Trendy technologiczne 2019 - sieci, Wi-Fi i komunikacja

Nowy standard komunikacji wi-fi, nowe systemy zabezpieczeń… Wiele wskazuje na to, że w sektorze bezprzewodowych oraz przewodowych technologii sieciowych będzie się w 2019 r. sporo działo.


Rok 2018 należał do bezprzewodowych technologii 802.11ac – dwupasmowe routery pracujące w paśmie 2,4 i 5 GHz upowszechniły się na rynku, co spowodowane było m.in. istotnym spadkiem cen tego typu urządzeń. Widać też było wyraźny trend związany z tym, że użytkownicy – o ile nie byli ograniczani finansowo – to znacznie chętniej rezygnowali z osprzętu w starszym standardzie 802.11n, zastępując go nowocześniejszym, dwuzakresowym sprzętem zgodnym z normą 802.11ac – nawet jeśli nie przewidują w najbliższym czasie pracy w paśmie 5 GHz.

Nowszy sprzęt wi-fi oferuje znacznie większą funkcjonalność i możliwości rozbudowy domowej lub firmowej sieci bezprzewodowej. Dzięki agregacji obu pasm router taki jest bez problemu w stanie zapewnić łączność z szybkością z szybkością 1200–1400 Mb/s, a najlepsze modele bez problemu pozwalają na transmisję z prędkością na poziomie 5 Gb/s. Przykładem tego typu urządzenia jest D-Link DIR-895L oferujący łączna szybkość przesyłu danych na poziomie 5332 Mb/s. Stało się to możliwe dzięki zastosowaniu w tym routerze trzech układów radiowych oraz ośmiu zewnętrznych anten pracującym w trybie 4x4.

W roku 2019 należy spodziewać się dalszej popularyzacji routerów 802.11ac. Już na przestrzeni ostatnich kilkunastu miesięcy pojawiło się w sklepach szereg stosunkowo niedrogich urządzeń w tym standardzie, oferujących transmisję na poziomie 1200–1400 Mb/s. Dzięki temu router pozwala na swobodne przesyłanie w domowej sieci kilku strumieni wideo w jakości HD. Bez problemu można też stworzyć wydajną sieć firmową.

Trendy technologiczne 2019. Nowy standard bezpieczeństwa

W 2019 roku spodziewać się można sporej ilości urządzeń z nowym standardem bezpieczeństwa WPA3. Finalną wersję tej normy ogłoszono dosłownie pół roku temu. W założeniu jej twórców, a wiec organizacji WiFi Alliance, standard ten ma zapewnić lepsze szyfrowanie i bezpieczeństwo danych we wszelkiego typu sieciach wi-fi, w tym sieciach internetu rzeczy oraz środowisku inteligentnego domu. W tym miejscu warto jednak wspomnieć, że WPA3 przynosi przede wszystkim zmiany w protokole uwierzytelniającym. Wprowadzono tu nowy mechanizm SAE, czyli Simultaneous Authentication of Equals, który zastąpi dotychczasowy mechanizm PSK i bazuje na haśle użytkownika.

Na rynku pojawiły się już pierwsze routery zgodne z tym nowym standardem. Pierwszym dostępnym w Polsce urządzeniem tego typu jest kosztujący ok. 600 zł Synology MR2200ac. Oprócz tego Aruba, będąca marką firmy Hewlett Packard Enterprise, przygotowała nowe, certyfikowane przez WiFi Alliance pakiety oprogramowania układowego, dodające funkcjonalność WPA3 do dostępnych na rynku modeli routerów i punktów dostępowych. Użytkownicy wkrótce ten nowy firmware będą mogli wgrać do swoich urządzeń. Podobnie postąpiła firma Dell.

Oczywiście, są to dopiero pierwsze jaskółki związane z wdrażaniem nowego standardu zabezpieczeń. Oczekuje się, że zanim WPA3 całkowicie zastąpi obecne rozwiązania upłynie kilka lat. Niemniej, wielu producentów, w tym m.in. Asus, Cisco, Tp-Link czy D-Link zapowiedziało na rok 2019 premiery sprzętu i oprogramowania sterującego zgodnego z WPA3.

Ewolucja standardów WiFi

Ewolucja standardów WiFi

Trendy technologiczne 2019. 802.11ax czyli Wi-Fi 6

Oczekujemy, że w 2019 roku pojawią się na rynku urządzenia zgodne ze standardem 802.11ax czyli, jak się ostatnio zaczęło nazywać tę specyfikację, WPA3. Nowy standard to, najprościej rzecz ujmując, dużo lepsza odsłona 802.11ac. Oczywiście, potrafi wykorzystywać zarówno pasmo o częstotliwości 2,4 jak i 5 GHz, niemniej jest dużo szybszy, choć trzeba przyznać, że jest to duże niedopowiedzenie. Urządzenia zgodne 802.11ax będą bowiem w stanie pracować z teoretyczną szybkością dochodzącą do ok. 14 Gb/s (tryb MIMO 4x4), natomiast urządzenie klienckie osiągną przepustowość rzędu 1 Gb/s.

Jednak to nie wszystko. Nowy standard przygotowany jest do wydajniejszej obsługi sieci bezprzewodowej o dużej gęstości urządzeń. Zaimplementowano w nim zaawansowaną wersję technologii MU-MIMO, dzięki której routery i punkty dostępowe będą w stanie obsługiwać z pełną szybkością nawet do ośmiu użytkowników. Przewiduje się, że sieć Wi-Fi 6 sprawdzi się przede wszystkim przy zapewnieniu bezprzewodowej łączności podczas dużych imprez masowych, takich jak mecze czy różnego rodzaju konferencje, gdzie, w tym samym czasie, setki użytkowników urządzeń mobilnych łączy się z internetem za pośrednictwem wi-fi.

Co ważne, sieć 802.11ax korzysta z technologii OFDMA, dzięki której każdy dostępny kanał podzielić można na szereg mniejszych podkanałów. W praktyce, jeden kanał może być jednocześnie współużytkowany przez 30 klientów i to właśnie dlatego sieci 802.11ax są wyjątkowo odporne na przeciążenia, a co za tym idzie, będą też znacznie rzadziej dławić niż obecnie stosowane sieci 802.11ac.

Ostatnim istotnym elementem sieci Wi-Fi 6 są rozwiązania wydłużające żywotność akumulatorów urządzeń klienckich. W standardzie 802.11ax znalazł się bowiem mechanizm Wake Time Scheduling. Dzięki niemu punkt dostępowy informuje klientów kiedy mogą przejść w stan uśpienia i kiedy prawdopodobnie będą musiały się „obudzić”. Oczywiście, odstępy czasu nie są tu zbyt duże, ale jest ich sporo i po ich zsumowaniu uzyskuje się znaczne wydłużenie czasu pracy urządzenia na baterii.

Tp-Link Archer AX600 to jeden z pierwszych, dostępnych na rynku routerow zgodnych ze specyfikacją 802.11ax

Tp-Link Archer AX600 to jeden z pierwszych, dostępnych na rynku routerow zgodnych ze specyfikacją 802.11ax

Trendy technologiczne 2019. Wi-Fi 6 i smartfony

Jak widać, wdrażanie technologii WiFi 6 związane będzie przede wszystkim z jej implementacją w urządzeniach mobilnych, przede wszystkim w smartfonach. Układy zgodne ze wstępną specyfikacją 802.11ax oferuje już wielu dostawców, w tym Broadcom, Qualcomm, Marvell, Quantenna, Intel i Celeno. Jeśli chodzi o punkty dostępowe wspierające standard 802.11ax, to pierwszymi urządzeniami, które pojawiły się na rynku są punkty dostępowe Aerohive z serii AP630, AP650 i AP650X. Niestety to dość drogie urządzenia kosztujące ponad tysiąc dolarów.

Tańszy sprzęt oferuje Asus. W sprzedaży dostępne są już trzy modele – dwa routery i jeden punkt dostępowy. Są to odpowiednio AiMesh AX6100, RT-AX88U oraz Rapture GT-AX11000. Z kolei firma TP-Link oferuje model Archer AX6000 (router dwukanałowy) oraz AX11000 (trzykanałowy). Co ciekawe, ich nazwa informuje o całkowej, maksymalnej ilości danych, jakie sprzęt ten przesyła w ciągu sekundy – odpowiednio 6 i 11 GB/s. Podobnie postąpił D-Link. W jego ofercie znajdziemy routery o nazwie AX11000 Ultra Wi-Fi Router i AX6000 Ultra Wi-Fi Router. Ostatni z producentów, którzy wprowadzili lub już sprzęt WiFi 6 do oferty, Netgear, proponuje użytkownikom model Nighthawk X12. Oczywiście, wszystkie wymienione routery są kompatybilne z poprzednimi wersjami standardu 802.11.

Warto zaznaczyć, że ostateczna wersja standardu 802.11ax zadebiutuje prawdopodobnie w połowie roku, a ściślej w lipcu. Do tego czasu proces certyfikacji na zgodność z Wi-Fi 6 powinna już też przejść spora grupa sprzętu i służących do ich budowy układów. Jednak, jak wynika z raportu firmy analitycznej Abi Research „Wireless Connectivity Technology Segmentation & Addressable Markets”, szersze przyjęcie standardu na rynku nastąpi dopiero 2020 r., w chwili, gdy pojawi się on w szerokiej gamie smartfonów.

Trendy technologiczne 2019. Nadchodzące standardy z rodziny 802.11

Na rok 2019 przewidziano też premierę urządzeń zgodnych ze specyfikacją 802.11ay, która znana jest pod nazwą sieci Next Generation 60 GHz, czyli nowej generacji sieci bezprzewodowej pracującej w paśmie 60 GHz.

Technologia ta ma być używana do łączenia dużych sieci znajdujących się w pobliskich budynkach, na przykład w firmach lub administracji publicznej lub w sieciach typu mesh. W porównaniu z istniejącym standardem 802.11ad, czyli WiGig, sieci Next Generation 60 GHz mają zapewnić większą niezawodność, znacznie większy zasięg do 300 metrów oraz 3-krotnie wyższą przepustowość wynoszącą co najmniej 20 Gb/s, a docelowo 40 Gb/s. Ostateczna specyfikacja ma zostać opublikowana jesienią.

Oprócz tego, pod koniec roku, spodziewać się można pierwszych, próbnych urządzeń zgodnych ze specyfikacjami 802.11ba i 802.11az, które przewidziane są, odpowiednio na rok 2020 i 2021. Pierwszy z nich, określany jako WUR, od Wake-Up Radio, to rozwiązanie, które ma za zadanie znaczne zmniejszyć poziom energii wykorzystywanej przez urządzenia internetu rzeczy i inteligentnego domu. Jest to o tyle ważne, że w ten sposób, podobnie jak w Wi-Fi 6, wydłużyć będzie można czas ich działania na zasilaniu bateryjnym, co podniesie nie tylko wygodę korzystania, ale wręcz umożliwi budowę sieci czujników IoT, do których jest ograniczony dostęp.

Z kolei standard 802.11az określany też jako NGP, czyli Next Generation Positioning, ma na celu implementację szeregu technologii, które pozwolą na precyzyjne określenie bezwzględnej i względnej lokalizacji urządzeń wi-fi. Standard ten znajdzie również zastosowanie w sieciach internetu rzeczy i pozwoli wbudowywać różnego rodzaju czujniki w ruchome elementy i zespoły maszyn, a także w pojazdy czy inteligentne ubrania. Oczekuje się, że publikacja standardu 802.11az nastąpi na początku 2021 roku, niemniej pierwsze próbne urządzenia, jak już wspomniano, pojawią się prawdopodobnie pod koniec roku 2019.

Marvell 88Q9098 - dwupasmowy chipset zgodny z 802.11ax

Marvell 88Q9098 - dwupasmowy chipset zgodny z 802.11ax

Trendy technologiczne 2019. Nie tylko wi-fi

Oprócz technologii bezprzewodowych w 2019 roku rozwijać się będą również technologie sieci przewodowych. Chodzi przede wszystkim o sieci SD-WAN i SD-LAN, czyli różne odmiany sieci definiowanych programowo SDN (Software Defined Networking). Okazuje się, że coraz więcej przedsiębiorstw dostrzega wady tradycyjnej architektury sieci WAN/LAN, które to, zarówno pod względem kosztów utrzymania, jak i wydajności systemów przestaje nadążać za rosnącymi potrzebami użytkowników.

Architektura SDN oddziela od siebie funkcje kontrolne i transmisyjne sieci. Dzięki temu w sieci mogą znajdować się dużo prostsze, tańsze urządzenia których jedynym zadaniem jest szybkie przełączanie ruchu pomiędzy poszczególnymi portami. Wszelkie funkcje kontrolne związane z siecią, konfiguracja oraz decyzje dotyczące routingu realizowane są w sterowniku SDN. W ten sposób uzyskuje się możliwość bezpośredniego programowania urządzeń sieciowych oraz oddziela się działania aplikacji i serwisów sieciowych od fizycznej infrastruktury sieciowej.

Najbardziej korzystają na tym firmy, które preferują pracę zdalną, a jednocześnie zależy im na pełnej kontroli nad swoimi zasobami. Oczywiście, sama idea sieci SDN nie jest nowa bo pochodzi z polowy lat dwutysięcznych (powstała na kalifornijskim uniwersytecie w Stanford), a pierwsze wdrożenia datują się na rok 2010, niemniej zyskuje ona coraz większe uznanie wśród biznesowych użytkowników. Głównym czynnikiem napędzającym obecnie rynek SDN to rosnąca popularność smartfonów, a szerzej mobilność, która wymusza większa złożoność sieci ze względu na zróżnicowane wzorce ruchu. Do rozwoju trendów związanych z SDN-em przyczynia się także wzrost zapotrzebowania na usługi w chmurze oraz konsolidację centrów danych i wirtualizację serwerów.

Fakt, że sieć SDN pozwala na kierowanie ruchem bez dużego udziału sprzętu, jest szczególnie ważny w kontekście aplikacji chmurowych i sieci urządzeń internetu rzeczy, które są, z założenia, zbyt prymitywne, aby samodzielnie wspomagać ruch sieciowy. Co ważne, SDN umożliwia szybkie budowanie sieci bez konieczności jej ręcznej konfiguracji. Wszystko to sprawia, że sieciami SDN interesują się już nie tylko najbardziej innowacyjne firmy ale typowe przedsiębiorstwa produkcyjne czy usługowe. Jak twierdzą analitycy z firmy Gartner, w 2019 roku sieci SDN po raz pierwszy staną się technologią wykorzystywaną na szerszą skalę przez masowego, biznesowego odbiorcę technologii IT.

Trendy technologiczne 2019. Poza rok 2019

Organizacja WiFi Alliance intensywnie pracuje nad innymi standardami komunikacji bezprzewodowej. Pierwszym z nich jest 802.11aj. Specyfikacja jest o tyle ciekawa, że ma na celu dostosowanie transmisji bezprzewodowej do lokalnych regulacji prawnych dotyczących łączności radiowej obowiązujących w niektórych krajach czy rejonach świata. Tego typu działania, jak można się domyślić, dotyczą dużych rynków, istotnych z punktu widzenia producentów sprzętu. W normie 802.11aj zawarto modyfikacje standardu 802.11ad, które pozwolą wykorzystać dostępne w Chinach częstotliwości od 59 do 64 GHz oraz częstotliwość 45 GHz. Istotne jest zachowanie zgodności ze specyfikacją 802.11ad. Modyfikacje dotyczą warstw fizycznej oraz warstwy sterowania dostępem do medium transmisyjnego: protokołu Media Access Control.

Drugim standardem jest 802.11ak. Jego wstępna wersja została, co prawda, opublikowana w listopadzie 2017 roku, ale jeszcze nie doczekała się ostatecznej specyfikacji. Jej głównym przeznaczeniem jest ułatwienie transmisji pomiędzy siecią wi-fi a przewodową siecią Ethernet pod kątem dostosowania prędkości przesyłania danych. Przewidziano też w niej standaryzację mechanizmów związanych z bezpieczeństwem i kontrolą jakości usług.

Ciekawie zapowiada się również specyfikacja 802.11bb, nazywana też specyfikacją standardu LiFi (od Light Fidelity). Dotyczy ona komunikacji bezprzewodowej wykorzystującej jako medium transmisyjne światło widzialne. Transmisja ma być realizowana za pomocą modulacji strumienia świetlnego emitowanego przez oświetleniowe diody LED, takie jak w obecnych żarówkach LED, jednak modulacja ta nie będzie dostrzegalna ludzkim okiem. Ideę wykorzystania światła widzialnego do budowy sieci LiFi zaproponował w 2011 roku prof. Harald Haas.

Do najważniejszych zalet wykorzystania światła widzialnego jako medium transmisyjnego należy wysoka szybkość transmisji, która może nawet stukrotnie przekraczać szybkości oferowane przez standard 80211ac, oraz bezpieczeństwo komunikacji i wysoka efektywność energetyczna. Z punktu widzenia producentów, ważne jest też to, że nie trzeba uzyskiwać licencji na radiowe kanały komunikacyjne. Istotne są też niewielkie koszty realizacji łączności za pomocą światła. Ogłoszenie ostatecznych specyfikacji przewidywane jest na lata 2020–2021.

WiFi Alliance przygotowała też cały szereg normalizacji, których ostateczna specyfikacja została już ogłoszona ale nie doczekały się one jeszcze dużej popularności wśród producentów i użytkowników. Niemniej są one na tyle ciekawe, że warto o nich również wspomnieć. Taką specyfikacją, która z pewnością zasługuje na uwagę jest IEEE 802.11ah, nazywana też HaLow. Pomimo tego, że standard ten nie wyróżnia się prędkością (ok. 350 kb/s dla jednego strumienia), to oferuje on bardzo duży zasięg. Co ciekawe, wykorzystywano tu pasmo o niskiej częstotliwości, zaledwie 900 MHz (stąd wspomniana nazwa HaLow), która jest w stanie pokryć zasięgiem duży obszar. Nowy standard zapewnia do niemal dwóch razy większy zasięg niż obecnie wykorzystywane urządzenia wi-fi, co w praktyce pozwala na komunikacje nawet na odległość dochodzącą do 1000-1200 metrów na otwartej przestrzeni i 500-700 metrów w budynku.

Przewiduje się, że ze względu na niską prędkość transmisji, standard 80211ah znajdzie najszersze zastosowanie w łączeniu urządzeń Internetu rzeczy w gęstą sieć czujników w dużych budynkach, takich jak biurowce czy fabryki. Co ważne, takim zastosowaniom sprzyja niskie zużycie prądu pozwalające zasilać urządzenia IoT niewielkimi bateriami, które umożliwią ich działanie nawet przez kilka lat.

Z kolei ogłoszona w 2013 roku specyfikacja IEEE 802.11af, to standard, który jest w stanie pomóc w uzyskaniu dostęp do Internetu na obszarach słabo zurbanizowanych. White-Fi, bo tak jest on też nazywany, wykorzystuje wolną tzw. białą przestrzeń (stąd nazwa) na częstotliwościach używanych przez kanały telewizyjne. Dzięki temu 802.11af pozwala uzyskać zasięg dochodzący do kilku kilometrów. Co więcej, podobnie jak w wypadku sygnałów telewizyjnych, z łatwością przenika przez ściany budynków i rożnego rodzaju przeszkody terenowe. Szybkość transmisji danych wynosi od 400 do 800 Mb/s, co oznacza, ze jest wystarczająca do zapewnienia łączności internetowej.