NBASE-T: какие возможности для развертывания WiFi сетей дает эта технология?

Рекомендации Альянса NBASE-T

С момента появления технологии Wi-Fi более двух десятилетий назад были опубликованы пять основных стандартов приложений Wi-Fi, а еще один (IEEE 802.11ax) должен быть ратифицирован в 2019 году. Кроме того, ведется дополнительная работа над стандартами приложений Wi-Fi следующего поколения. Этот быстрый темп развития отражает явный успех, которым пользуется технология Wi-Fi на предприятиях, обеспечивая мобильность и экономически эффективное подключение к широкому кругу устройств.

Для того чтобы компании могли поддерживать этот темп и пользоваться новейшими разработками технологии Wi-Fi, кабельная инфраструктура, которая формирует транзитное соединение между точкой доступа Wi-Fi и коммутатором, должна быть спроектирована с учетом текущих и будущих стандартов. Для достижения этой цели и поддержки инноваций в технологии удаленного электропитания рекомендуется использовать как минимум две кабельные линии категории 6А (Cat 6) для каждой точки доступа.

Обоснование этой рекомендации по проектированию телекоммуникационных сетей основано на нынешнем состоянии технологии Wi-Fi, а также на тенденциях ее совершенствования. Следование рекомендациям, изложенным в стандартах кабельных систем, таким как TIA-568 и ISO 11801, показало хорошие результаты в сетях пользователей. При этом приложения следующих поколений технологии Wi-Fi, которые будут разработаны для СКС, для обеспечения их максимально широкого распространения должны создаваться с учетом достигнутой производительности уже эксплуатируемых кабельных систем.

Примером такого подхода является технология NBASE-T, которая повысила пропускную способность до 2,5 Гб/с и даже до 5 Гб/с в существующих сетях Ethernet, построенных с использованием кабелей Cat 5e и Cat 6. И в продолжение этого прогресса в настоящее время проводятся разработки, которые позволят внедрить технологию NBASE-T для точек доступа Wi-Fi в широко развертываемых сегодня кабельных системах Cat 6А.

Когда наступит NBASE-T: текущее и краткосрочное развертывание сетей точек доступа Wi-Fi

Согласно исследованию Dell'Oro Group, проведенному в прошлом году, большинство точек доступа, которые будут поставлены на мировой рынок в первой половине 2019 года, будут соответствовать стандарту 802.11ac Wave 2, причем объемы поставок 802.11ax будут увеличиваться, как показано на рисунке 1. В 2019 также будет наблюдаться резкое увеличение количества точек доступа, развернутых с интерфейсами NBASE-T.

Рисунок 1. Объемы мировых поставок точек доступа Wi-Fi различных стандартов в денежном (столбцы) и процентном (график) выражении с 3-го квартала 2016 года по 2-й квартал 2019 года

Благодаря преемственности в поддержке диапазона скоростей Ethernet кабели NBASE-T и Cat 6A идеально подходят для поддержки как устаревших, так и современных, а также будущих технологий Wi-Fi. Технология NBASE-T, использующая два кабеля Cat 6A, удовлетворяют этим требованиям вследствие следующих возможностей:

• Поддержка высокой скорости и мощности электропитания

кабели Cat 6A способны работать как с технологией NBASE-T, так и 10GBASE-T, а также обеспечивать дистанционное питание до 71 Вт в соответствии с недавно опубликованным «четырехпарном стандарте PoE» - IEEE 802.3bt. Типичные кабели Cat 6A обеспечивают лучшие характеристики PoE, по сравнению с аналогичными показателями типичных кабелей Cat 5e и Cat 6 благодаря своей конструкции, обеспечивающей лучшие тепловые характеристики.

• Свобода проектирования

Использование указаний из стандартов кабельных сетей, перечисленных в Приложении (см. в конце документа), предоставляет возможность гибкости в определении точного физического размещения розеток или штекерных клемм в полевых условиях. Тестирование кабеля для фиксированной связи может быть выполнено заранее. Наличие второго кабеля может также обеспечить развертывание второй точки доступа (при необходимости).

• Совместимость со встроенной базой

Точки доступа и коммутационные продукты, которые поддерживают функцию пониженной передачи NBASE-T, могут обеспечить гибкость скорости в диапазоне от 100 Mб/c до 10 Гб/с.

• Упрощенное обновление и эксплуатация

Развертывание как минимум двух кабелей Cat 6A на точку доступа позволяет легко перейти на более новую технологию. Устаревшие точки доступа будут работать по кабелю Cat 6А, в то время как будущие точки доступа могут использовать оба кабеля через агрегирование каналов, когда требования превышают 10 Гб/с. Кроме того, предоставление двух кабелей Cat 6A позволяет легко переключаться в случае сбоя для быстрого восстановления работоспособности сети.

Перспективы развертывания точек доступа Wi-Fi с поддержкой 802.11ay и EHT (IEE802.11ax)

За рамками стандарта IEE802.11ax существует беспроводная технология, называемая EHT (Extremely High Throughput - чрезвычайно высокая пропускная способность). EHT использует улучшения в производительности, основанные на большем количестве пространственных потоков, более высокой пропускной способности и более широком спектре. Это означает, что скорости обратного потока трансляции могут превышать 10 Гб/с, что является верхним пределом скоростей, поддерживаемых кабелями Cat 6А.

Рисунок 2: Эволюция WLAN

Как показано на рисунке 2, точки доступа Wi-Fi, использующие 802.11ay и EHT, будут способны генерировать трафик более 10 Гб/с. Ожидается, что развертывание этих точек доступа, требующих более 10 Гб/с транзита, начнется в 2022-2023 гг. Исходя из этих и других соображений, прогнозируется, что более высокие скорости будут достигнуты за счет агрегации каналов 10GBASE-T (с использованием двух или более каналов 10GBASE-T с двумя кабелями Cat 6A). Таким образом, рекомендация не менее двух каналов Cat 6A на точку доступа по-прежнему действительна для поддержки точек доступа будущего поколения 802.11ay и EHT. Применение двух кабелей Cat 6А также позволит обеспечить:

• Дополнительную свободу выбора для пользователей

Оплату по мере роста с емкостью до 20 ГБ (2x 10 ГБ) и достаточной мощностью, с использованием двух каналов Cat 6А. Эта емкость и мощность могут использоваться на одной точке доступа или на двух точках доступа, расположенных на расстояниях от 5 до 10 м друг от друга.

• Перспективу развития

Емкость 20 ГБ с агрегацией каналов и удаленная мощность до 142 Вт на основе 802.3bt PoE.

• Дополнительную гибкость и поддержку нескольких скоростей и поколений точек доступа

Технология NBASE-T включает пониженную передачу, оптимизирующую скорость соединения и энергопотребление для точек доступа разных классов.

Особенности кабелей категории 6А

Кабели категории 6A (Cat 6A) - это тип медной кабельной витой пары, предназначенный для поддержки скоростей передачи данных до 10GBASE-T. Кабели Cat 6A характеризуются полосой пропускания 500 МГц, предназначены для уменьшения перекрестных помех (снижения сигнальной связи между кабелями) и функционируют на длинах каналов до 100 м.

В последние годы продажи кабелей Cat 6A значительно выросли благодаря их способности поддерживать технологию 10GBASE-T и улучшенной производительности PoE. В приведенной ниже таблице показаны различия между кабелями Cat 6 и Cat 6А (последние стали более популярными благодаря способности поддерживать 10GBASE-T на расстояниях до 100 м).

Примеры реализованных проектов

1. Кабельная система Panduit Cat 6 в Университете Пердью

Когда в начале 2000-х годов Университет Пердью (США) приступил к реализации проекта беспроводной связи на своей территории, его целью было расширение возможностей по увеличению количества подключаемых устройств на одного студента. Существующая беспроводная инфраструктура университета обеспечивала достаточное покрытие внутри зданий, но у студентов и преподавателей не было возможности подключать по несколько устройств одновременно.

Руководство университета для модернизации своих беспроводных сетей приняла в качестве основы кабельную систему Panduit Cat 6A с технологией MaTriX для поддержки данных 10GBASE-T и PoE. При этом два горизонтальных кабеля Cat 6А соединяют каждую точку доступа в качестве постоянной связи с телекоммуникационным центром. Проведенная модернизация университетской сети удовлетворила и студентов, и преподавателей: каждый пользователь теперь может подключать в среднем 2,5 устройства. 

2. Кабельная сеть CommScope в кампусе The Star

The Star - многофункциональный кампус площадью 25 акров в Фриско (пригород Далласа, штат Техас), включающий новую всемирную штаб-квартиру Dallas Cowboys (профессиональный клуб по американскому футболу), тренировочные поля и крытую арену, торговые и гостиничные помещения. Количество пользователей беспроводной сети кампуса подвержено резким колебаниям по датам и даже часам, что вызывает значительные повышения спроса на производительность беспроводную сеть. Для обеспечения независимости работы сети Wi-Fi от неожиданных всплесков трафика в кампусе развернули телекоммуникационную систему, использующую кабель CommScope GigaSPEED X10D® категории 6а, поскольку он обеспечивает пропускную способность сети Ethernet до 10 Гб/с с поддержкой PoE, что позволяет «незаметно переживать» скачки в объемах передачи данных, благодаря избыточности и масштабируемости системы.

Резюме

NBASE-T выводы

Рекомендуется устанавливать два кабеля Cat 6A на точку доступа для поддержки как текущих, так и будущих беспроводных технологий. Установка двух кабелей Cat 6A на точку доступа обеспечивает оптимальную производительность PoE, возможность проверки в будущем, гибкость проектирования и возможность объединения каналов для получения до 20 Гб данных для этой точки доступа.

Приложение

Стандарты и рекомендации по прокладке кабелей для развертывания точек беспроводного доступа:

На основе материала “NBASE-T Alliance White Paper: Best Practice Cabling for Wireless Access Points”, Charlie Morrison-Fell (CommScope), Jim Davis (Fluke Networks), Frank Straka (Panduit), George Zimmerman (CME Consulting)