OFDMA

Идеально подходит для приложений Интернета вещей, видео и автоматизации производства

Мультиплексирование пакетов один за другим, как в 802.11ac, может увеличить задержку и джиттер, особенно когда устаревшие клиенты отправляют длительные пакеты с низкой скоростью: трафик с низкой пропускной способностью должен ждать своей очереди.

Но OFDMA позволяет передавать множество потоков с низкой пропускной способностью параллельно, уменьшая задержку и джиттер. Уменьшение задержки - важное требование для некоторых приложений IoT, видео и автоматизации производства, которым теперь может соответствовать 802.11ax.

Например, 802.11ax допускает минимальную группу OFDMA из 26 поднесущих, что эквивалентно каналу с полосой ~ 2 МГц. Девять таких групп входят в канал 20 МГц, поэтому, если обслуживается менее девяти клиентов, каждая получает «выделенный» канал 2+ МГц со скоростью передачи данных до ~ 14 Мбит / с. (802.11ax допускает множество различных размеров групп OFDMA, от 26 до 400+ поднесущих, в различных схемах.)

Рисунок 2: Распределение подканала OFDM

С помощью комбинации групп OFDMA и выбранных скоростей модуляции точка доступа может подключаться к любой требуемой скорости передачи данных, частоте ошибок и задержке для каждого отдельного клиента или потока трафика - для гораздо более сложного уровня QoS, чем это было доступно ранее.

И группы OFDMA не назначаются на постоянной основе потокам трафика или клиентам - они могут быть изменены для каждого пакета. Это позволяет одной точке доступа поддерживать больше клиентов, чем раньше, что соответствует требованиям Интернета вещей для групп устройств с очень высокой плотностью, но низкой скоростью передачи данных. OFDMA - одна из функций, увеличивающих количество клиентов в 802.11ax.

Параллельная связь

OFDMA нисходящей и восходящей линии связи являются обязательными функциями для 802.11ax (хотя кажется вероятным, что предварительно стандартное оборудование от некоторых поставщиков будет опускать OFDMA восходящей линии связи). Они очень похожи в работе: точка доступа обрабатывает трафик по нисходящему каналу, передавая его нескольким клиентам параллельно.

Рисунок 3: OFDMA в нисходящем канале

Дополнения к преамбуле позволяют клиентам понять, какую группу OFDMA следует слушать и демодулировать. OFDMA восходящей линии связи позволяет каждому клиенту передавать данные в своей собственной группе OFDMA, в то время как точка доступа принимает несколько клиентов параллельно. Но контроль OFDMA восходящей линии связи сложен. AP координирует, какие клиенты будут передавать в любом интервале, и назначает каждому скорость передачи данных и мощность передачи. Но сначала он должен узнать, что клиенты хотят отправить, запросив отчеты о буфере. Затем он отправляет кадр запуска нисходящей линии связи, определяющий структуру последующего кадра данных OFDMA восходящей линии связи.

Рисунок 4: Передача OFDMA по восходящей линии связи

И для хорошего приема клиентские передачи должны быть строго синхронизированы по времени и должны достигать точки доступа с аналогичными уровнями мощности, что требует сложного управления. Структура многопользовательских управляющих кадров в 802.11ax слишком сложна, чтобы объяснять здесь - как OFDMA, так и многопользовательский MIMO (MU-MIMO) используются для распараллеливания управляющего трафика везде, где это возможно, поскольку многопользовательские накладные расходы были признаны проблемой во время развертывания 802.11ac. 

Таким образом, добавление OFDMA улучшает Wi-Fi во многих направлениях. Мы определили меньшие накладные расходы, большее количество клиентов, меньшую задержку, меньший джиттер и улучшенное общее качество обслуживания. Это действительно волшебная функция, которая внесет изменения в функциональность точки доступа и ее значимость в сети.