Wi-fi 6: что это значит, плюсы и минусы стандарта

Какие роутеры можно подключить к 5 гигагерцам

Самые распространённые роутеры, которые по умолчанию предоставляются российскими интернет-компаниями, имеют в своих настройках возможность использовать высокую скорость подключения.

К ним можно отнести такие роутеры:

Актуально это и в сельской местности или около городов, где провайдеры проводят периодические, плановые замены интернет магистралей на более скоростные и надёжные линии передач информации. Чтобы избежать программных ограничений от точки доступа на использование высокой скорости, рекомендуется уточнить у провайдера необходимость настройки и активации дополнительных каналов передачи (5 гигагерц).

Перезагрузите роутер

Перезапуск роутера иногда действительно помогает восстановить подключение к интернету, но другие проблемы он не решает. Wired спросил у производителя роутеров Netgear, эффективна ли эта мера, и он ответил: «Нет». 

Сандип Харпалани, вице-президент по управлению продуктовой линейкой Netgear, сказал, что компания не рекомендует перезагружать роутер, «если только у вас не возникнут проблемы с подключением или скоростью из-за радиочастотных помех». Он также добавил, что если вы все еще используете Wi-Fi с частотой 2,4 ГГц и у вас возникли проблемы со скоростью, это может помочь. С помощью перезагрузки маршрутизатор выберет лучший канал с наименьшими помехами. Если вы перешли на роутер с частотой 5 ГГц, вам не нужно беспокоиться: он автоматически переключится на канал с наименьшим количеством помех.

В любом случае нет причин регулярно перезагружать роутер. Старайтесь придерживаться других рекомендаций.

В чем заключается сложность?

Начнем с главного: сейчас мы зависим от сети сильнее, чем когда-либо, а стандарт Wi-Fi 6 дает пользователям еще больше возможностей. Это более стабильное и надежное сетевое подключение, которое повышает скорость передачи данных и пропускную способность в четыре раза по сравнению со стандартом 802.11 AC Wave 2. Wi-Fi 6 предоставляет бесперебойную связь с клиентами и поддерживает работу приложений нового поколения, таких как потоковая передача HD-видео с разрешением 4K/8K, дополненная реальность (AR) и виртуальная реальность (VR), а также обеспечивает более высокую пропускную способность для устройств и Интернета вещей в среде с высокой плотностью подключений (аудитории в университетах, торговые центры, стадионы и производственные предприятия).

Среди других преимуществ Wi-Fi 6 — сокращение задержки, повышение надежности и более эффективное энергопотребление. Благодаря повышенной производительности при работе с мобильными устройствами и возможности поддержки Интернета вещей (IoT) в большом масштабе (в последнее время IoT становится популярнее и уже называется новой мобильной технологией), Wi‑Fi 6 улучшает взаимодействие всех устройств в беспроводной сети. Wi-Fi 6 также создает повышенный уровень безопасности по протоколу WPA3, совершенствует защиту от помех и повышает удобство работы с приложениями.

Последнее обновление до 2,4 ГГц произошло более 10 лет назад. И если вы с тех пор не обновляли свою сеть, наверное, самое время перейти на стандарт Wi-Fi 6, чтобы воспользоваться преимуществами новейших технологий. Согласно индексу виртуальных сетевых технологий Cisco за 2019 год (VNI), скорость передачи данных повысится, а количество мобильных устройств к 2022 году достигнет 12,3 миллиарда. В 2022 году Интернет вещей будет составлять 50 % от общего числа подключенных устройств (поэтому он и называется новой мобильной технологией). При этом с 2017 года количество случаев нарушения безопасности повысилось в среднем на 27,4 %

В связи с этим крайне важно, чтобы система защиты была готова к актуальным угрозам

Помимо этих убедительных аргументов, у перехода на Wi-Fi 6 есть другие значительные преимущества, которые приведены ниже.

Обновите роутер

Маршрутизаторы значительно различаются по функционалу и цене, но в этом случае нас прежде всего интересует радиус покрытия Wi-Fi. Для большого дома подойдет роутер, который может соединяться с репитерами, передающими сигнал в самые удаленные уголки. Малогабаритные дома и квартиры могут обойтись более простой системой.

Роутеры, которые советует Wired:

• Netgear Nighthawk AX4 и AX8;
• TP-Link AX6000;
• TP-Link AX3000.

Для больших домов рекомендуются системы узловой сети:

• Eero Wi-Fi;
• Netgear Orbi.

Также есть Google Nest Wi-Fi, оцененная Wired на шесть баллов из 10.Эта система хорошо работает, хотя ей не хватает некоторых функций, присутствующих у ее аналогов. Однако $299 (на Amazon) — не самая доступная цена.

 Фото:  IgorVetushko / Фотодженика

MIMO

Применение нескольких приемных и передающих антенн (MIMO) дает хороший результат: матрица из четырех приемных и четырех передающих антенн (4×4) обеспечивает четырехкратное увеличение скорости передачи по сравнению с одиночным потоком. Однако на практике бывает сложно обеспечить такое количество антенн, особенно в компактных устройствах, например в смартфонах, в которых, как правило, встроены две антенны. При этом появляется возможность обратиться к многопользовательскому подходу (MU-MIMO), когда передатчик с четырьмя антеннами устанавливает соединения 2×2 с многопользовательскими устройствами, оснащенными двумя антеннами (рис. 6). Необходимо четко разделить нисходящий (DL) и восходящий (UL) потоки между приемником и передатчиком. Как правило, для этого требуется высокая направленность луча, которая обеспечивается за счет электронного управления ФАР.

Рис. 6. Эта конфигурация MU-MIMO со схемой формирования луча позволяет удвоить эффективную скорость передачи данных

Сравниваем Wi-Fi 6 Vs 5G

Сегодня 4G является стандартом. Тем не менее, 5G не за горами. Давайте теперь сравним 5G с Wi-Fi 6.

Читайте: Интернет 5G скорость и технологии: Что такое и как работает 5G?

Безопасность Wi-Fi 6 Vs 5G

• Сотовые технологии работают на LTE. Хотя LTE безопасен, он уязвим для кибератак, включая перехват данных и отслеживание устройств. 
• 5G предлагает улучшить существующую безопасность LTE, используя множественные аутентификации и улучшенные методы управления ключами.
• С другой стороны, Wi-Fi 6 будет поставляться с новейшим протоколом безопасности WPA3, который делает его более безопасным.

Скорость Wi-Fi 6 Vs 5G

• 5G может предложить покрытие в макро-зоне и высокоскоростную мобильность, чего нет у Wi-Fi.
• Однако Wi-Fi лучше с точки зрения стоимости жизненного цикла, поскольку 5G требует управления SIM-картами и затратами на обслуживание.

Надежность Wi-Fi 6 Vs 5G

И 5G, и Wi-Fi 6 очень надежны при правильном использовании. Macro 5G разворачивается с использованием лицензированного спектра, тогда как Wi-Fi может работать на нелицензированном спектре.

Следует согласиться с тем, что лицензированный спектр имеет меньшие помехи по сравнению. Однако это не всегда приводит к повышению уровня надежности.

5G отлично подходит для бизнес-приложений, которые требуют макро-покрытия и высокоскоростной мобильности. Wi-Fi 6 — это надежная, безопасная и экономически эффективная технология для корпоративных приложений.

Стандарты беспроводных сетей Wi-Fi

Сети Wi-Fi описываются стандартами связи IEEE 802.11, берущими свое начало аж с 1997 года. Стандарты 802.11a и 802.11b появились в 1999 (выход первых устройств на 802.11a состоялся в 2001), 802.11g в 2003, 802.11n в 2009, 802.11ac в 2014 и 802.11ax в 2019. Немалое количество получается и что бы не запутаться во всем этом обычному пользователю, было принято решение дать стандартам альтернативные, простые для запоминания названия. Так в 2018 году и появились более удобные обозначения: 802.11n стал Wi-Fi 4, 802.11ac – Wi-Fi 5, а 802.11ax – Wi-Fi 6.

Четвертая версия (802.11n) работает в диапазонах 2.4 ГГц и 5 ГГц (при этом на 2.4 ГГц работает большинство устройств в данном стандарте) и наиболее распространена на данный момент. Максимальная теоретическая скорость 802.11n при использовании одной антенны – до 150 Мбит/с, а при использовании четырех – до 600 Мбит/с. Доступная ширина канала – 20 и 40 МГц.

Wi-Fi 5 (802.11ac), вышедший в 2013 году работает только на частоте 5 ГГц. Максимальная скорость 802.11ac при использовании восьми MU-MIMO антенн может доходить до 6,77 Гбит/с, а среди основных отличий от предыдущего стандарта можно выделить:

• Поддержку каналов шириной 20, 40, 80 и 160 МГц.
• Поддержку модуляции 256QAM, что дает увеличение скорости до 33% по сравнению с 64QAM, использующемся в Wi-Fi 4.
• Поддержку до 8 пространственных потоков (Wi-Fi 4 поддерживает до 4).
• Полноценно работающий между оборудованием разных производителей Beamforming.
• Поддержку MU-MIMO (появилась во второй редакции стандарта 802.11ac (Wave 2)).

Последние две технологии будут рассмотрены более подробно чуть ниже.

Wi-Fi 6 (802.11ax) – последний вышедший на данный момент стандарт Wi-Fi. Количество поддерживающих его устройств все еще невелико, но оно постоянно увеличивается.

Максимальная теоретическая скорость, заявленная для Wi-Fi 6 – до 11 Гбит/с. Он работает на частотах 2.4 и 5 ГГц, поддерживает ширину канала до 160 МГц, а также в нем были внедрены новые технологии – OFDMA, модуляция 1024QAM, BSS Coloring, Target Wake Time. Подробнее про шестую версию можно почитать в статье «Wi-Fi 6 802.11ax: Target Wake Time, BSS Coloring, OFDMA«.

Сменить канал или перейти на высокую частоту

На текущий момент, большинство типов оборудования Wi-Fi, так или иначе, работает с частотой 2.4 ГГц. Сие обусловлено большей пробивной способностью этой частоты. Но эфир на 2.4 ГГц очень сильно забит как бытовым оборудованием, так и Wi-Fi точками доступа. Многие производители точек доступа и роутеров, внедряют в свои устройства функцию автоматического перехода на наиболее подходящий для работы канал. Т.е. на канал, на котором меньше всего зарегистрировано других точек доступа. Но далеко не всегда этот алгоритм отрабатывает так как требуется и Wi-Fi раздается сугубо и исключительно на 1-м канале. А если в ближайшей округе на этом же канале работает еще с десяток сетей, то стабильной связи с хорошей пропускной способностью ждать не придется. Дело в том, что зачастую алгоритм выбора канала срабатывает только в момент инициализации точки доступа и совсем не отслеживает изменения, происходящие в эфире после недели или месяца работы.

Поэтому рекомендуется проанализировать загруженность эфира в то время, когда вы ощущаете дискомфорт в сети Wi-Fi. И попробовать поискать свободный канал. Наилучшим вариантом выбора считаются каналы 1,6 и 11. Поскольку они не перекрываются по частоте соседними и точка доступа, работающая на этом канале, сможет выдавать полную скорость. Тем не менее, если на этих каналах уже кто-то и в большом количестве работает, то имеет смысл выбрать самый наименее загруженный канал. Да, скорее всего, он будет пересекаться с другими, соседними, но в целом ситуация будет лучше, чем пытаться работать на канале, в котором уже «сидят» другие сети.

В качестве прибора для анализа загруженности каналов можно использовать обычный смартфон, достаточно установить на него соответствующую программу. В некоторых случаях аналогичное исследование можно провести и при помощи самой точки доступа. Настройка канала осуществляется на точке доступа или же в Wi-Fi роутере при помощи изменения соответствующей настройки в разделе настроек Wi-Fi.

Но если со свободными каналами совсем негусто, особенно в случае, когда их совсем нет, что вполне соответствует реальности в больших мегаполисах, то на выручку может прийти сеть на частоте в 5 ГГц. Во-первых, пробивная способность частоты в 5 ГГц заметно ниже, чем у 2.4 ГГц, а это означает, что пускай даже соседи обвешаются точками доступа на 5 ГГц, то в вашу железобетонную клетушку их сигнал, скорее всего, долетать просто не будет. А во-вторых, каналов на частоте 5 ГГц куда больше, чем на частоте 2.4 ГГц. Но для успешного использования именно 5 ГГц и точка доступа и оконечное оборудование должны уметь на ней работать. Да и железобетонных препятствий между приемником и передатчиком быть не должно, иначе никакого преимущества повышенная частота не даст.

Новый Wi-Fi через четыре года

Рабочая группа по созданию и развитию сетевых стандартов IEEE 802.1 опубликовала финальные спецификации критериев для определения беспроводного стандарта следующего поколения 802.11be. Ожидается, что к моменту публикации финальной версии, намеченной на середину 2024 г., стандарт получит коммерческое название Wi-Fi 7, а первые тестовые испытания коммерческих устройств нового стандарта стартуют до конца 2024 г.

Стандарт Wi-Fi 7, который придет на смену нынешнему Wi-Fi 6 и запускаемому в следующем году Wi-Fi 6E, призван обеспечить более высокие скорости передачи данных с меньшими задержками, улучшенной энергетической эффективностью и более эффективным подавлением помех. Плавный переход к новому поколению устройств будет обеспечен за счет обратной совместимости с предыдущими поколениями.

Ожидается, что за счет многочисленных усовершенствований технологий беспроводного обмена данными – включая удвоенную ширину каналов, удвоение их количества и другие, новый стандарт сможет обеспечить скорости передачи данных вплоть до теоретических 46 Гбит/с. По словам разработчиков, пиковые скорости обмена данными в условиях реального развертывания сети на нескольких устройствах смогут достигать 30 Гбит/с.

Для сравнения: теоретическая максимальная скорость загрузки данных в сетях 5G заявлена на уровне до 10 Гбит/с. Для устройств стандарта IEEE 802.11ax (Wi-Fi 6) теоретический комбинированный «потолок производительности» заявлен на уровне до 11 Гбит/с.

Технологии и стандарты

Вернемся теперь к самому процессу переключения между точками доступа. В стандартной ситуации клиент будет максимально долго (насколько это возможно) поддерживать существующую ассоциацию с точкой доступа. Ровно до тех пор, пока уровень сигнала позволяет это делать. Как только возникнет ситуация, что клиент более не может поддерживать старую ассоциацию, запустится процедура переключения, описанная ранее. Однако handover не происходит мгновенно, для его завершения обычно требуется более 100 мс, а это уже заметная величина. Существует несколько стандартов управления радиоресурсами рабочей группы IEEE 802.11, направленных на улучшение времени повторного подключения к беспроводной сети: k, r и v. В нашей линейке Auranet поддержка 802.11k реализована на точке доступа CAP1200, а в линейке Omada на точках доступа EAP225 и EAP225-Outdoor реализованы протоколы 802.11k и 802.11v.
 

802.11k

Данный стандарт позволяет беспроводной сети сообщать клиентским устройствам список соседних точек доступа и номеров каналов, на которых они работают. Сформированный список соседних точек позволяет ускорить поиск кандидатов для переключения. Если сигнал текущей точки доступа ослабевает (например, клиент удаляется), устройство будет искать соседние точки доступа из этого списка.
 

802.11r

Версия r стандарта определяет функцию FT — Fast Transition (Fast Basic Service Set Transition — быстрая передача набора базовых служб), позволяющую ускорить процедуру аутентификации клиента. FT может использоваться при переключении беспроводного клиента с одной точки доступа на другую в рамках одной сети. Могут поддерживаться оба метода аутентификации: PSK (Preshared Key — общий ключ) и IEEE 802.1Х. Ускорение осуществляется за счет сохранения ключей шифрования на всех точках доступа, то есть клиенту не требуется при роуминге проходить полную процедуру аутентификации с привлечением удаленного сервера.
 

802.11v

Данный стандарт (Wireless Network Management) позволяет беспроводным клиентам обмениваться служебными данными для улучшения общей производительности беспроводной сети. Одной из наиболее используемых опций является BTM (BSS Transition Management).
Обычно беспроводной клиент измеряет параметры своего подключения к точке доступа для принятия решения о роуминге. Это означает, что клиент не имеет информации о том, что происходит с самой точкой доступа: количество подключенных клиентов, загрузка устройства, запланированные перезагрузки и т. д. С помощью BTM точка доступа может направить запрос клиенту на переключение к другой точке с лучшими условиями работы, пусть даже с несколько худшим сигналом. Таким образом, стандарт 802.11v не направлен непосредственно на ускорение процесса переключения клиентского беспроводного устройства, однако в сочетании с 802.11k и 802.11r обеспечивает более быструю работу программ и повышает удобство работы с беспроводными сетями Wi-Fi.
 

Как соединяются модули Wi-Fi Mesh системы и от чего зависит скорость?

Немного информации о том, как все это работает, и что влияет на скорость в Mesh сетях. После подключения к интернету и настройки одного модуля, он начинает раздавать Wi-Fi. Как обычный маршрутизатор. Разумеется, чем дальше наше устройство находится от самого модуля (точки доступа), чем больше разных преград, помех, тем ниже скорость подключения по беспроводной сети. Ну и в определенном месте (комнате, во дворе) сигнал очень плохой, или вообще отсутствует. Если подключение еще держится, то скорость может быть очень низкой. Все это из-за слабого сигнала.

Но у нас же Mesh система. Поэтому, мы устанавливаем еще один модуль (а может несколько), который будет усиливать сигнал от главного модуля (к которому подключен интернет). Все модули, которые объединены в одну сеть, создают бесшовную Wi-Fi сеть с быстрым роумингом. Как правило модули между собой соединяются по Wi-Fi сети. Создается служебная, скрытая Wi-Fi сеть, по которой идет передача данных между модулями. В зависимости от конкретной Mesh системы, соединение может осуществляться через выделенную Wi-Fi сеть (выделенный канал), через Ethernet (по кабелю), или даже через Powerline (электрическую проводку). Используется гибридное соединение, например, Wi-Fi + Powerline.

Выделенный канал и Powerline можно встретить в характеристиках дорогих моделей. Ну и нужно сказать, что Mesh систем с поддержкой Powerline не много. Например, TP-Link Deco P7.

А если у нас все модули Mesh системы соединяются по Wi-Fi, то соответственно между ними может быть падение скорости. И оно есть

Очень важно понимать, что это в принципе особенность работы Wi-Fi. Когда сигнал вырывается из роутера, или модуля Mesh системы, он сразу же начинает терять свою мощность

Из-за пройденного расстояния, помех, преград и т. д. А из-за падения сигнала падает скорость и стабильность соединения.

Поэтому, вполне логично, что когда главный модель, например, получает по кабелю 100 Мбит/с и передает его на другой модуль, который установлен в другой комнате, то второй модуль получает скажем 80 Мбит/с. Здесь уже вопрос в том, насколько сильно упадет скорость и от чего это зависит:

• В первую очередь от уровня сигнала Wi-Fi сети в том месте, где установлен другой модуль. А на это, как мы уже выяснили, влияет расстояние, преграды, помехи от других устройств и Wi-Fi сетей. Поэтому, не нужно размещать модули слишком далеко друг от друга. На многих моделях есть индикаторы, которые указывают на уровень сигнала межу модулями. Так же эта информация может отображаться в приложении.
• От производительности Mesh системы. Чем производительнее процессор, беспроводные модули, тем выше будет скорость даже под нагрузкой (когда подключено много устройств). Здесь обычно все просто: чем дороже система, тем выше ее производительность.
• Beamforming, MU-MIMO и другие функции (их наличие/отсутствие) так же могут влиять на скорость.

Если есть возможность (проложен кабель) и ваша система поддерживает Ethernet подключение между модулями (думаю, такая функция есть на всех системах), то лучше, конечно, соединить модули по кабелю. Тогда потери скорости будут минимальные. Так же если вы делаете ремонт и планируете ставить Mesh систему, то лучше сразу проложить кабель. На всякий случай. У этого способа есть один минус – минус 1 LAN-порт на модуле. А их и так не много, обычно два.