Понимание некоторых ключевых технических различий между новой частной технологией LTE / 5G и Wi-Fi - важный шаг для предприятий, позволяющий максимизировать свои инвестиции в обе технологии.
Новый спектр, технологии и продукты для частной сотовой связи теперь позволяют предприятиям владеть и эксплуатировать свои собственные частные сети LTE и 5G. Это вызвало широкий интерес к основным различиям между традиционной корпоративной беспроводной связью с Wi-Fi и новой корпоративной сотовой беспроводной связью с LTE, 5G и Citizens Broadband Radio Service (CBRS).
Поскольку предприятия продолжают развертывать Wi-Fi, одновременно внедряя новую частную сотовую беспроводную связь, понимание некоторых ключевых технических различий между этими двумя технологиями является первым важным шагом к максимальному увеличению инвестиций в обе. Вот некоторые отличия и особенности, которые следует учитывать.
Экосистема: Когда дело доходит до поддержки клиентов, Wi-Fi явно имеет преимущество. Но поскольку CBRS - это просто еще один диапазон 3GPP, который может поддерживаться набором микросхем модема LTE и 5G, поддержка этого диапазона быстро становится обычным явлением.
Покрытие: Из-за ограничений диапазона и проблем с помехами вокруг Wi-Fi определение лучших моделей покрытия для любой среды стало дорогостоящей, громоздкой и трудоемкой задачей. CBRS облегчает большую часть этой боли, позволяя использовать гораздо более высокие пределы мощности для беспроводной передачи.
Одиночная внешняя сотовая базовая станция, или AP, имеет максимальный предел мощности до 50 Вт EIRP для обеспечения покрытия до мили или более. Внутри помещения одна сотовая точка доступа CBRS при 1 Вт EIRP может покрыть 10-30 000 квадратных футов или более пространства благодаря базовой технологии LTE или 5G с постоянной производительностью. Для сравнения: от 4 до 10 точек доступа Wi-Fi для покрытия одной и той же внутренней области. На открытом воздухе модели покрытия еще более впечатляющие, часто соотношение 10: 1.
Вмешательство: Каждая точка доступа Wi-Fi или устройство передает пакеты по воздуху всякий раз, когда у них появляется возможность захватить канал и все другие точки доступа и устройства в непосредственной близости, которые могут «слышать» и декодировать преамбулу. Хотя это хорошо сработало для базового доступа к Интернету, поскольку более сложные приложения со строгими требованиями к производительности и задержкам и пропускной способности выходят в онлайн, Wi-Fi изо всех сил пытается поддерживать гарантированное QoS. Wi-Fi 6 содержит некоторые улучшения, такие как OFDMA, которые помогают повысить производительность, но каждая точка доступа по-прежнему должна конкурировать за доступ к каналу.
LTE и 5G так не работают.
Все беспроводные передачи полностью координируются и планируются в сети. В развертывании частной корпоративной сети помехи в совмещенном канале управляются с помощью этого усовершенствованного механизма с точками доступа, планирующими передачи данных как для восходящей, так и для нисходящей линии связи.
Каждое клиентское устройство непрерывно сообщает о качестве канала обслуживающей AP на каналах управления, и каждая AP планирует пакеты нисходящей и восходящей линии связи, используя требуемые сетевые ресурсы, чтобы гарантировать детерминированную производительность и большую общую пропускную способность сети для заданного количества спектра.
Емкость: По мере того, как все больше устройств подключается к сети, становится все труднее уплотнять сети Wi-Fi, поскольку передача каждого пакета приводит к отключению звука других находящихся поблизости. Обычно решение состоит в том, чтобы выделить разные спектральные каналы для каждой точки доступа. Но это означает меньший спектр на точку доступа, следовательно, меньшую пропускную способность сети.
В LTE и 5G, когда точки доступа осуществляют передачу одновременно, они не отключаются. Клиенты также могут передавать одновременно. Передачи от других точек доступа или клиентов на том же канале эффективно повышают уровень шума. Это позволяет сети точно контролировать отношение полезного сигнала к шуму (SNR) для каждого канала, обеспечивая лучшую спектральную эффективность, чем Wi-Fi.
В большинстве случаев предприятия реально должны иметь доступ к 100 МГц или более спектру в диапазоне CBRS. Хотя это кажется немного меньше, чем Wi-Fi, эффективное использование спектра обеспечивает высокую пропускную способность сети. Например, типичный оператор мобильной сети (MNO) использует только 100-150 МГц общего спектра для всей своей макросотовой сети LTE.
Представление: Wi-Fi имеет явное преимущество перед сотовыми сетями с точки зрения пропускной способности или пиковой скорости передачи данных. Но эти преимущества быстро испаряются по мере того, как плотность клиентов, помехи, дальность действия и множество других факторов, препятствующих уровню сигнала, снижают реальную скорость передачи данных пользователя.
Без этих препятствий LTE и 5G обеспечивают более стабильное подключение и стабильную работу беспроводной сети. По мере увеличения потребности в пропускной способности сеть может быть линейно уплотнена с помощью большего количества точек доступа LTE без осложнений, связанных с помехами и распределением каналов. Благодаря доступности 5G в CBRS сотовые сети могут увеличить скорость передачи данных до нескольких Гбит / с.
Архитектура: Возможно, наиболее существенное различие между Wi-Fi и сотовой технологией заключается в базовой архитектуре. 5G представляет программно-определяемую архитектуру с сетевыми функциями без сохранения состояния и сетевую структуру на основе услуг. По сути, весь сетевой стек построен в облачной архитектуре.
Это фундаментальный отход от обычных кампусных сетей Wi-Fi, поскольку сетевая операционная система 5G наследует всю масштабируемость и динамическую вычислительную мощность, которые предлагает облако.
Сетевые функции без сохранения состояния, работающие как микросервисы, обеспечивают полностью отказоустойчивое и избыточное решение, работающее как кластеры с несколькими узлами. Различные сегменты сети с определенными атрибутами QoS могут быть предоставлены внешним приложениям с помощью функций доступа к сети динамически и автоматически.
Благодаря Wi-Fi облачное управление и оркестровка были эффективно модернизированы для оборудования, которое все еще работает с монолитными операционными системами.
Облачный подход 5G также обеспечивает отказоустойчивость с помощью кластеризации. Динамическая и эластичная масштабируемость может быть достигнута простым выделением дополнительных вычислительных ресурсов, а не заменой оборудования на вилочном погрузчике.
Конфигурация: Когда точка доступа LTE или 5G CBRS подключается к сети, она автоматически инициирует запрос доступа к спектру одному из сертифицированных FCC поставщиков систем доступа к спектру (SAS). Обладая «глобальным» знанием всего беспроводного спектра, SAS распределяет доступную полосу пропускания и назначения каналов.
Благодаря возможностям самоорганизующейся сети (SON) чистый спектр становится доступным для каждого радиомодуля в кампусе предприятия, а уровни мощности оптимизируются централизованно, чтобы минимизировать помехи и максимизировать пропускную способность.
Такой подход радикально отличается от устоявшейся модели Wi-Fi, в которой каждая точка доступа определяет свою среду и на лету выясняет ситуацию.
Интеграция: Одной из первых проблем, связанных с внедрением и развертыванием корпоративных технологий LTE и 5G, была их интеграция с существующей корпоративной инфраструктурой L2 / L3.
Новые точки доступа с поддержкой CBRS могут подключаться непосредственно к существующим кабелям локальной сети, что устраняет необходимость в развертывании параллельной сети. Усовершенствованные системы напрямую интегрируются с существующими корпоративными сетями, предоставляя гибкие варианты пересылки пользовательского трафика в существующую корпоративную сеть через виртуальные локальные сети, а также уже существующие функции маршрутизации, политики или преобразования сетевых адресов (NAT).
Это большое изменение по сравнению с традиционными сотовыми сетями LTE, которые не имеют возможностей интеграции и предполагают транспортную сеть оператора связи. Средства управления политиками предприятия также позволяют корпоративным ИТ-отделам сопоставлять целевые уровни обслуживания приложений с группами клиентских устройств и политиками обработки трафика для интеграции с существующими решениями безопасности, устраняя необходимость определять новые архитектуры сети и приложений.
Роуминг: По мере перемещения клиентов Wi-Fi в сети мощность сигнала от разных точек доступа Wi-Fi постоянно меняется. Поскольку клиенты принимают решение о том, к какой точке доступа лучше всего подключиться в любой момент времени, стабильное подключение и надежная производительность становятся серьезной проблемой из-за несовместимых реализаций различных поставщиков устройств.
В сотовой беспроводной связи роуминг и передача обслуживания между точками доступа координируются и контролируются сетевой инфраструктурой. Когда устройства перемещаются по сети, они сообщают о качестве канала своим обслуживающим точкам доступа. Сетевая инфраструктура решает, когда именно выполнять передачу обслуживания от одной точки доступа к другой, чтобы гарантировать отсутствие потери связи или каких-либо данных, обеспечивая согласованное и бесперебойное взаимодействие с пользователем.
Безопасность: Важная проблема для каждого предприятия, безопасность решается по-разному в Wi-Fi и сотовых беспроводных технологиях.
В сотовой связи нет концепции незащищенной сети с открытыми SSID. Данные всегда зашифрованы и встроены в ядро сети, а также в пользовательские устройства.
Wi-Fi обычно требует, чтобы пользователи вводили учетные данные вручную, а ИТ-специалисты устанавливали сертификаты на клиентские устройства. Сотовая беспроводная связь аутентифицируется либо с помощью SIM-карты, предоставленной организацией, либо в электронном виде с помощью программируемой встроенной SIM-карты (ESIM). Пока SIM-карты активированы в корпоративной системе, они будут аутентифицировать эти устройства в сети. Это избавляет от необходимости полагаться на внешний радиус или серверы AAA для клиентов с поддержкой сотовой связи.
Заключение
Хотя Wi-Fi по-прежнему будет основным методом беспроводного подключения для предприятий, недавнее внедрение локально доступного сотового спектра, такого как CBRS, вместе с технологиями и продуктами LTE и 5G, станет долгожданным дополнением к некоторым присущим задержкам, надежности и надежности. и проблемы покрытия, с которыми организации сталкиваются при использовании Wi-Fi, поскольку они стремятся повысить мобильность важнейших бизнес-приложений.
Что еще более важно, с его облачной архитектурой SDN, технологии LTE и 5G дают предприятиям возможность наконец осознать гибкость, масштабируемость и гибкость своих кампусных сетей, которые необходимы для бизнеса в 21-м веке.ул век.
Мехмет Явуз - соучредитель и технический директор Celona.