Що потрібно знати про Wi-Fi 6 (IEEE 802.11ax)
У 2018 році група Wi-Fi Alliance анонсувала Wi-Fi 6 — новий стандарт Wi-Fi на основі технології IEEE 802.11ax. Було запроваджено нові спрощені назви для поточних і майбутніх стандартів Wi-Fi (у нас є стаття про це: Нові назви для стандартів Wi-Fi). Програма сертифікації Wi-Fi 6 розпочалася у вересні 2019 року, а асоціація стандартів IEEE офіційно прийняла (ратифікувала) її у вересні 2020 року. У 2021 році Keenetic випустили першу модель маршрутизатора з підтримкою класу Wi-Fi 6.
Загалом, IEEE 802.11ax базується на сучасному, поточному стандарті 802.11ac (Wi-Fi 5) і використовує наявні технології. За словами розробників стандарту, деякі нові технології будуть корисні при розгортанні Wi-Fi мереж з високою щільністю. Певні рішення покращать якість зв'язку в місцях з високим навантаженням на мережу та в умовах високої завантаженості радіоефіру (наприклад, у громадському транспорті, торгових центрах, готелях, на стадіонах чи в корпоративних мережах). Відчутний результат від переходу на 802.11ax буде помітний, лише якщо всі пристрої в мережі підтримуватимуть новий стандарт.
Переваги стандарту Wi-Fi 6 не вплинуть суттєво на домашніх користувачів. Маршрутизатор Wi-Fi з підтримкою 802.11ax не стане потужнішим за 802.11ac, а зона покриття сигналу не збільшиться. Швидкість з'єднання пристроїв без підтримки 802.11ax не зросте.
Один маршрутизатор Wi-Fi 6 все ще не може замінити Wi-Fi систему та покрити багатокімнатне або багаторівневе приміщення з міцними стінами та стелями без значної втрати швидкості. Використання кількох точок доступу без підтримки клієнтськими пристроями нових технологій OFDMA та UL MU-MIMO дасть значно більший ефект.
Якщо у вас уже є клієнтські пристрої з підтримкою 802.11ax або ви плануєте придбати найновіший маршрутизатор, що підтримує останній стандарт Wi-Fi 6, 'на майбутнє', враховуючи темпи розвитку нових технологій та гаджетів, з перспективою оновлення пристроїв Wi-Fi у мережі, вибір маршрутизатора Keenetic з підтримкою стандарту Wi-Fi 6 буде найкращим рішенням. Але навіть сьогодні в багатьох випадках практичним і найкращим варіантом для підключення до Інтернету та організації власної Wi-Fi мережі є використання дводіапазонного Wi-Fi маршрутизатора 802.11ac та мобільних пристроїв з підтримкою 802.11ac. В цьому випадку ви також отримаєте переваги дводіапазонних мереж та високу швидкість передачі даних Wi-Fi. Старші флагманські моделі Keenetic Wi-Fi 5 (Titan, Giant) за продуктивністю майже не поступаються новим моделям з підтримкою 802.11ax.
Новий стандарт Wi-Fi 6, безумовно, має деякі корисні нововведення і є наступним етапом у розвитку мережевих технологій. Але перехід з Wi-Fi 5 на Wi-Fi 6 не виглядає проривом і значним для користувачів, як це було при переході з Wi-Fi 4 (802.11n) на Wi-Fi 5 (802.11ac). Стандарт 802.11ac дозволив користувачам використовувати вільний частотний діапазон 5 ГГц, багаторазово збільшити швидкість передачі даних за рахунок розширення каналів та впровадження нових технологій Airtime Fairness та Beamforming. З часом, коли користувачі оновлять свої пристрої, вони зможуть отримати переваги від нових технологій стандарту Wi-Fi 6, адаптація та впровадження якого тільки починається.
Зверніть увагу, що неможливо програмно оновити моделі Keenetic Wi-Fi 5 до Wi-Fi 6.
Нижче ви можете дізнатися про основні нововведення стандарту Wi-Fi 6 (IEEE 802.11ax).
Збільшення номінальної фізичної швидкості передачі даних
Загалом, швидкість передачі даних у Wi-Fi 6 не значно вища, ніж у Wi-Fi 5.
У Wi-Fi 6 максимальна теоретична швидкість передачі даних може становити 600 Мбіт/с (канал 80 МГц, 1 просторовий потік) і 9607 Мбіт/с (канал 160 МГц, 8 просторових потоків), замість 433 Мбіт/с (канал 80 МГц, 1 просторовий потік) і 6933 Мбіт/с (канал 160 МГц, 8 просторових потоків) у стандарті Wi-Fi 5.
Деякі недобросовісні виробники на своїх коробках і в маркетингових матеріалах заявляють про більш ніж подвійне збільшення швидкості в 802.11ax, грунтуючись на використанні каналів 160 МГц, які також доступні в 802.11ac, але рідко використовуються через обмеження спектра*. 802.11ax також не уникне цих обмежень.
* — Ширина каналу 160 МГц використовує одразу вісім стандартних каналів по 20 МГц. Цей режим займає вдвічі більший діапазон частот, що для деяких пристроїв, які не підтримують розширений набір каналів, призводить до того, що організувати непересічні мережі в ефірі буде неможливо. Канали 160 МГц насправді актуальні лише для клієнтів, які мають їх підтримку та працюють у чистому радіоефірі 5 ГГц.
Додаткову інформацію можна знайти в статті Доступні канали в бездротовій мережі 5 ГГц.
Режим OFDMA
Wi-Fi 6 додає режим OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) для підвищення спектральної ефективності. Технологія OFDMA запозичена з індустрії стільникового зв'язку 4G LTE і схожа на багатокористувацьку версію OFDM, що використовується в Wi-Fi 5.
OFDMA надає можливість встановлювати з'єднання між точкою доступу та кількома клієнтами одночасно, розділяючи сигнал на піднесучі (додаткові менші підканали) і групуючи їх для обробки окремих потоків даних, які називаються ресурсними одиницями (RU). Це дозволить кільком клієнтам Wi-Fi 6 одночасно транслювати дані із середньою швидкістю та використовувати той самий канал замість очікування.
Щоб скористатися цим покращенням, усі клієнти обов’язково повинні підтримувати стандарт 802.11ax. Ефект абсолютно непомітний при невеликій кількості пристроїв і великому навантаженні на точку доступу.
Покращена технологія MU-MIMO
Wi-Fi 6 забезпечує підтримку технології MU-MIMO (UL Multi-User Multiple-Input, Multiple-Output) для висхідного каналу. Раніше в Wi-Fi 5, MU-MIMO працював лише в низхідному каналі від маршрутизатора до клієнта (DL MIMO).
Передбачається, що Wi-Fi 6 теоретично може підтримувати одночасну передачу до 8 просторових потоків в обох напрямках (8x8), з можливістю доставки чотирьох одночасних потоків одному клієнту. Але ця функціональність може не підтримуватися в ранніх версіях сертифікованого обладнання 802.11ax. У масових пристроях переважно використовуватимуться MIMO 4x4 та 2x2.
Wi-Fi Alliance заявляє, що DL MU-MIMO та режим OFDMA покращать пропускну здатність та продуктивність мережі, забезпечуючи більше одночасних підключень та краще використовуючи виділену смугу. Але це працюватиме, лише якщо клієнти підтримують ці технології. Наразі більшість клієнтів навіть не підтримують MU-MIMO та другу версію 802.11ac Wave2. А ті клієнти, які підтримують, все одно не матимуть підтримки двонаправленого MU-MIMO.
Підвищення рівня модуляції до 1024-QAM
Модуляція 1024-QAM збільшує довжину кожного кодуючого символу з 8 бітів (у 256-QAM на Wi-Fi 5) до 10 бітів, що покращує швидкість передачі та спектральну ефективність приблизно на 25%, оскільки в кожному пакеті буде розміщено більше даних.
Але зауважте, що це покращення працює лише в умовах, коли рівень сигналу високий, а шум низький. Наприклад, рівень потужності прийнятого сигналу, необхідний для декодування кадру з модуляцією 1024-QAM 5/6 для каналу 80 МГц, повинен бути не менше -45 дБм, і цього можна досягти, лише коли приймач і передавач знаходяться близько один до одного.
Нижче наведена таблиця максимальних підтримуваних швидкостей передачі даних (в Мбіт/с) для 802.11ax, залежно від кількості просторових потоків, модуляції, швидкості кодування, ширини каналу (20/40/80/160 МГц) та захисного інтервалу.
Використання механізму кольорового маркування мережевих пакетів BSS Color
У Wi-Fi 6 бездротові пристрої зможуть ідентифікувати сигнали від мереж BSS (Basic Service Set - базовий набір служб), що перекриваються, та запобігати конфліктним ситуаціям на основі цієї інформації. Щоб розрізняти пакети з різних BSS, стандарт запровадив нове поняття ідентифікатора «кольору» — Color Code.
Якщо бездротові пристрої працюють на одному каналі, вони можуть передавати дані в кадрі 802.11ax з унікальним колірним кодом BSS (Color Code BSS). Якщо ідентифікатори збігаються, вони можуть обмінюватися даними по повітрю одночасно, без очікування. Якщо виявлений кадр має інший ідентифікатор колірного коду BSS (Color Code BSS ID), пристрій його проігнорує. Механізм BSS Color виконує маркування пакетів на каналах, щоб розпізнати, «свій чи чужий». Донедавна не існувало механізму ідентифікації мережевого пакету за типом «свій чи чужий», і якщо якийсь пристрій передає в ефір, інші чекають своєї черги. Це викликало деяке падіння швидкості передачі та збільшення часу очікування в мережах з великою кількістю пристроїв.
Знову ж таки, зверніть увагу, що для роботи механізму BSS Color бездротові пристрої у вашій мережі повинні підтримувати стандарт Wi-Fi 6.
Знижене енергоспоживання
Наявні режими енергозбереження були доповнені новими механізмами. Додано Target Wake-up Time (TWT, цільовий час пробудження або пробудження за вимогою), розроблений у протоколі 802.11ah. Це дозволить клієнтським пристроям з підтримкою Wi-Fi 6 переходити в режим сну та «прокидатися» за розкладом. Маршрутизатор може вказувати клієнту, коли «засинати» і коли «прокидатися», що, як очікується, заощадить заряд акумулятора, збільшить час роботи від батареї в режимі очікування та зменшить перевантаження мережі.
Робота поза приміщенням
Деякі нові функції в стандарті Wi-Fi 6 покращують продуктивність у зовнішньому середовищі. Найважливіше те, що новий формат пакету, в якому найчутливіше поле тепер повторюється для надійності, а довші захисні інтервали забезпечують надлишковість для виправлення помилок.
Опис функцій та характеристик Wi-Fi 6 можна знайти в офіційному документі від Wi-Fi Alliance Wi-Fi_6_White_Paper_20181003.pdf або за посиланнями: