wentzo staat als onafhankelijke partner in nauwe relatie met een aantal vendoren en is daardoor als eerste op de hoogte van de nieuwste ontwikkelingen in de branche qua ontwikkeling van technologieën, hardware release datums, et cetera.

Privacyverklaring  |  Cookieverklaring | Cookieinstellingen |  Algemene voorwaarden | Sitemap | English | Klanten beoordelen ons met een: 8,4/10 op basis van 44 beoordelingen

Copyright 2018