Будут ли кабельные сети вытеснены беспроводными?

Валери Магвайр
Директор по стандартам и технологии в компании Siemon

О влиянии IEEE 802.11ac, стандарта беспроводного Ethernet, работающего в диапазоне 5 ГГц, на рынок кабельных сетей, спорят немало. Ведь уже первое поколение устройств 802.11ac в теории может обеспечивать скорость передачи больше 1 Гбит/с, а второе поколение преодолевает барьер в несколько гигабит. На что в действительности способен новый беспроводной стандарт, и как кабельные и беспроводные сети могут дополнять друг друга, повышая надежность, обеспечивая доступность и улучшая производительность корпоративных ИТ-сред, говорится в этой статье.

Беспроводные сети Ethernet, или Wi-Fi, — самый быстро эволюционирующий подвид Ethernet-сетей, и к тому же наиболее быстро распространяющийся (по широте применения). Потребности в наращивании пропускной способности, увеличении емкости и снижении задержки при передаче обусловили разработку нынешнего, пятого поколения беспроводных стандартов, — IEEE 802.11ac.  Wi-Fi Alliance сертифицировал первое поколение устройств 802.11ac, чей теоретический максимум пропускной способности составляет 1,3 Гбит/с, в июне 2013 года, за пять месяцев до публикации самого стандарта! А сегодня на предприятиях уже применяют оборудование 802.11ac второй волны, способное обеспечивать скорости 2,6 Гбит/с и даже 3,5 Гбит/c. Учитывая популярность беспроводных систем, можно было бы предположить, что они обгонят или даже полностью вытеснят кабельные сети на витой паре, но в реальности самые надежные и гибкие сетевые среды в обозримом будущем будут комбинированными — содержащими как кабельные, так и беспроводные сегменты.

СРАВНИВАЯ НЕСРАВНИМОЕ

Одна из распространенных ошибок при сравнении возможностей беспроводных и кабельных сетей — предположение о том, что устройства 802.11ac обеспечивают производительность на уровне структурированных кабельных сетей, поскольку современное беспроводное оборудование имеет теоретическую пропускную способность до 3,5 Гбит/с. В реальности, поскольку беспроводные сети являются совместно используемыми, максимальная доступная полоса пропускания делится между множеством пользователей. Учитывая, что точка доступа 802.11ac может обслуживать 30-60 клиентов, ясно, что работа сети может в любое время замедлиться из-зда недостатка пропускной способности в результате внезапного скачка нагрузки. В этом состоит серьезное отличие от кабельной сети 1000Base-T, в которой каждому пользователю постоянно доступна пропускная способность 1 Гбит/с без ограничений.

Скорость может оцениваться неверно еще и потому, что общая пропускная способность для кабельных и беспроводных сетей указывается по-разному. Поскольку передача в сетях 1000Base-T происходит в полнодуплексном режиме (то есть данные передаются и принимаются одновременно по одной и той же паре проводов), для них максимум пропускной способности составляет по 1 Гбит/с в каждом направлении. Беспроводные сети осуществляют передачу в полудуплескном режиме, и пропускная способность для них указывается как сумма скорости в двух направлениях. Иначе говоря, если только пользователь не подключен к выделенной (других пользователей нет) точке доступа 802.11ac второго поколения, работающей на скорости более 2 Гбит/с, ему будет доступна меньшая пропускная способность, чем в структурированной кабельной сети 1000Base-T.

Wireless_vs_Cable_NEreviewed13Oct16_01.png

Рис. 1. Зонная проводка для подключения беспроводных точек доступа.

РУКА ОБ РУКУ

Характеристики кабельных соединений, посредством которым подключаются точки доступа Wi-Fi, настолько же важны для достижения ими заявленной производителем пропускной способности, насколько характеристики магистральных каналов важны для горизонтальных кабельных подсистем в рамках локальной сети. Поэтому к каждой точке доступа рекомендуется подвести как минимум по два экранированных кабеля категории 6A. Это позволит обеспечить агрегацию каналов 1000Base-T для современных систем 802.11ac на 1,3 Гбит/с в настоящем и возможность перехода на оборудование 2,6 Гбит/c, которое может подключаться по 10GBase-T в дальнейшем. Данная рекомендация настолько важна для производительности, что она включена в новые редакции кабельных стандартов, например в стандарт на телекоммуникационную инфраструктуру для учреждений здравоохранения TIA-1179-A.

Применение экранированных кабелей особенно рекомендуется, если точки доступа получают мощность 30 Вт от коммутатора по технологии PoE Type 2 — такие кабели лучше рассеивают тепло. Розетки, панели переключений патч-панели и другое соединительное коммутационное оборудование, применяемое для подключения устройств Wi-Fi, которые по той же линии получают и электропитание, должны отвечать стандарту IEC 60512-99-001, чтобы застраховаться от повреждения контактных посадочных поверхностей при разъединении разъемов, через которые протекает ток, питающий устройства 802.11ac. Кроме того, рекомендуется применение зоновой проводки (zone cabling), когда на полу или потолке по всему зданию равномерно размещаются кабельные коробки с точками консолидации и резервными портами. Тем самым обеспечивается возможность быстро изменять область покрытия беспроводной сети и наличие достаточного количества соединений для точек доступа с запасом на будущее.

В отличие от кабельной сети, серьезным недостатком полностью беспроводной системы является высокая вероятность периодических замедлений в работе и перегрузок при большом количестве пользователей и выполнении определенных приложений. В качестве примера можно привести соединения Wi-Fi в самолетах, где провайдеру Интернета приходится ограничивать скорость и блокировать потоковый мультимедиа-трафик, чтобы предоставлять медленное, но надежное обслуживание все всем пользователям. Более удачный вариант — дополнить традиционную СКС беспроводной сетью. Преимущества такого подхода — повышенная надежность, выделенный доступ с гарантированной скоростью для некоторых пользователей и мест, а также возможность внедрения дополнительных IP-сервисов в будущем, например, для «умных» зданий или систем безопасности.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Темпы развития Wi-Fi не замедляются: в рабочей группе IEEE P802.11ax High Efficiency WLAN в настоящее время разрабатываются спецификации Wi-Fi шестого поколения, которые обеспечат как минимум четырехкратное увеличение средней пропускной способности беспроводной станции (то есть потенциально скорость будет больше 10 Гбит/с, в связи с чем, вероятно, потребуется агрегация каналов 10GBase-T). А недавно компании Huawei удалось достичь рекордной скорости беспроводной передачи данных в диапазоне 5 ГГц — 10,53 Гбит/с, в связи с чем появились прогнозы, что сверхбыстрые сети Wi-Fi станут коммерчески доступными уже в 2018 году.

Примечательно, что разработка все более быстрых стандартов Wi-Fi обусловлена скорее ростом числа беспроводных устройств в корпоративных сетях, чем потребностями самих устройств в пропускной способности. С продолжением роста скоростей Wi-Fi фокус внимания неизбежно смещается в сторону к спецификации восходящих кабельных каналов с соответствующими характеристиками. В этой связи важно иметь ввиду, что только структурированные кабельные системы идеально подходят, чтобы предоставлять высокоскоростные, надежные соединения для доступа к критически важным данным и подключения систем автоматизации зданий, при этом они предоставляют уникальную возможность обеспечить питание устройств, например, стационарных телефонов, камер и светильников от коммутатора по технологии PoE.

Комбинированное применение кабельных и беспроводных Ethernet-систем еще долгое время будет одним из лучших способов обеспечивать оптимальный баланс доступности, гибкости, скорости и надежности корпоративной сети.


Валери Магвайр
Директор по стандартам и технологии в компании Siemon