Что такое Wi-Fi 6?
Wi-Fi 6, также известный как 802.11ax — это новейшее поколение Wi-Fi.
По отношению к Wi-Fi 5 (802.11ac), введён ряд принципиальных улучшений в скорости, эффективности и безопасности. Можно сказать, что Wi-Fi 6 — это Wi-Fi с высоким КПД. Самое большое внимание в Wi-Fi 6 было уделено эффективности при одновременной работе со множеством устройств. Wi-Fi 6 позволяет большему числу устройств работать в одних каналах и частотах Wi-Fi, при этом, снижая влияние взаимных помех. Это имеет решающее значение для плотно насыщенных устройствами сетей, увеличивая пропускную способность ко множеству устройств в 4 раза, по сравнению с Wi-Fi 5. С точки зрения безопасности, Wi-Fi 6 делает обязательным для шифрования и авторизации стандарт WPA3, вытесняя более уязвимый стандарт WPA2. Множество других улучшений представлены OFDMA, двунаправленным MU-MIMO и TWT (экономит время активности путём более гибкого алгоритма «засыпания» и «пробуждения»).
На круг, Wi-Fi 6 способствует более продолжительной работе устройств от батареи, улучшает распределение Wi-Fi в условиях скученности и, в общем, повышает производительность в реальных условиях. Однако, чтобы заметить все эти улучшения, большинство устройств в радиусе вашей сети также должны поддерживать Wi-Fi 6.
Улучшение скоростных показателей Wi-Fi 6
Хотя, Wi-Fi 6 нацелен на повышение эффективности пропускания сигнала множества устройств, для одиночных клиентов скорость также немного увеличивается. По сравнению с Wi-Fi 5, одиночный клиент Wi-Fi 6 при обмене данными с точкой доступа Wi-Fi 6 заметит ускорение на 10—15%.
Чувствительность Wi-Fi при использовании разных типов модуляции. По оси ординат — мощность минимального распознаваемого сигнала, дБм. По оси абсцисс — порядок модуляции (размерность фазовой манипуляции и размер сигнального созвездия для QAM).
Чем выше порядок модуляции, тем громче должен быть минимальный сигнал. Каждое удвоение частоты канала пропускания повышает нижний предел чувствительности на 3 дБм.
Wi-Fi 6 добавляет индекс MCS* 10 и 11 с поддержкой модуляции 1024-QAM**, что повышает теоретическую пропускную способность на 25%. Скорость обмена для типичного абонента с двумя потоками данными в канале пропускания 80 МГц возрастает с 867 до 1200 Мбит/с. Для модуляции 1024-QAM требуется показатель уровня принимаемого сигнала в −45 и очень низкий уровень шума в канале пропускания. В таких идеальных условиях достигается пропускная способность порядка 850 Мбит/с. Самые высокие уровни модуляции достигаются, если вы находитесь максимально близко к точке доступа. При этом, реальные цифры скорости будут ниже. На практике, это означает, что Wi-Fi 6, и правда, быстр в одной комнате с точкой доступа. Но через комнату или две скорости уже на так впечатляют.
Тепловая карта демонстрирует пространственное распределение скоростей при использовании модуляции с разными индексами MCS. Усложнение кодирования повышает скорость вблизи точки доступа. Упрощение кодирования увеличивает расстояние доступности сети от точки доступа.
Благодаря многопользовательскому MIMO и OFDMA, можно заметить значительное увеличение пропускной способности для множества устройств. Технология OFDMA позаимствована у сотовых модемов стандарта LTE. Основной аспект, перекочевавший в Wi-Fi — это разбиение полосы пропускания беспроводного канала на более мелкие подканалы или "единицы частотно-временнóго ресурса" (Resource Units — RU). При этом, каждая единица ресурса может быть привязана к конкретному клиенту. В полосу пропускания 20 МГц можно вместить до 9 клиентов, а в полосу пропускания 80 МГц — до 36 пользователей. Если клиенты нуждаются в более широкой полосе пропускания, они могут запросить и использовать одновременно множество RU.
Также Wi-Fi 6 добавляет поддержку каналов 160 МГц, хотя поддержка 160 МГц клиентами ещё не очень распространена. Частота 5 ГГц поддерживает только два канала 160 МГц, и оба пересекаются с зарезервированными частотами DFS. Гораздо целесообразней использовать 160 МГц с добавленной частотной областью в диапазоне 6 ГГц, задействованном в стандарте Wi-Fi 6E.
Wi-Fi 6E = Wi-Fi 6 + 6 ГГц
Альянс совместимости беспроводного оборудования Wi-Fi Alliance запустил программу сертификации Wi-Fi 6E в январе 2021 г. Вслед за этим некоторые производители объявили о выходе своих первых продуктов с поддержкой Wi-Fi 6E. Несколько позже к ним присоединился Ubiquiti со своими точками доступа U6 Enterprise. Минцифры одобрило частотный диапазон 5,9—6,4 ГГц для использования Wi-Fi 6E в офисах и жилых домах 23 декабря 2023 г.
Wi-Fi 6E — это Wi-Fi 6, экстраполированный на диапазон 6 ГГц. Большой плюс Wi-Fi 6E перед Wi-Fi 6 — это доступные для использования дополнительные 1200 МГц полосы пропускания. Чем больший спектр частот доступен, тем больше каналов может использовать Wi-Fi. А большее количество каналов означает меньше помех и более высокую производительность в перенаселённых частотами зонах. В Wi-Fi 6E доступны 14 дополнительных каналов в полосе пропускания 80 МГЦ и 7 дополнительных каналов на 160 МГц. Имея в распоряжении эти широкие каналы, мы решаем задачу со скоростями, скученностью и, что самое важное, открываем беспроводную магистраль в Интернет.
Насколько сейчас доступен Wi-Fi 6E?
Точки доступа WI-Fi 6E выпускают уже почти все производители, их линейки расширяются. Премиальные линейки клиентских устройств, таких как смартфоны, почти поголовно поддерживают WI-Fi 6E. Однако в бюджетных линейках этот стандарт встречается нечасто. Можно ожидать, что в ближайшее время стандарт будет опускаться вниз по ценовой шкале абонентских устройств и станет доступен самой широкой аудитории. Если вы раздумываете о модернизации своей сети или персонального беспроводного устройства, самое время попробовать Wi-Fi 6E. Сейчас крайне удачный момент, т. к. доступен большой спектр как провайдерской, так и клиентской аппаратуры, а частота ещё не забита чрезмерным количеством пользователей.
Многие производители работают над расширением своих линеек для стандарта Wi-Fi 6E. Могут пройти годы, прежде чем будут насыщены все сегменты рынка. В течение этих лет вы можете использовать преимущества нового стандарта с максимальной эффективностью.
Какая от этого польза сетевику?
Одним из возможных приложений, на которые может повлиять Wi-Fi 6E, может стать Wi-Fi-роуминг. Роуминг — это ячеистая сеть из множества точек доступа, которые согласованно работают при вещании единой общей сети на обширном пространстве. Связь осуществляется с использованием беспроводной магистрали: ваш смартфон соединяется с точкой доступа, эта точка доступа соединяется с другой и так далее. Беспроводная магистраль в диапазонах 2,4 и 5 ГГц обычно показывает меньшие скорости и более существенные задержки, чем в проводной магистрали данных. При этом, узлы ячеистой сети должны соединяться по тем же каналам, которые используются абонентскими устройствами, подключёнными к ним.
Лучшие комплекты для Wi-Fi-роуминга используют 3 радиомодуля: один для связи с устаревшими устройствами в диапазоне 2,4 ГГц, один в диапазоне 5 ГГц для новых устройств и один в диапазоне 5 ГГц для создания магистрали. Обратная сторона медали при использовании трёх радиомодулей — поглощение значительного спектра Wi-Fi. В очень скученных областях применение Wi-Fi-роуминга без помех от взаимных наводок становится сложной задачей.
Добавление 1200 МГц к спектру вещания делает развёртывание высокоскоростной беспроводной магистрали гораздо проще. Диапазоны 5 и 6 ГГц также обладают одним неочевидным преимуществом перед диапазоном 2,4 ГГц: их сигнал не распространяется слишком далеко. Это означает меньше наводок, меньше конкуренции за эфирное время, лучшую производительность.
_________
*Индекс MCS (Modulation and Coding Scheme) — индекс модуляции и кодирования. В стандартах беспроводной связи определены индексы модуляции и кодирования в виде целого числа, по возрастанию теоретической скорости передачи данных и подверженности радиопомехам метода модуляции и кодирования с данным индексом. Индекс 0 соответствует самому медленному и надёжному кодированию.
**1024-QAM — квадратурная амплитудная модуляция с 1024 сигнальными точками. Степень числа 2 в количестве сигнальных точек определяет количество битов в одном символе передаваемых данных. Чем больше битов помещается в символе, тем выше скорость передачи данных.