Wifi 5 или 6 в чем разница
Wi-Fi 6 vs. Wi-Fi 5: что дает стандарт нового поколения?
На рынке появляется все больше устройств с поддержкой Wi-Fi 6, и, конечно, возникает вопрос: целесообразен ли апгрейд беспроводного сетевого оборудования до стандарта нового поколения? Сегодня мы посмотрим, как работают типовые системы Wi-Fi 6 в сравнении с системами предыдущего поколения. Наша задача здесь заключается не в оценке конкретного бренда или устройства, а в оценке новой технологии в целом.
Когда мы сравниваем производительность беспроводных систем, то обычно сравниваем измеряемые значения основных характеристик. К ним в первую очередь относится скорость передачи, но уровень сигнала и емкость сети также важны. Отлично, если рядом с роутером вы получаете высокую скорость подключения, но если она резко падает, как только вы переходите в соседнюю комнату, то что здесь хорошего? Итак, мы будем оценивать производительность систем Wi-Fi по трем вышеуказанным аспектам.
Как и в случае любого другого капитального обновления стандарта массовой технологии, Wi-Fi 6 (802.11ax) принес с собой множество качественных и количественных усовершенствований по сравнению со стандартом Wi-Fi 5 (802.11ac), которые были подробно описаны в нашей статье, посвященной Wi-Fi 6. Стандарт Wi-Fi 6 позволяет передавать больше битов информации с каждым пересылаемым пакетом, благодаря чему повышается скорость приема-передачи. Он также более эффективно использует выделенный частотный диапазон, что улучшает качество связи в условиях высокой загруженности эфира клиентскими устройствами. При менее плотной загрузке Wi-Fi 6 позволяет сети поддерживать большее количество одновременных подключений пользовательских устройств без снижения скорости передачи данных.
Хотя Wi-Fi 6 определенно предлагает более высокие скорости по сравнению с предыдущими стандартами, это не единственная его основная задача. В новом стандарте большое внимание уделяется оптимизации существующих технологий. Будущие обновления, ближайшее из которых – Wi-Fi 6E, откроют для беспроводных сетей новые участки частотного диапазона, что позволит еще больше повысить скорость, но это будет не ранее чем через год.
В нашем сегодняшнем тестировании принимают участие четыре устройства/системы, два из которых поддерживают предыдущий стандарт Wi-Fi 5, а два – новый стандарт Wi-Fi 6. Каждая сторона представлена одним одиночным роутером и одной двухузловой системой. На рынке имеется множество роутеров каждой категории, различающихся по производительности и цене. Для сравнения Wi-Fi 6 и Wi-Fi 5 мы выбрали наиболее типичные модели, представляющие каждую категорию и не обязательно являющиеся самыми быстрыми из имеющихся на рынке.
Стандарт Wi-Fi 6 представляют двухузловая система Asus ZenWiFi XT8 и одиночный роутер Asus RT-AX3000. На стороне Wi-Fi 5 выступают двухузловая система D-Link Covr 2202 и одиночный роутер D-Link DIR-882.
Блоки узловых систем Wi-Fi
Нашу методологию тестирования иллюстрирует рисунок, приведенный ниже: каждый роутер (узел) размещался на позиции, отмеченной красным, а клиентские устройства находились в контрольных точках, отмеченных синим. Во всех тестах в качестве клиентских устройств мы использовали: на первом этапе – устройство с Wi-Fi 6 в режиме одиночного подключения, и затем – это же устройство в режиме одновременного подключения с устройством Wi-Fi 5. В точках 1, 3 и 5 стандарт Wi-Fi 6 поддерживал высокопроизводительный адаптер Wi-Fi 6 на базе PCIe, в остальных точках – ноутбук Acer Swift 3 со встроенным модулем Wi-Fi 6. В качестве клиента Wi-Fi 5 во всех точках использовался смартфон OnePlus 6T.
Данные от каждого клиента передавались серверу, который отслеживал скорость работы сети. Результаты тестов с пометкой «wired» (проводные) показывают скорость передачи данных серверу, подключенному к роутеру через Ethernet, тогда как в тестах с пометкой «wireless» (беспроводные) данные передавались серверу, соединенному с тем же роутером беспроводным путем. В «проводных» тестах данные передавались по Wi-Fi от клиентского устройства роутеру и далее через Ethernet – серверу. В «беспроводных» тестах данные передавались по Wi-Fi дважды: от клиентского устройства роутеру и от роутера серверу. Полностью беспроводные тесты предъявляют к роутеру более высокие требования, поскольку он должен обеспечивать сигнал Wi-Fi и в направлении клиента, и в направлении сервера.
Размещение различных устройств в нескольких точках по соседству друг от друга дает нам более реалистичную картину работы сети Wi-Fi, чем если бы мы тестировали каждое устройство изолированно.
Тестирование в открытых условиях подразумевает, что соседствующие роутеры будут создавать взаимные помехи. Эти роутеры не поддерживают продвинутые алгоритмы распределения выделенной полосы частот и организации очередности подключений клиентских устройств, которые предлагает стандарт Wi-Fi 6, поэтому здесь мы не можем непосредственно протестировать этот функционал. С этой точки зрения изолированное тестирование было бы предпочтительнее, но это единственный аргумент в его пользу. А в остальном наши результаты достаточно адекватно отражают работу Wi-Fi в условиях дома или небольшого офиса.
Показатели производительности
Начнем с уровня сигнала, который здесь измеряется в дБм (dBm) и характеризует мощность сигнала на входе приемника. Значения – отрицательные, и большие из них (то есть более близкие к нулю) означают более сильный сигнал. Увеличение уровня сигнала на 3 дБм по логарифмической шкале соответствует двукратному увеличению мощности сигнала. Существуют федеральные стандарты, ограничивающие мощность передающих устройств; таким образом, результаты этого теста характеризуют качество (КПД и характеристики направленности) антенны и общую эффективность устройства, работающего в условиях ограничений на выходную мощность передатчика.
В диапазоне 2.4 ГГц в целом лучший уровень сигнала предлагает двухузловая система Wi-Fi 6. В диапазоне 5 ГГц результаты более плотные. На большем расстоянии от роутера преимущество узловых систем становится очевидным.
Одиночные устройства едва достают до противоположного угла дома. Однако и в этом случае роутер Wi-Fi 6 обеспечивает немного лучший сигнал.
Принимая во внимание все результаты, полученные в обоих диапазонах, сложно сделать какое-либо однозначное заключение по уровню сигнала. Переход на Wi-Fi 6 ничего не меняет в части мощности передатчика и подразумевает работу в том же самом диапазоне 5 ГГц. Решающее значение здесь всегда будут иметь характеристики направленности (включая beamforming – автоматическое формирование диаграммы направленности в сторону клиентского устройства) и эффективность антенн.
Переходим к скорости передачи данных. Эти результаты были получены с помощью iPerf3, стандартного набора тестов для определения пропускной способности беспроводной сети. Первый тест – Ideal – показывает производительность в условиях, когда передатчик и приемник находятся рядом друг с другом.
Результаты этого теста соответствуют наибольшей скорости, с которой способно работать устройство при отсутствии затухания и каких-либо препятствий на пути сигнала. Возможно, в лабораторных условиях при отсутствии помех можно было бы получить еще большую скорость, но эти результаты показывают тот практический максимум, который может получить обычный пользователь.
Получив 950 Мбит/с на устройстве Wi-Fi 6, мы впервые столкнулись с ситуацией, когда скорость беспроводного устройства ограничивается его интерфейсом Gigabit Ethernet. Это означает, что вам, чтобы иметь возможность воспользоваться преимуществом максимально высокой скорости Wi-Fi 6, нужно будет сделать апгрейд вашего сетевого оборудования с повышением пропускной способности интерфейса до 2.5 Гбит/с или до 10 Гбит/с.
Google Fiber и xFinity предлагают интернет-оснащение с пропускной способностью 2 Гбит/с, но это крайне редкий сценарий. Итак, при идеальных условиях Wi-Fi 6 предлагает примерно в полтора раза большую скорость по сравнению с Wi-Fi 5. При этом оба одиночных роутера превосходят своих узловых собратьев на 10-20%. Это справедливо для обоих поколений Wi-Fi, поскольку узловые системы обычно состоят из нескольких менее мощных блоков и использование узловых систем на ограниченном пространстве в результате дает меньшие максимальные скорости, чем можно получить при использовании одиночных роутеров.
Следующий тест тоже проводился в пределах одной комнаты, но с большим расстоянием между приемником и передатчиком. И мы видим почти такое же распределение результатов, как в тесте Ideal, только с немного меньшими скоростями. Добавление второго устройства в трех из четырех наших случаев слегка снижает скорость, тогда как в случае узловой системы Wi-Fi 6 скорость даже немного возрастает. При увеличении числа конкурирующих клиентских устройств, подключенных к одному и тому же беспроводному каналу, общая скорость чаще всего снижается по сравнению со скоростью одного-единственного подключения. Тем не менее, явным победителем здесь становится одиночный роутер Wi-Fi 6. Имейте в виду, что это фактические скорости передачи файлов, а не теоретические маркетинговые характеристики.
Теперь рассмотрим ситуацию, когда клиентское устройство находится в подвальном помещении (позиция 5 на схеме). В «проводном» тесте мы получаем лучшую скорость от одиночных роутеров, поскольку связь осуществляется все-таки на довольно близком расстоянии. При одновременном подключении двух клиентских устройств самую высокую скорость обеспечивает одиночный роутер Wi-Fi 5. Он не демонстрирует ни существенного увеличения, ни снижения скорости при подключении второго устройства, тогда как роутеры Wi-Fi 6 начинают работать заметно медленнее.
В тестах с беспроводным сервером, который располагался в точке 3, мы видим значительное снижение скорости у всех роутеров. Тот же одиночный роутер Wi-Fi 5, показавший хорошие результаты в проводном тесте, здесь занимает последнее место, а победителями по очереди становятся системы Wi-Fi 6 (двухузловая и одиночный роутер).
Мы также провели тест с расположением клиентских устройств на улице, чтобы проверить, насколько хорошо сигнал проходит через наружную стену дома. Поскольку контрольная точка на улице находится достаточно близко к роутерам, одиночные модели показывают лучшие результаты. Неожиданно, но старшая модель роутера Wi-Fi 5 обеспечивает более высокую скорость по сравнению с более новым роутером Wi-Fi 6.
Интересно также, что от узловых систем мы получили заметно большую скорость при одновременном подключении двух устройств. Возможно, это вызвано тем, что контрольная точка располагается примерно на одинаковом расстоянии от обоих узлов и каждое из двух клиентских устройств может обслуживаться «своим» узлом.
Следующая контрольная точка (3) находится через комнату от роутера. И это как раз пограничный пункт, определяющий начало «дальней» зоны, в которой лучшую скорость обеспечивают узловые системы. При подключении одного клиентского устройства обе двухузловые системы превзошли своих одиночных собратьев по стандарту.
Когда мы подключаем второе устройство, производительность немного снижается у двухузловой системы Wi-Fi 6 и почти не изменяется у одиночного роутера Wi-Fi 6 и двухузловой системы Wi-Fi 5. Одиночный роутер Wi-Fi 5 начинает испытывать трудности и скорость подключений заметно падает. В целом Wi-Fi 6 здесь работает быстрее, но преимущество в скорости не очень большое.
Последний тест соответствует наиболее неблагоприятному сценарию, когда клиент и роутер находятся в противоположных концах и на разных этажах дома. Обычно роутер стараются разместить на как можно более центральной позиции, но это не всегда возможно. Преимущества узловых систем здесь совершенно очевидны.
Подключения через одиночные роутеры в этой ситуации работают очень плохо – даже с одним клиентом, а с двумя подключениями роутер Wi-Fi 5 завис полностью. На таком расстоянии оптимизированный стандарт Wi-Fi 6 наглядно показывает свою эффективность.
Нужно ли делать апгрейд?
Мы рассмотрели достаточно много диаграмм и цифр, но давайте оглянемся назад и поговорим о том, что все это значит на практике. Системы Wi-Fi 6 очевидно быстрее, но не так чтобы очень сильно. Если у вас уже есть рабочая система Wi-Fi 5, которой вы довольны, то апгрейд вам, скорее всего, не нужен. Единственное, что, возможно, стоит обновить – это гигабитный интернет-интерфейс, в целях максимизации пропускной способности. Что касается улучшения производительности в других аспектах, то мы не видели каких-то выдающихся результатов, могущих служить основанием для апгрейда. Большинство сценариев домашнего использования, будь то стриминг или веб-серфинг, подразумевает меньшую нагрузку на подключение по сравнению с тестовой.
Если же ваша текущая система вас не устраивает и вы собираетесь покупать новый роутер, то в этом случае мы однозначно рекомендуем присмотреться к Wi-Fi 6.
Однако имейте в виду, что некоторые усовершенствования Wi-Fi 6, касающиеся увеличения емкости сети и оптимизации управления пользовательскими подключениями, полностью окупятся только в том случае, если большая часть клиентских устройств, подключающихся к вашей сети, будет поддерживать Wi-Fi 6. Через год-другой, когда все устройства будут выпускаться с поддержкой Wi-Fi 6, этот вопрос отпадет сам собой.
Одиночные Wi-Fi роутеры
Что касается узловых систем, то здесь дело с выбором обстоит немного сложнее. Узловые системы Wi-Fi появились сравнительно недавно, поэтому, если такая система у вас уже есть, она не может быть слишком старой и срочный апгрейд вам, скорее всего, не нужен. Узловая система может понадобиться для более масштабной сети – с большей зоной охвата и большим количеством обслуживаемых устройств. Wi-Fi 6 здесь зарекомендовал себя отлично, но его преимущества будут реально проявляться только при большом числе клиентов с поддержкой Wi-Fi 6. Если у вас относительно старые клиентские устройства – телефоны или ноутбуки – и вы не планируете обновлять их в течение ближайшего года, то покупать систему Wi-Fi 6 прямо сейчас вам не нужно. Вы можете спокойно подождать до того момента, когда парк клиентских устройств будут составлять преимущественно устройства с Wi-Fi 6. Однако, если у вас уже есть новый ноутбук или смартфон с поддержкой Wi-Fi 6, вы сможете сразу оценить новый высокоэффективный стандарт Wi-Fi, и мы со спокойной совестью рекомендуем вам апгрейд.
Читайте наши обзоры новейших роутеров Wi-Fi 6 и делайте грамотный выбор.
В чем разница между Wi-Fi 5 и Wi-Fi 6?
Беспроводные локальные сети обеспечивают доступ к интернету для многих пользователей в домах, офисах, на производствах и в общественных местах. На самом деле скорость роста использования беспроводных технологий настолько высока, что то, что было международным стандартом для беспроводных сетей, IEEE 802.11ac, выпущенным в 2014 году, больше не может идти в ногу со временем. В настоящее время он заменяется новой версией стандарта IEEE 802.11ax. Другими словами, IEEE 802.11ac — это Wi-Fi 5, а IEEE 802.11ax — это Wi-Fi 6. Стандарты совместимы, но также различаются во многих отношениях, с довольно приличным количеством различий, чтобы объединить для значительного улучшения пропускной способности и эффективности беспроводной сети для всех пользователей, даже в людных местах.
Wi-Fi 6 улучшает производительность Wi-Fi 5, заимствуя полезные технологии сотовой радиосвязи 4G Long Term Evolution (LTE), в надежде, что Wi-Fi 6 обеспечит увеличенную пропускную способность, необходимую для растущего числа взаимосвязанных беспроводных сетей и различных устройств, которые эту сеть используют. Они варьируются от датчиков интернет вещей (IoT) и более умных беспроводных телефонов 5G до даже подключенных автомобилей.
В дополнение к работе в узкой полосе пропускания канала на частоте 2,4 ГГц вместе со спектром до 5 ГГц, уже занятым Wi-Fi 5, возможно, самое большое различие между двумя стандартами Wi-Fi заключается в использовании ортогонального множественного доступа с частотным разделением каналов (OFDMA) в Wi-Fi 6 по сравнению с мультиплексированием с ортогональным частотным разделением (OFDM) в Wi-Fi 5. OFDMA — это, по сути, многопользовательская версия OFDM, позволяющая увеличить пропускную способность точки доступа (AP) Wi-Fi 6 по сравнению с точкой доступа Wi-Fi 5.
В обоих форматах мультиплексирования широкополосной беспроводной несущий сигнал с высокой скоростью передачи данных делится на большой набор узкополосных поднесущих с гораздо более низкой скоростью передачи данных и затем передается. Чтобы избежать помех между поднесущими сигналами, они ортогональны друг другу. Данные делятся между всеми поднесущими, в результате чего, если какой-либо из поднесущих сигналов ухудшается или искажается из-за помех, данные могут быть восстановлены с помощью методов исправления ошибок. В приемнике поднесущие с их упаковкой данных объединяются для восстановления начального сигнала (до начала высокоскоростной передачи и ее полных данных).
Используя ортогональные поднесущие с низкой скоростью передачи, а не одну несущую с высокой скоростью передачи данных, передатчики могут минимизировать эффекты замирания сигнала, многолучевого искажения и помех от других сигналов в том же или близком частотном спектре. Низкие скорости передачи данных поднесущих уменьшают эффекты межсимвольных помех (ISI), которые обычно более выражены при более высоких скоростях передачи.
Один из недостатоков OFDM состоит в том, что один пользователь занимает каждую несущую со всеми своими поднесущими одновременно. Множество пользователей возможно с помощью статических схем множественного доступа, таких как наличие разных времен передачи для каждой несущей / поднесущей для каждого пользователя в схеме с множественным доступом с временным разделением (TDMA) или множественный доступ с разделением каналов по частоте (FDMA). Однако эти методы не эффективны при использовании времени и / или частоты.
Чтобы разработать более эффективную версию Wi-Fi 5, наличие многопользовательских точек доступа было важным фактором для Wi-Fi 6 — в OFDMA один пользователь не занимает все поднесущие одновременно. Для повышения эффективности поднесущие сами делятся между несколькими пользователями. Несколько пользователей могут получить доступ к назначенным им поднесущим посредством TDMA или FDMA или обоих методов одновременно. Точка доступа используют сегменты частоты и времени, известные как ресурсные единицы (RU), для управления несколькими пользователями одновременно. Поскольку поднесущие подразделяются таким образом, временная синхронизация множества пользователей Wi-Fi 6 для одной точки доступа является критической по сравнению с Wi-Fi 5, что увеличивает сложность передатчиков, приемников и точек доступа.
Главное время
Поскольку несколько пользователей будут подключаться к точке доступа Wi-Fi 6 одновременно, синхронизация между разными пользователями должна быть точной, чтобы минимизировать помехи между поднесущими. Для достижения максимальной пропускной способности беспроводных сетей Wi-Fi 6 необходимо минимизировать помехи между пользователями, одновременно подключенными к точке доступа.
Синхронизация нескольких пользователей достигается с помощью триггерного кадра, транслируемого точкой доступа. Кадр запуска содержит информацию о том, когда разные пользователи и устройства могут передавать данные и какие поднаборы RU поднесущих OFDMA использовать. Точная синхронизация, необходимая для разных пользователей и в каждой точке доступа, подчеркивает важность генераторов опорных тактовых импульсов в Wi-Fi 6 — они должны иметь чрезвычайно низкий фазовый шум и низкий джиттер с отличной долговременной стабильностью частоты.
Точка доступа (AP) OFDMA может изменять количество частотного спектра или подканалов, занимаемых каждым пользователем, в зависимости от требований их беспроводных соединений. Например, для отправки электронной почты требуется меньшая полоса пропускания, чем для потоковой передачи видео на приемник Wi-Fi. Эта функциональность повышает эффективность Wi-Fi 6 по сравнению с Wi-Fi 5, но также увеличивает сложность аппаратного обеспечения с точки зрения выравнивания частоты, стабильности и точности, временной синхронизации и времени отклика компонентов системы беспроводной сети.
Достижение контроля над мощностью
Управление мощностью требуется в системах Wi-Fi 6 из-за его OFDMA и из-за множества пользователей с одновременным доступом к беспроводной сети. Пользователь, близкий к AP, будет получать сигнал точки доступа с более высокой мощностью, чем пользователь, работающий с внешними пределами чувствительности точки доступа. Если уровни мощности нескольких пользователей не сбалансированы, производительность сети будет ухудшена интерференционными помехами (ICI) и сжатием, когда приемник Wi-Fi попытается обработать несколько сигналов в широком динамическом диапазоне. Устройства Wi-Fi 6 будут увеличивать или уменьшать свои уровни мощности передачи в течение определенного времени отклика в соответствии с сигналами нисходящей линии связи от точки доступа.
Эта функция динамического управления мощностью передачи (DTPC) в сетях Wi-Fi 6 может, конечно, быть скомпрометирована устройствами, которые игнорируют инструкции по управлению мощностью в сигнале нисходящей линии связи, или потому, что им просто не хватает возможности управления мощностью (как в случае устройств Wi-Fi раннего поколения). Степень контроля мощности и то, насколько точно она контролируется для каждого устройства, определяется стандартом Wi-Fi 6 (802.11ax). Устройства с жестким контролем мощности в пределах ± 3 дБ считаются устройствами класса A, в то время как устройства, способные контролировать мощность ± 9 дБ, называются устройствами класса B, в некоторой степени аналогично классам линейности усилителей.
Wi-Fi 6 включает в себя несколько уникальных функций, которые помогают увеличить пропускную способность в плотных средах, таких как конференц-центры и другие публичные места для собраний, и экономить электроэнергию для устройств, таких как датчики IoT, которым может потребоваться доступ к сети всего на несколько секунд раз в час. «Раскраска» базового набора услуг (BSS) идентифицирует общий частотный спектр по номеру или «цветовому коду», включенному в заголовок физического уровня сети (PHY), который передается между каждым устройством и его точкой доступа. BSS позволяет устройствам Wi-Fi 6 взаимодействовать и договариваться друг с другом для оптимизации использования полосы пропускания совместно используемого канала. Окрашивание базового набора сервисов указывает, когда канал недоступен, когда два или более устройств кодируются одним и тем же цветом. Он также предоставляет информацию для управления несколькими устройствами и пользователями в перегруженных областях путем настройки параметров оценки четкого канала (CCA), включая динамический диапазон и управление мощностью.
Еще одна уникальная особенность Wi-Fi 6 — целевое время пробуждения (TWT) — это метод, позволяющий точке доступа отслеживать требования к устройству и включать и выключать передатчик Wi-Fi 6 при необходимости. Например, одно из устройств в зоне действия точки доступа Wi-Fi 6 может быть датчиком приближения IoT, который не требует постоянного радиосвязи с сетью. Функция TWT может использоваться для периодической активации датчика IoT. Работая таким образом, функция TWT может повысить эффективность сети и продлить срок службы батареи в портативных / мобильных устройствах.
Для множества пользователей в плотных средах с большим количеством беспроводных устройств Wi-Fi 6 основывается на многопользовательских конфигурациях множественных входов / множественных выходов (MU-MIMO), используемых в Wi-Fi 5, с расширенными возможностями. Маршрутизаторы Wi-Fi 5 с их многочисленными антеннами рассчитаны на одновременную работу до четырех пользователей или потоков данных. Возможна передача больших объемов данных, но только по нисходящим линиям связи от маршрутизаторов или точек доступа к пользовательским устройствам.
Напротив, антенные устройства MU-MIMO Wi-Fi 6 поддерживают до восьми одновременных потоков пространственных данных для восьми одновременных пользователей без задержек буферизации как на нисходящих, так и на восходящих линиях между точками доступа и беспроводными устройствами. В результате беспроводные сети Wi-Fi 6 могут обрабатывать большие объемы передачи данных между беспроводными устройствами и точками доступа без задержек в буфере данных. Следовательно, большее количество пользователей (чем Wi-Fi 5) на одну точку доступа могут одновременно пользоваться даже приложениями, интенсивно использующими данные, такими как потоковое видео.
Использование пропускной способности
Хотя пропускная способность и эффективность Wi-Fi будут повышены с помощью технологий OFDMA и MU-MIMO, количество пользователей, которых сможет поддерживать канал, начинается с доступного спектра и ширины полосы канала. Хотя Wi-Fi 6 совместно использует частотный спектр, используемый Wi-Fi 5 в диапазоне 5 ГГц, от 5,170 до 5,185 ГГц с некоторыми небольшими пробелами, он также использует преимущества имеющегося доступного частотного спектра в нелицензированных частотах 2,400–2,483 ГГц — это часть промышленной, научной и медицинской (ISM) полос. С четырьмя спектральными потоками в диапазоне 2,4 ГГц и еще восемью возможными в диапазоне 5 ГГц, а также с шириной полосы пропускания канала 20, 40, 80 и 160 МГц (с каналами с более широкой полосой пропускания, поддерживающими более высокие скорости передачи данных), гораздо больше пользователей может поддерживаться с Wi-Fi 6, чем четыре спектральных потока Wi-Fi 5.
Чтобы увеличить пропускную способность Wi-Fi 6, регулирующие органы, такие как Федеральная комиссия связи (FCC) в США и Европейский институт телекоммуникационных стандартов (ETSI) по всей Европе, одобрили использование широкой непрерывной полосы пропускания в диапазоне 6 ГГц, начиная с 2022 года. Дополнительная полоса пропускания предназначена для использования устройствами Wi-Fi 6 и сотовыми беспроводными сетями 5G, но не системами Wi-Fi более раннего поколения, такими как Wi-Fi 4 (IEEE 802.11n) и Wi-Fi 5.
Полоса 6 ГГц, утвержденная FCC для Wi-Fi 6, охватывает спектр 1200 МГц от 5,925 до 7,125 ГГц и определяется радиочастотными полосами 5–8 нелицензированной национальной информационной инфраструктуры (UNII). Эта щедрая часть непрерывной полосы пропускания в 6 ГГц сделает возможным более широкополосные (160 МГц) каналы для передачи данных с высокой скоростью, чем в более низкочастотных диапазонах 2,4 и 5 ГГц, где каналы Wi-Fi имеют тенденцию конкурировать с более старыми приложениями и должны работать в более узкополосных каналах.
Чтобы эффективно использовать доступную полосу пропускания с улучшенной пропускной способностью данных, Wi-Fi 6 использует форматы квадратурно-амплитудной модуляции (QAM) на уровнях, равных 1024 состояниям квадратурной амплитудной модуляции (1024QAM). Это контрастирует с квадратурно-амплитудной модуляцией более низкого порядка (256QAM) Wi-Fi 5. 1024QAM обеспечивает разрешение цифрового бита 10 бит на символ в диаграмме созвездия (рисунок ниже), что позволяет обрабатывать емкость данных на 25% больше, чем разрешение 8 бит на символ для 256QAM, используемой в Wi-Fi 5.
С другой стороны, отображение данных 1024QAM, которое происходит на передатчике Wi-Fi 6 для достижения преобразования цифровых битов в символы I / Q, предъявляет высокие требования к линейности усилителей мощности (PA), используемых для передачи в 1024QAM системах — больше, чем в системах 256QAM. Если усиление мощности не является линейным и отношение энергии на бит к уровню шума (Eb / N0) не контролируется должным образом, ошибки данных могут быть легко внесены в системы QAM более высокого порядка, такие как 1024QAM.
Развитие для удовлетворения спроса
Будь то IEEE 802.11 или Wi-Fi, беспроводные сети становятся все более важной частью жизни многих людей во всем мире, будь то в стационарных средах, таких как дома или заводы, или в больших общественных зонах, таких как конференц-центры, музеи или даже на спортивных стадионах. Спрос на увеличение емкости и пропускной способности растет по мере того, как пользователи добавляют больше беспроводных устройств в каждую сеть и ожидают более быстрого времени отклика, когда они загружают большие файлы или даже транслируют свои любимые видео программы.
Wi-Fi 6, бывший IEEE 802.11ax, основан на технологиях, унаследованных от предыдущих поколений Wi-Fi, для обеспечения совместимости со старыми беспроводными устройствами на частоте 2,4 ГГц. Одновременно он обеспечивает повышенную пропускную способность и повышенную скорость передачи данных в каналах 5 ГГц для новых поколений Wi-Fi.
Это беспроводной стандарт, который также готов к эволюции, со специальными функциями, помогающими экономить электроэнергию, когда сетевые требования минимальны или когда в радиусе действия беспроводной сети добавляется множество новых датчиков IoT, и их необходимо периодически контролировать, учитывая требования датчиков интернет вещей к минимальному энергопотреблению.
И для больших объемов новых данных, ожидаемых от следующего поколения систем беспроводной сотовой связи, а именно 5G, Wi-Fi 6 обещает нечто, чего не может предложить ни одно более раннее поколение Wi-Fi: доступ для увеличения части новой создаваемой полосы пропускания доступны в диапазоне от 6 до 7 ГГц. При разумном использовании это сочетание новых функций и пропускной способности должно сделать Wi-Fi 6 технологией «союзником» 5G на многие годы вперед.