Wi-Fi 6
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/ea/Wi-Fi_6_Logo.png/164px-Wi-Fi_6_Logo.png)
IEEE 802.11ax je novou modulací standardu IEEE 802.11, který byl schválen v únoru 2021.[1] Dle nové jmenné konvence Aliance Wi-Fi je tato modulace označována jako Wi-Fi 6. Nové pojmenování jednotlivých modulací standardu IEEE 802.11 Aliance Wi-Fi zavádí z důvodu snadnějšího pochopení jednotlivých generací Wi-Fi pro běžného uživatele. Toto nové označení standardu IEEE 802.11 není spojeno s rychlostí ani s jiným technickým parametrem.[2] Jedná se o přímého nástupce standardu IEEE 802.11ac (Wi-Fi 5).
Oproti předcházejícím standardům, které byly především zaměřeny na zvyšování přenosové rychlosti, je Wi-Fi 6 zaměřena na zlepšení spolehlivosti a celkovou propustnost sítě v prostředí s velkým počtem zařízení. Může jich být až čtyřnásobně víc proti předchozí Wi-Fi 5.
Přenosová rychlost Wi-Fi 6 je navýšena "pouze" o 37% na 9,6 Gb/s oproti 6,4 Gb/s u Wi-Fi 5.[3]
Standard je zpětně kompatibilní s předešlými standardy 802.11a/g/n/ac.
Dalším přínosem je možnost prodloužit interval mezi přihlášeními daného zařízení do sítě, což šetří baterii daného zařízení (funkce TWT).
Standard 802.11ax podporuje iPhone 11 a novější (maximální šířka pásma 80 MHz a maximálně dva streamy),[4] Samsung Galaxy A52s 5G, Galaxy Note 10, Galaxy S10 a další (případně novější) zařízení.[5] Wi-Fi 6E podporuje Samsung Galaxy S21 Ultra,[6] iPhone 14 ho nepodporuje.[7][8]
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/ba/Wi-fi_alliance_logo.png/220px-Wi-fi_alliance_logo.png)
Technologie Wi-Fi 6
- OFDMA
- MU-MIMO
- BSS Color
- TWT
- NAV
- Rozšíření přenosového pásma na 160 MHz
- Modulace 1024-QAM
- Frekvenční pásma 2,4 GHz a 5 GHz (Wi-Fi 6E též 6 GHz)
OFDMA
Základním mechanismem OFDMA je rozdělení přenosu mezi několik sub kanálů, které se označují jako zdrojové jednotky (RU). Tento mechanismus je široce používaný především v celulárních sítích 5G. Ve standardu 802.11ax, který je prvním standardem Wi-Fi využívajícím tento mechanismus, lze rozdělit kanály Wi-Fi na 20, 40, 80 a 160 MHz na 9,18, 37 a 74 RU.[9] Pro jeden 20MHz kanál lze tedy paralelně obsloužit až 9 různých uživatelů. Pro širší kanály tento počet adekvátně vzrůstá. Mimo efektivnější využití spektra přináší OFDMA také zmenšení režie přenosu, kde potvrzení úspěšného přenosu je vyžadováno od všech klientů současně.[10] Pro fungování komunikace v rámci OFDMA je nutné, aby klienty někdo vzájemně koordinoval. O tuto koordinaci se v případě Wi-Fi 6 autonomně stará přístupový bod (AP), ze strany uživatele nebo zařízení není nutná žádná konfigurace.
MU-MIMO
Umožňuje za pomoci prostorových streamů obsloužit paralelně několik klientů díky tvarování energie vysílaného signálu (beamforming). V ideálním případě se u klienta nachází maximální signál vlastního streamu a nulový od cizích streamů. Tímto způsobem je možné vysílání několika nezávislých toků na jedné frekvenci, a to bez vzájemného rušení.[11] Wi-Fi 6 umožňuje konfiguraci 8x8 streamů, tedy osm streamů do osmi zařízení, případně několik streamů k jednomu uživateli. Oproti Wi-Fi 5, kde MU-MIMO bylo dostupné pouze pro čtyři streamy a download, je u Wi-Fi 6 MU-MIMO dostupné jak pro download tak i upload.
BSS Color
BSS – Basic Service Set, lze zjednodušeně charakterizovat jako jeden AP a určitý počet asociovaných klientů (připojených stanic) k vysílané Wi-Fi síti daným AP. Wi-Fi 6 umožňuje označit komunikaci v rámci jedné BSS určitou barvou a komunikaci mimo tuto BSS jinou barvou. Jedná se o nastavení určitého bitu v PHY/MAC hlavičce, který může nabývat hodnot "0" až "63". Pomocí tohoto bitu jsou rozlišeny vlastní a cizí rámce. Pokud dojde k detekci komunikace jiné "barvy" na stejném kanále, je tato komunikace ignorována a lze přistupovat ke spektru a zahájit vlastní vysílání.[12]
TWT
Funkce TWT – Target Wake Time umožňuje AP definovat pro jednotlivé klienty konkrétní čas nebo celou sadu časů, ve kterých spolu budou komunikovat. Mimo tento dohodnutý čas je klient odpojen. Tímto dochází k minimalizaci spotřeby energie a prodloužení životnosti baterie u mobilních zařízení.[13]
1024-QAM
Kvadraturní amplitudová modulace (QAM) slouží k modulaci (binárních) číslic na analogový signál. Tyto přenosy signálu se též nazývají symboly. Každý signál se vysílá po určitou dobu - doba trvání symbolu. Pro 1024-QAM je tato doba 12,8 μs oproti 3,2 μs u Wi-Fi 5, která využívá 256-QAM. Počet přenesených bitů pomocí QAM se vypočítá pomocí logaritmu o základu 2 a hodnotě QAM. V případě Wi-Fi 6 je počet přenesených bitů 10 (log2 1024=10) oproti 8 bitům u Wi-Fi 5 (log2 256=8). Wi-Fi 6 má tedy o 25% větší propustnost než předchozí Wi-Fi 5.[14]
Ostatní
Podpora pásem 2,4 GHz a 5 GHz (teoreticky podporuje pásma mezi 1 a 7 GHz) – Wi-Fi 5 podporuje pouze pásmo 5GHz, podpora zabezpečení WPA3, nárůst šířky pásma až na 160MHz.
Porovnání s Wi-Fi 5
Vlastnost | Standard | |
---|---|---|
Wi-Fi 5 (IEEE 802.11ac) | Wi-Fi 6 (IEEE 802.11ax) | |
Frekvence | 5 GHz | 2,4 GHz + 5 GHz |
Kanály | 20,40, 80, 80+80,160 MHz | 20,40,80,80+80,160 MHz |
Modulace | 256-QAM | 1024-QAM |
Kódování | OFDM | OFDMA |
Podpora MIMO | 4x4 download MIMO | 8x8 download a upload MIMO |
Šířka subnosné | 312,5 kHz | 78,125 kHz |
Teoretická max. přenosová kapacita jednoho streamu | 433 Mb/s | 600,4 Mb/s |
BSS Color | NE | ANO |
TWT | NE | ANO |
NAV | 1x | 2x |
Fragmentace | statická | dynamická |
Trvání ochranného intervalu | 0,4 μs nebo 0,8 μs | 0,8 μs, 1,6 μs nebo 3,2 μs |
Doba trvání symbolu | 3,2 μs | 12,8 μs |
Další rozšíření
V letech 2021–2023 probíhá uvolňování dalšího pásma 6 GHz a přijetí standardu Wi-Fi 6E pro zařízení pracující na krátkou vzdálenost. Jde především o klienty sítě internetu věcí (IoT), kde se uplatní možnost přidělit kanál o šířce pouze 20 MHz s nižší přenosovou rychlostí dat. Kromě toho je přístupový bod schopen vyhovět požadavku například bateriových zařízení na dlouhé přestávky mezi výměnou datového telegramu. Vysokorychlostní přenosy v pásmu 6 GHz jsou součástí až připravovaného standardu Wi-Fi 7.[15]
V evropském prostoru komise CEPT připravuje harmonizaci pro kmitočty 5 925 – 6 425 MHz, zatímco v USA, Kanadě a Brazílii se zpřístupňuje pásmo 5 925 – 7 125 MHz. V tomto pásmu 6 GHz jsou povolena pouze zařízení standardu WiFi 6, aby nedocházelo k degradaci propustnosti pásma.
Reference
- ↑ IEEE 802.11, The Working Group Setting the Standards for Wireless LANs. grouper.ieee.org [online]. [cit. 2021-01-30]. Dostupné online.
- ↑ Wi-Fi Alliance® introduces Wi-Fi 6 | Wi-Fi Alliance. www.wi-fi.org [online]. [cit. 2020-12-03]. Dostupné online.
- ↑ KHOROV, Evgeny; KIRYANOV, Anton; LYAKHOV, Andrey. A Tutorial on IEEE 802.11ax High Efficiency WLANs. IEEE Communications Surveys & Tutorials. 2019, roč. 21, čís. 1, s. 197–216. Dostupné online [cit. 2021-01-25]. ISSN 1553-877X. DOI 10.1109/comst.2018.2871099.
- ↑ Podrobné technické specifikace Wi‑Fi pro iPhone. Apple Support [online]. [cit. 2022-10-03]. Dostupné online.
- ↑ HOUSER, Marek. Seznam: Tyto Samsung mobily a tablety podporují WiFi 6/6E. Svět Androida [online]. 2021-09-22 [cit. 2022-10-03]. Dostupné online.
- ↑ Enjoy faster connectivity with Wi-Fi 6E and Intelligent Wi-Fi. Samsung uk [online]. [cit. 2022-10-03]. Dostupné online. (anglicky)
- ↑ DUTTA, Pururaj. iPhone 14 Series does not support the latest WiFi 6E Standard [online]. Appleosophy, 2022-09-07 [cit. 2022-10-03]. Dostupné online. (anglicky)
- ↑ FATHI, Sami. No iPhone 14 or iPhone 14 Pro Model Supports Latest Wi-Fi 6E Standard. MacRumors [online]. 2022-09-07 [cit. 2022-10-03]. Dostupné online. (anglicky)
- ↑ LEE, Kyu-Haeng. Using OFDMA for MU-MIMO User Selection in 802.11ax-Based Wi-Fi Networks. IEEE Access. 2019, roč. 7, s. 186041–186055. Dostupné online [cit. 2021-01-26]. ISSN 2169-3536. DOI 10.1109/access.2019.2960555.
- ↑ CONTRIBUTOR, Peter Thornycroft Blog. Why is OFDMA a Magical Feature in the 802.11ax Standard?. Network World [online]. 2018-10-18 [cit. 2021-01-26]. Dostupné online. (anglicky)
- ↑ OUGHTON, Edward J., et al. Revisiting wireless internet connectivity: 5G vs Wi-Fi 6. arXiv preprint arXiv:2010.11601, 2020.
- ↑ SELINIS, Ioannis; KATSAROS, Konstantinos; VAHID, Seiamak. Damysus: A Practical IEEE 802.11ax BSS Color Aware Rate Control Algorithm. International Journal of Wireless Information Networks. 2019-12-01, roč. 26, čís. 4, s. 285–307. Dostupné online [cit. 2021-01-30]. ISSN 1572-8129. DOI 10.1007/s10776-019-00439-6. (anglicky)
- ↑ NURCHIS, Maddalena; BELLALTA, Boris. Target Wake Time: Scheduled Access in IEEE 802.11ax WLANs. IEEE Wireless Communications. 2019-04, roč. 26, čís. 2, s. 142–150. Dostupné online [cit. 2021-01-30]. ISSN 1536-1284. DOI 10.1109/MWC.2019.1800163.
- ↑ WELLER, Daan; MENSENKAMP, Raoul Dijksman; VEGT, Arjan van der. Wi-Fi 6 performance measurements of 1024-QAM and DL OFDMA. In: ICC 2020 - 2020 IEEE International Conference on Communications (ICC). Dublin, Ireland: IEEE, 2020-06. Dostupné online. ISBN 978-1-7281-5089-5. DOI 10.1109/ICC40277.2020.9149106. S. 1–7.
- ↑ Intel and Broadcom Achieve Major Wi-Fi 7 Industry Milestone. Intel [online]. 2022-09-08 [cit. 2022-09-09]. Dostupné online. (anglicky)