Témakörök

802.11ad-ról bővebben

1 0
2020.11.26. 13:09

Az elkövetkező néhány hétben a 60GHz-es frekvenciatartományról (V-band) azon belül is az itt alkalmazott Wi-Fi szabványokról, és az azokat támogató eszközökről tudhattok meg többet. A sorozat mai epizódjában a 802.11ad-ról, illetve a benne rejlő lehetőségekről számolunk be nektek.

Elsőként egy kis történelmi áttekintéssel kell kezdenünk. 2007-ben megalakult a Wireless Gigabit Alliance (WiGig Alliance) akik számára az elsődleges cél az volt, hogy Gbites átviteli sebességgel különböző - a mindennapokban eddig jellemzően vezetékes módon (pld: HDMI) megoldott - kommunikációt valósíthassanak meg vezeték nélkül. 2009-ben a WiGig a WiFi Alliance-el közösen megkezdte a munkát, ahol már elsődlegesen az adatkommunikációs technológiák fejlesztése került a fókuszba. Ennek a kooperációnak az eredményeként jelent meg 2012-ben a 802.11ad szabvány. Mellékes szálként szükséges megemlítenünk azt is, hogy egy évre rá 2013-ban a WiGig teljes mértékben beleolvadt a Wi-Fi Alliance-be. Az új szabvány szükségességét egyértelműen az hívta életre, hogy a 2.4, valamint 5 GHz-es csatornák már rendkívül telítettek. Egy olyan spektrumot kellett találni, amely nem telített és lehetőség van általa akár több Gbites adatátvitelre is. A 60 GHz (millimeter wave, V-band) tűnt erre a legalkalmasabbnak.

A 802.11ad 57-71 GHz-es sávon elérhető. Mindösszesen 6 csatorna található ebben a frekvenciatartományban. Az Európai Unión belül ebből a 6 csatornából 4-et használhatunk. Nagyon lényeges információ, hogy a V-band frekvenciasáv Magyarországon bejelentésköteles, ezért amennyiben használni szeretnénk, úgy az NMHH felé kötelesek vagyunk ezt jelezni és az eszközönként megállapított 600 HUF-os díjat megfizetni. Hazánkban jelenleg csak pont-pont kapcsolatok esetén használhatjuk, azonban bíztató jelek utalnak arra, hogy idővel a multipont felhasználás is engedélyezésre kerül.

Az 57 és 71 GHz közötti 14 GHz-es spektrumot, mint ahogy azt korábban említettük 6 csatornára osztották szét, melyek mindegyike 2,16 GHz. Ennek a rendkívül széles raszternek köszönhető az, hogy akár több Gbit-es sebesség is átvihető rajta alacsony moduláció mellett.

E sáv használatának is megvannak természetesen a maga előnyei és hátrányai (buktatói) is. Kezdjük rögtön a rálátással, amely a V-band esetén alapkövetelmény. Az esőcsillapítás jóval magasabb, mint a megszokott frekvenciákon. A pontos rálátás az oxigén elnyelődés (oxigén abszorbáció) miatt fontos. Mit is jelent ez pontosan? Az oxigén molekulákat a 60GHz-es frekvenciatartomány „megrezegteti” és ezáltal energiát közöl velük, amelyből egyenes arányosságban következik, hogy a számunkra hasznos energia elvész. Ennek okán csillapítás csatornáktól függően változhat 9-15dB/km között. Csatornákra lebontva az 1,2.3-as 15dB-s értékekkel míg ettől felfelé 4,5,6 9dB/km-es mutatókkal rendelkezik.

Előnyei közt szerepel, hogy nem licenszelt tartomány, így a megfizetett bejelentési díjon felül nem kell számolnunk extra költségekkel. Zavarás tekintetében a nagy oxigén elnyelődésnek köszönhetően nincsenek melléknyalábok a millimeter wave tartományban. Illetve a kisugárzott energiánk relatív hamar elhal és ennek eredményeképpen jóval kevesebb interferenciát okozunk mind magunknak mind másoknak. Könnyen fókuszálható így aránylag kis méretű antennák segítségével megoldhatjuk a jeltovábbítást. Reflektálható is, így RF-tükrök segítségével akár kiküszöbölhetünk olyan zavaró tényezőket melyek által nem valósulhatna meg a rálátás (LOS – Line of Site). Az oxigén abszorbáció miatt itt rövid (pár száz méteres) link összeköttetésekről beszélhetünk csakis.

A 802.11ad szabványon két modulációs séma (Single Carrier, OFDM) elérhető melyeken belül több MCS értékkel számolhatunk. Az MCS0 felel a control frame-ek és a beamforming beállítások továbbításáért. Ez egy alacsony áteresztőképességű modulációs eljárás. MCS1-től MCS12-ig beszélünk a Single Carrier-ről. MCS12-nél már 4,6Gbit-el kalkulálhatunk. E fölött még több modulációs séma közül választhatunk. Létezik akár 6Gbps-t is támogató, valamint ún. low energy mely az energiafelhasználás optimalizálásával a rádiók minél alacsonyabb fogyasztását hivatott megvalósítani.

A gyártók eszközeinek MCS támogatási spektruma is változó. Az IgniteNet termékei MCS12-ig modulálnak míg a MikroTik MCS8-ig ad támogatást. UBNT esetében pontos adatokat nem sikerült megtalálnunk az adatlapokon. A korábban nálunk is bemutatott Aruba eszközönél MCS9-es modulációig mehetünk. A Cambium Networks termékeiről pedig egy későbbi rész során bővebben szót ejtünk hisz azok már a 802.11ad utódján továbbfejlesztett változatán a 802.11ay-on kommunikálnak.

A beamforming használata erősen ajánlott, hiszen nagyon kicsi antennanyílásszögekkel vagyunk kénytelenek dolgozni a már fent taglaltak miatt, ezért a pontos fizikális beállítás igen bonyolult. A beamformingnak nem csak nyílt térben van előnye, hiszen segítségével a lehető legoptimálisabb módon továbbíthatóak az adatok a zavaró fizikai tényezők kiküszöbölésével.

Hogyan is működik a beamforming? Amennyiben a bemformingot csak az adó oldal támogatja úgy az adó az összes nyalábon jelet küld a vevőnek, amely válaszában megmondja, hogy melyik nyaláb volt a legoptimálisabb majd ezután az adó ezt az egyet fogja használni a jövőben adásra és vételre egyaránt. Ha a vevő is támogatja ezt akkor természetesen ez a kommunikáció mindkét irányba megtörténik.

Hozzászólás írása

Hozzászólások

Ez a blogbejegyzés csak belépve kommentelhető!

Még nincs egy hozzászólás sem.