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.

  • Anonymous

    Wave 2 второй порт уже может задействовать, а про Wave 1 у меня есть очередная брошюра от Рукуса:
    https://yadi.sk/i/x06KgbBmgU25n

  • Все сильно персонально и вариативно, зависит от вендора точки доступа, ваших клиентов, приложений и тысячи других нюансов.

    КМК реальные проекты с Wave II оборудованием подтвердят отсутствие необходимости в втором порте или, прости господи, замене коммутаторов уровня доступа на 2.5G/5G Ethernet устройства. Хотя практика подсказывает что пушить последние будут дай боже. С красивыми графиками и логичным обоснованием.

  • Anonymous

    Мне непонятент смысл замены коммутаторов, ведь на точках доступа стоят обычные гигабитные порты.

    С контроллерами сложнее – даже без учёта производительности, пара гигабитных портов забьётся уже на десятке AP при средней нагрузке.

  • Будут и на точках 2.5G/5G порты. Не надо волноваться. Обратите внимание, кто состоит в альянсе, который продвигает стандарт. Остальные подтянутся, ведь 5G порт в точке доступа – это в 5 раз круче 1G ;)

    С WLC как раз проблем нет, если до него не строить туннели с данными ;)

  • Chingis Taltaev

    256QAM вообще сложно заюзать если ты совсем вплотную к точке не стоишь, оно не работает без хорошего SNR, на практике малоюзабельно (даже более высокая чувствительность новых чипсетов не слишком поможет). Недавно запускал сеть на решении Extreme Networks (aka Enterasys aka Siemens HiPath), сейчас они стали предлагать точки wave1 2×2:2 практически по цене 802.11n, что довольно интересно (заказчик будет расширять запущенную сеть такими точками).
    Канал 160 Мгц вообще утопия, для сети из больше чем 1 точки доступа уже не годится. C другой стороны я так понимаю, что в будущем на точки доступа могут повесить дополнительные радиомодули (более чем 2-3 сегодняшних).
    У себя дома все беспроводное хозяйство давно перевел в 5 Ггц диапазон, слава богу пока вокруг только соседские дешевые домовые железяк в 2.4 Ггц.
    Мне вот интересно когда стандартизируют upoe, а то некоторые вендоры помимо великой и ужасной циски уже стали запиливать ее в своих коммутаторах, мне это интересно в плане поддержки VDI-клиентов на таком решении.

  • 256 QAM не просто сложно использовать, а практически невозможно, если ты не носишь точку доступа в кармане :) Это все к вопросу необходимости апгрейда аплинков и реальной скорости в беспроводной сети против маркетинговых 7-и гигабит, которые никто, скорее всего, не увидит. Как не видят сейчас 450/600 mbit в 2.4GHz N диапазоне.

    160 MHz, возможно, найдет свое применение для каких-нибудь определенных приложений масштаба комнаты с задушенной мощностью передатчика, чтобы не светить на другие каналы. Но это, скорее, экзотика.

  • Chingis Taltaev

    да это понятно, сейчас то клиентским устройствам столько не надо, большинство из портативной техники не сгенерят подобный трафик, рано или поздно Wi-Fi в нынешнем виде пожрет себя, либо будут искать выходы в чем то навроде 60 Ггц диапазона, но опять же регуляторы/частоты и прочее…

  • Anonymous

    У Циски половина фичей без этого не работает, а они самые дешевые из энтерпрайзных вендоров :(

  • Смотрите на менее энтерпрайзных вендоров ;)

  • Anonymous

    Например? UniFi – это скорее замена Длинка в SMB, а мне интересно что-то для SME на 10-20 точек.

  • Я сейчас как раз работаю в D-Link и без проблем делаю проекты на 100+ точек. Это все еще SMB? :)

  • Anonymous

    Если не секрет, то в какой отрасли такие внедрения?
    В моём понимании Д-Линк покупают только провайдеры, готовые активно участвовать в “разработке прошивки” ради низкой цены, а обычным компаниям нужно что-то постабильней.

  • Гостиницы, образовательные учреждения, здравоохранение и прочие госы, а так же считающий деньги энтерпрайз ;) Если интересно подробнее по вашей сфере – чирканите на sbolshakov@dlink.ru в конце мая посмотрю success stories в это области.

  • Anonymous

    У меня нет шкурного интереса, просто любопытно. Нигде ваших точек не видно, все крупные внедрения – это Cisco, Aruba и с недавних пор Ruckus (вместо Motorola). А мелочь поголовно сидит на UniFi.
    Личный опыт есть только с DAP-2553, которые наглухо виснут при десятке клиентов и их надо перегружать каждое утро.