Что мы будем делать с дополнительными 1,2 ГГц?

Пока всё внимание общественности приковано к пандемии, приятно узнавать, что в некоторых местах жизнь продолжается, и что события, которые в обычное время попали бы в новости, а сейчас тонут под грузом более срочных событий, продолжают происходить.

За последние несколько недель произошли рутинные события в жизни американской бюрократии, которые, однако, должны значительно повлиять на развитие глобальной технологии: Федеральная комиссия по связи США (FCC) сначала предложила, а потом утвердила размещение 1200 дополнительных МГц в диапазоне 6 ГГц для использования промышленными, научными и медицинскими организациями (ISM). Этот процесс, вероятно, повторят и в других частях мира, освободив ещё один значительный кусок спектра под использование без лицензии.

На практике это означает, что будет создан целый набор WiFi каналов, и всем нам станет доступно чуть больше спектра, поэтому стоит изучить этот вопрос чуть детальнее.

За WiFi мы должны благодарить микроволновку

Микроволновая печь Raytheon RadaRange на борту ядерной американской подлодки «Саванна»

За кратким описанием ISM-диапазона стоит долгая история, кучка неожиданно переданных в использование частот и примеров использования спектра, которые большинство из нас ассоциируют только с беспроводными сетями, и, возможно, небольшим набором дополнительных протоколов вроде LoRa или пультов д/у, работающих в диапазоне UHF.

Их история начинается аж в XX веке, когда международный телекоммуникационный союз выделил эти частоты для использования в целях, отличных от связи.

Конкретно предполагалось использовать эти частоты для разогрева пищи, а популярный ныне диапазон 2,4 ГГц впервые появился в качестве новой технологии для микроволновых печей, которые в свою очередь произошли от военных радаров. И действительно, популярное устройство для готовки придумал один из сотрудников ВПК Raytheon.

Для ISM-диапазона был выделен целый массив разных частот, от HF и до субмиллиметровых микроволн, хотя (а может, и из-за того, что) в те времена практически не существовало технологий, позволявших использовать эти высокие частоты. Кроме микроволновых печей, среди устройств, использовавших эти частоты, и попавших в руки потребителей, были первые поколения беспроводных домашних телефонов и радиоуправляемые игрушки. Было время, когда, имея модель самолёта, машинки или даже боевого робота, нужно было иметь и набор кристаллов для каждой из требуемых частот (обычно 27 МГц или 40 МГц).

WiFi-карта Lucent Orinoco. Её чипсет устанавливали в большом количестве первых WiFi-карточек.

Поворотный момент, предшествовавший появлению WiFi-сетей, произошёл в 1985 году, когда FCC ослабила правила использования ISM-диапазонов без лицензии, в частности позволив использовать их для коммуникационных устройств широкого диапазона. В рамках разработки технологии появились несколько проприетарных продуктов, и к 1990-м годам возникло то, что станет серией стандартов 802.11, а к концу десятилетия уже всем для ноутбука нужна была PCMCIA-карта Lucent Orinoco.

Сейчас у нас есть целый спектр WiFi каналов в диапазонах 2,4 ГГц и 5 ГГц, и хотя первый настолько сильно загружен, что в плотно заселённых местах уже плохо работает, второй стал популярным для использования. А увеличение количества подключённых устройств в совокупности с взрывным ростом устройств из разряда «интернета вещей» могут лишь увеличить запрос на беспроводные полосы пропускания, поэтому появление дополнительного места в диапазоне 6 ГГц можно только приветствовать.

Почему у нас есть неиспользуемые беспроводные сети?

Реклама сетевой карты Net3 DECT от Olivetti

Но не будем слишком сильно радоваться новому размещению частот – лучше подробнее остановимся на его альтернативах. Потребительские беспроводные сети разворачивались не только в диапазонах 2,4 ГГц и 5 ГГц – так почему бы и другим диапазонам не получить свой кусок пирога? Ответ заключается в сложной комбинации рыночных сил и конкурирующих технологий. Многообещающий продукт может кануть в небытие, просто прибыв на рынок слишком рано, или слишком поздно.

Пример первого случая – DECT, известный нам сегодня, как стандарт цифровых беспроводных телефонов. У него есть все характеристики сотовой сети 3G, включая канал данных. К сожалению, он появился в начале 1990-х, когда пользователям переносных компьютеров беспроводные сети были не нужны, поэтому это его применение практически не использовалось. И наоборот, можно было ожидать повсеместного распространения WiFi стандарта 802.11ah для 900 МГц ISM, предлагающего увеличенную дальность действия, однако он появился слишком поздно, из-за чего его затмили другие технологии. Некоторые производители выпускают чипсеты и модули для 802.11ah, и при определённых рыночных условиях их могло бы быть так же много, как WiFi на 2,4 ГГц или LoRa, однако в реальности они очень редко встречаются.

Поэтому 24 дополнительных канала на 6 ГГц, которые обеспечит стандарт 802.11ax, станут долгожданным дополнением. Однако только из того, что они будут доступны, не следует, что ими будут часто пользоваться. Вполне возможно, что, как и в случае с упомянутым ранее стандартом 802.11ah, рынок пойдёт по другому пути к тому времени, как на полках появится достаточное количество поддерживающих его устройств.

Одно из обещаний мобильных телефонов стандарта 5G состоит в том, что в будущем у всех будет очень быстрая мобильная связь. Устранит ли она необходимость в дополнительных мощностях WiFi? А как насчёт предстоящего стандарта 802.11bb, т.н. LiFi — для сетей на основе света? Будут ли казаться архаичными WiFi роутеры после того, как на каждом потолке поселится куда как более дешёвая светодиодная лампа? Ясно одно – если вы считали, что с беспроводными сетями уже всё ясно, в ближайшие несколько лет вас ждёт немало сюрпризов.