Сага о 802.11ac и гигабитных портах доступа

802.11ac vs gigabit ethernet

802.11ac vs gigabit ethernet

Чего уж скрывать – прогресс беспроводных сетей с 802.11ac сделал добротный шаг вперед. На коробках с Wave I точкой доступа красуются цифры 1.3/1.75 Gbps. Маркетинговый отдел любого вендора не даст соврать. При этом нужно понимать, что 1.75 Gbps это кумулятивная пропускная способность точки, учитывая оставленный для обратной совместимости 802.11n стандарт с его 450 Мбит/с в 2.4 GHz диапазоне.

Но бог с ним, с этим Wave I, давайте посмотрим на Wave II точку доступа и 7 Gbps теоретической пропускной способности. Затем переведем взгляд на наши 1GiE порты уровня доступа и впадем в уныние. Кто виноват и что делать?

Собственно есть несколько вариантов развития событий. Можно или устроить прямое сравнение агрегированной скорости точки доступа с ее аплинком. Справедливым выводом из такого сравнения станет решение о апгрейде уровня доступа на 2.5G, 5G или 10G Ethernet. И именно на этом варианте, скорее всего, будет настаивать ваш локальный пушер сейлз. Потому что вместе с точками и WLC продать россыпь коммутаторов всегда веселее чем просто точки и WLC.

Альтернативным решением будет калькулятор в ваших руках и немного здравого смысла.

Wave I точка доступа и 1GiE аплинк

Первый довод, “уменьшающий” требуемую полосу пропускания аплинка будет 450 Mbit в 2.4GHz диапазоне. Такие цифры требуют каналов шириной в 40 MHz. Что не особо актуально, только если вы не находитесь в глухом лесу с двумя точками доступа на руках. На всякий случай спросим о том, что думает Консуэла из мультфильма Гриффины о 40 MHz каналах:

61948411

Видите? Таким образом от 1750 Mbps можно смело отнимать 234 Mbps, что оставляет нас с 1516 Mbps. Идем дальше. Наши 1.5 Gbps представляют собой идеальные условия. В эти цифры включена вся служебная информация, все накладные расходы на передачу данных. Все заголовки, контрольные суммы, ошибки при передачи фреймов, провоцирующие повторную передачу, пробы и т.д. и т.п. По разным оценкам, при разных типах данных, накладные расходы могут составлять от 35% до 50% вашей идеальной пропускной способности. Даже 35% накладных расходов оставят от 1.5 Gbps всего 975 Mbps. Ура, мы только что “поместились” в наш 1GiE аплинк.

But wait, there’s more!

Смех в том, что полученные 975 мегабита в секунду будут актуальны, толко тогда когда к вашей точке доступа подключен один единственный клиент, находящийся при этом в зоне идеального приема. Более того, клиент должен либо только принимать трафик, либо только передавать его. Wi-Fi сети, в отличии от Ethernet, все еще работает в режиме Half-Duplex. Чем больше клиентов, тем больше будет возникать коллизий, так как WiFi сеть представляет собой большой хаб. Устройствам свойственно перемещаться, находится на границе зоны покрытия, провоцируя эффект медленного клиента. В реальной жизни точку доступа и ваши беспроводные сети  окружают другие беспроводные сети, радиотелефоны и другие источники интерференций.

В итоге, принимая во внимание все эти нюансы, можно смело делить полученные 975 мбит пополам.

Wave II точка доступа и 1 GiE аплинк

Как же получаются 7 гигабит в секунду для 802.11ac Wave II точки доступа? Следите за руками.

Сначала маркетолог берет 256QAM модуляцию, канал, шириной 160MHz и 8×8 MIMO точку доступа, забывает про все накладные расходы и идет продавать вам 5GiE коммутатор уровня доступа в нагрузку не задавая лишних вопросов.

В реальной жизни вы, скорее всего, столкнетесь с каналами шириной в 40MHz/80MHz в 5GHz диапазоне, а стоящие аки самолет 8×8 MIMO точки доступа будут большой редкостью.

Возьмем 4×4 MIMO 802.11ac Wave II точку доступа и применим ту же математику, что и разделом выше:

  • В итоге 4×4 MIMO точка доступа попросит 1950 Mbps при условии использования 80MHz канала в 5 GHz диапазоне и 20 MHz канала в 2.4 GHz;
  • 1276 Mbps останется нам после вычета всех накладных расходов;
  • 600 Mbps с копейками – эта та полоса пропускания, которую смогут реально нагрузить устройства.

Вишенка на тортик

Все эти расчеты вообще теряют всякий смысл, если основной паттерн использование беспроводной сети это доступ в Интернет. При этом ваши каналы, скажем, представляют собой пару 100 Mbit аплинков. В таком случае нет никакой разницы где в вашей сети случится затор. На уровне доступа или на граничных маршрутизаторах.