Особенности wi-fi 6 (ieee 802.11 ax)

Citius, Altius, Fortius! (Быстрее, выше, сильнее)

Согласно документации, новый стандарт 802.11be будет по-прежнему базироваться на технологии многоканального доступа с ортогональным частотным разделением (Orthogonal frequency-division multiple access, OFDMA), но с улучшением в плане применения квадратурной модуляции 4096-QAM.

Таймлайн разработки и принятия стандарта Wi-Fi 7

Помимо этого, технология многопользовательского беспроводного обмена данными с множественными входами и выходами – MU-MIMO (Multi-user Multiple Input, Multiple Output) в новой версии стандарта получит дальнейшее развитие в виде так называемого «кооперативного» MU-MIMO (CMU-MIMO), способного поддерживать до 16 пространственных потоков передачи данных – это вдвое больше, чем в стандарте Wi-Fi 6. Только за счет этого ожидается прирост пропускной способности при передаче данных на 20%.

Впрочем, разработчики нового стандарта Wi-Fi считают эту технологию наиболее сложной проблемой, которая может возникнуть при проектировании Wi-Fi 7, поэтому CMU-MIMO в новом стандарте будет продвигаться всего лишь как дополнительная опция наряду с режимами с меньшим числом каналов.

Усовершенствования стандарта 802.11be (Wi-Fi 7)

Другим серьезным прорывом Wi-Fi 7 станет увеличение ширины каналов до 320 МГц, что также вдвое больше по сравнению с Wi-Fi 6. Расчет на возможность использования столь широких частотных полос под каждый канал обусловлен перспективами адаптации частотного диапазона 6 ГГц нужд беспроводных сетей на безлицензионной основе – по крайней мере, в некоторых странах, где этот диапазон уже изучается регуляторами на предмет использования с сетями Wi-Fi 6E.

Удвоение максимальной ширины каналов соответственно позволить удвоить производительность сетей Wi-Fi 7. Для увеличения пропускной способности стандарт также предусматривает комбинированное сочетание канальных полос 160+160 МГЦ, 240+180 МГЦ и 160+80 МГц, в том числе, с возможностью объединения частотных блоков в несмежных участках спектра.

Wi-Fi 7: координированный обмен данными

В стандарте Wi-Fi 7 будет предусмотрена многоканальная работа, что позволит беспроводным устройствам передавать и принимать данные одновременно по разным каналам или в разных диапазонах с разделением каналов управления и обмена данными. Именно эта технология, по мнению разработчиков, обеспечит Wi-Fi 7 возможность значительного наращивания скорости обмена данными в сети из нескольких устройств наряду с повышением стабильности обмена трафиком за счет снижения задержек.

Преимущества «кооперативного» MU-MIMO (CMU-MIMO)

Создатели Wi-Fi 7 также учитывают тот факт, что к моменту коммерциализации стандарта частотный диапазон 6 ГГц будет изрядно загружен трафиком других беспроводных сервисов, включая сотовые сети 5G. По этой причине в финальных спецификациях Wi-Fi 7 также появится разрабатываемый в настоящее время «автоматический частотный координатор» – AFC (Automated Frequency Co-ordinator), задачей которого является эффективное использование частотного спектра.

Возможности для IoT

Стандарт IEEE 802.11ah предусматривает три функции, предназначенные для Wi-Fi 6. Первая из них — модуляция двумя несущими. Каждый символ отображается на двух поднесущих, широко разнесенных по частоте. Общий эффект заключается в увеличении чувствительности приемника на несколько децибел, что может оказаться востребованным в системах, используемых вне помещений. Вторая функция — целевое время ожидания (target wait time, TWT) — форма планирования, при которой пользовательское оборудование сообщает точке доступа свое доступное окно связи. При этом ослабляется борьба за право передачи и, что важнее, снижается мощность потребления удаленных устройств за счет отказа от постоянного прослушивания канала в ожидании возможности передачи (рис. 7).

Рис. 7. Использование TWT позволяет оптимизировать мощность потребления и снизить нагрузку на сеть

Поскольку эти устройства способны работать в плотных средах, требуется выделить базовый набор служб (basic service set, BSS), которые передаются в этом же диапазоне. Решение получило название «пространственное повторное использование».

Для того чтобы отличить кадры от специфичных BSS, применяется цветовая маркировка (BSS coloring). Каждой точке доступа назначается свой цвет. Абонентские станции могут игнорировать сигналы с цветовым кодом, отличным от требуемого.

Внешний вид и комплектация

Точки доступа Edimax CAP300 и CAP1200 потолочного типа и предназначены для организации сплошного покрытия WiFi в помещении большой или не очень площади — офисе, дворе, гостинице, учебном заведении и т.д. Модели отличаются лишь наличием у «старшей сестры» поддержки частотного диапазона 5ГГц и за счет этого повышенной скорости и помехоустойчивости сигнала.

В комплект точек входит полный набор, необходимый для их установки:

Адаптер питания
Кабель Ethernet
Металлическая подставка и набор для крепления
CD и инструкции

Внешне Edimax CAP1200 представляют собой плоские круглые «плафоны», на оборотной стороне которых имеются разъемы для подключения питания и гигабитная сетевая розетка RJ-45. Кстати, питаться электричеством данные точки доступа могут через технологию PoE, то есть по тому же кабелю, что и будет подключен к роутеру. Это удобно для избежания прокладки дополнительных проводов, но для использования придется докупить специальный PoE адаптер, коего в коробке нет.

Особенности и преимущества Wi-Fi 11AX

Большинство пользователей Wi-Fi понимает, что подключение нескольких устройств снижает пропускную способность сети, в результате чего возникают замедления, не нужные кэширования и обрывы связи.

Новый стандарт, который также называется High-Efficiency Wireless (HEW), обеспечивает ещё один уровень управления Wi-Fi.

Стандарт включает в себя следующие основные функции:

Обратная совместимость с предыдущими стандартами беспроводных сетей Wi-Fi (802.11 a/b/g/n/ac)
Возможность работы на диапазонах 5 Ггц и 2,4 Ггц одновременно (а не одного или другого, как и в предыдущих стандартах).
Ширина канала 2/5/10 Мгц для диапазонов шириной более 20 Мгц.
Повышенная пропускная способность и производительность:
- В 1,5 раза быстрее, чем 802.11 ac
- В 3,8 раза быстрее, чем 2,4 Ггц 802.11 n
Большая пропускная способность на объектах с высокой плотностью пользователей (например, на стадионах)
До 8 раз быстрее, чем устройства без MU-MIMO, благодаря использованию ссылок верхнего и нижнего уровня (DL/UL) MU-MIMO
На 20% больше эфирного времени с маршрутизатора, что означает, что можно передавать больше данных
Улучшенное управление питанием для увеличения срока службы батареи
Color BSS – другими словами, любая сеть будет получать свой цвет, благодаря чему их легко различить

Что обозначает стандарт Wi-Fi 6 (802.11ax)

Вплоть до 2018 года поколения Wi-Fi имели уникальный шаблон наименований, такой как 802.11n , 802.11ac и т. д.

Было непросто понять, был ли 802.11n быстрее, чем 802.11ac или наоборот.

802.11n был выпущен в 2009 году, а 802.11ac — в 2014 году. Сегодня у нас есть еще одно название которое нужно запомнить — 802.11ax, выпущенном в сентябре 2019 года.

Эти цифры могут запутать многих. И поэтому Wi-Fi Alliance выступил с идеей выделить каждому поколению отдельный номер.

Таким образом, 802.11n стал Wi-Fi 4, а 802.11ac стал Wi-Fi 5. Последнее поколение, 802.11ax, называется Wi-Fi 6.

Для информации: было выпущено три более ранних версии Wi-Fi.

11b, выпущенный в 1999 году, является Wi-Fi 1
11a, выпущенный в 1999 году Wi-Fi 2
11g выпущен в 2003 году Wi-Fi 3

Нумерация облегчает запоминание и понимание.

Чем выше число, тем выше скорость

Даже ребенок теперь может сказать, что Wi-Fi 6 быстрее, чем Wi-Fi 5, точно так же, как Wi-Fi 5 — быстрее, чем Wi-Fi 4. Однако давайте посмотрим, насколько быстрый Wi-Fi 6.

Эффективность стандарта Wi-Fi 11AX

Скорость не является единственным важным фактором. 11AX направлена также на реализацию механизмов, которые обеспечивают согласованный и надежный поток данных для большего числа пользователей. Это означает повышение производительности и сохранение соединения даже в случае большого объема сетевого трафика.

Стандарт 11AX работает как на частоте 2,4, так и 5 Ггц, сохраняя при этом существующие пропускные способности каналов и, одновременно, увеличивая емкость сети и расширяя способы передачи данных на несколько устройств.

Стандарт 11AX также поддерживает ортогональный многократный доступ с разделением частот (OFDMA) – технология, созданная для улучшения пропускной способности мобильных сетей LTE.

В её нынешнем применении, каждый раз, когда маршрутизатор передает данные на устройство, он использует всю ширину полосы пропускания в канале, независимо от типа данных или количества информации, которые активно загружаются. Благодаря OFDMA эти каналы можно разделить, что увеличивает количество данных, которые можно одновременно передавать и принимать.

Кроме того, новый стандарт 802.11 ax позволяет планировать время «пробуждения», когда связь разрешена (что снижает нагрузку). 11AX поддерживает не только кодирование 1024QAM, для передачи большего количества единиц информации на символ, но и длинные символы OFDM для большей пропускной способности канала и меньших помех.

Что такое OFDMA?

Простыми словами, OFDMA — это разновидность мультиплексирования с частотным разделением каналов, при котором более эффективно используются поднесущие для передачи данных. Раньше при использовании OFDM каждый пользователь получал один временной интервал или весь канал пропускной способности. Каждому пользователю приходилось ждать в очереди, прежде чем появится возможность доставить свой пакет. Но чем больше клиентов подключалось, тем больше времени требовалось для доставки пакетов, что приводило к задержкам, поэтому пользователям приходилось ждать передачи данных.

OFDMA обеспечивает более упорядоченную и последовательную доставку пакетов, поэтому пользователям не приходится долго ждать.

Вот еще одно объяснение. При использовании OFDM каждый раз, когда пользователь запрашивает пакет данных, он по сути отправляет одну станцию для выполнения каждого запроса от каждого пользователя. Но такая процедура не очень эффективна. Технология OFDMA отличается: за один цикл используется одна станция для доставки пакета отдельным пользователям. Этот способ гораздо эффективнее и занимает меньше времени.

На рис. 2 показана разница между технологиями OFDM и OFDMA.

Рис. 2. Сравнение технологий OFDM и OFDMA

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.

Чем Wi-Fi 6 лучше Wi-Fi 5 и Wi-Fi 4?

Скорость передачи данных

Что касается скорости передачи данных, то роутер Wi-Fi 6 с одним подключенным устройством может быть более чем на 40% быстрее по сравнению с Wi-Fi 5.

Это достигается из-за высокоэффективного процесса кодирования данных. Мощные процессоры могут легко справиться с дополнительными нагрузками.

Читайте: Первые характеристики новых роутеров Huawei AX3 и AX3 Pro Wi-Fi 6+

Таким образом, вы можете ощутить более высокую скорость даже в сетях 2,4 ГГц. Любой, кто использовал сеть 5 ГГц, подтвердит, что она работает не так эффективно, если сигналы должны проникать сквозь твердые объекты, такие как стены и потолки.

В 2,4 ГГц сети намного лучше. Новый стандарт обеспечивает более высокую скорость для данной сети.

Уровни производительности в людных местах

Испытывали ли вы снижение скорости Wi-Fi в людных местах, таких как торговые центры, автобусные станции и стадионы?

Чем больше людей подключается к Wi-Fi, тем быстрее будет снижаться скорость. С Wi-Fi 6 эти медленные скорости уйдут в прошлое.

Wi-Fi 6 включает в себя новые технологии, которые обеспечивают высокую скорость даже в таких людных местах. В релизах говорится, что пользователь может испытывать до четырехкратной скорости в перегруженных областях, даже с множеством подключенных устройств.

То же самое можно получить и дома. Wi-Fi 6 прекрасно работает с несколькими подключенными к нему устройствами.

Безопасность Wi-Fi 6

Благодаря большему количеству устройств, способных выходить в Интернет, киберпреступники получают свободу действий, чтобы продемонстрировать свои таланты.

Были случаи проникновения хакеров в сети Wi-Fi и компрометации с конфиденциальными данными. В прошлом году Wi-Fi получил последнее обновление безопасности WPA3 . Этот протокол безопасности усложняет хакерам взлом паролей.

На сегодняшний день маршрутизаторы и устройства поддерживают WPA3, но это не обязательно. Wi-Fi 6 делает его обязательным для устройства с поддержкой WPA3 для любого устройства, чтобы получить сертификацию Wi-Fi Alliance.

Технологии Wi-Fi 6 делающие его таким быстрым

Wi-Fi 6 оснащен двумя технологиями, которые помогают повысить скорость.

MU-MIMO — эта функция «Многопользовательский, множественный вход, множественный выход» уже доступна в современных маршрутизаторах и устройствах. Wi-Fi 6 предоставляет полезные обновления для этого. На сегодняшний день MU-MIMO позволяет маршрутизаторам обмениваться данными максимум с четырьмя устройствами. Wi-Fi 6 позволит восьми устройствам взаимодействовать с ним.
OFDMA — OFDMA расшифровывается как множественный доступ с ортогональным частотным разделением. Эта функция позволяет одной передаче доставлять данные на несколько устройств. Это помогает пользователю получить больше от каждой передачи.

Роутеры Wi-Fi 6 также имеют больше антенн, чем маршрутизаторы Wi-Fi 5.

Роутеры Wi-Fi 5 позволяют точкам доступа одновременно общаться с разными устройствами, но устройства не могут отвечать одновременно.

Wi-Fi 6 Включает эту функцию: когда устройство может одновременно реагировать на точку доступа.

Совместимость Wi-Fi 6 с устройствами

Маршрутизаторы Wi-Fi 6 уже доступны на рынке. Однако они сравнительно дороги по сравнению маршрутизаторами Wi-Fi 5.

Intel представила процессоры последнего поколения, чипы 10-го поколения, совместимые с Wi-Fi 6. Потребуется время, прежде чем вы сможете установить процессоры 10- го поколения на настольные ПК.

Что касается смартфонов, Samsung S10 поставляется с процессором Snapdragon 855 . Этот процессор может поддерживать Wi-Fi 6

Читайте: Intel Core i3 vs i5 vs i7 vs i9 сравниваем и выбираем процессор для своих задач

Как определять Wi-Fi 6?

Как объяснялось ранее, не нужно запоминать сложную нумерацию, такую как 802.11ax и так далее. Вы можете легко увидеть Wi-Fi 6 или сертифицированный логотип Wi-Fi 6 на новых устройствах.

Со временем, почти все устройства с поддержкой Wi-Fi будут поставляться с этой технологией.

Вы должны знать, что получатель, и отправитель должны поддерживать Wi-Fi 6, чтобы в полной мере воспользоваться этой технологией.

Если вам нужен Wi-Fi 6 на вашем последнем смартфоне, у вас должен быть дома маршрутизатор Wi-Fi 6 и смартфон, совместимый с Wi-Fi 6.

Если вы подключите свой ноутбук с поддержкой Wi-Fi 5 к маршрутизатору Wi-Fi 6, соединение будет работать в режиме Wi-Fi 5. В то же время совместимый смартфон Wi-Fi 6 будет использовать Wi-Fi 6.

На сегодняшний день есть Wi-Fi 6, работающий на частоте 2,4 ГГц или 5 ГГц. В скором времени появится новая технология, известная как Wi-Fi 6E, которая будет работать на частоте 6 ГГц . Аппаратное обеспечение, поддерживающее Wi-Fi 6E, начнет поступать после Wi-Fi 6.

Экономит энергию в батареях телефонов, снижает нагрузки на умную технику

ПК, телефоны и планшеты, предназначенные для обмена данными, дополняются устройствами интернета вещей. В Wi-Fi 6 предусмотрели экономную технологию TWT — Target Wake Time. Обеспечивает рациональное отношение к использованию полосы пропускания и потреблению энергии.

Эффект достигается путем планирования коротких временных интервалов взаимодействия. Метод позволяет умной бытовой техники проводить максимум времени в режиме сна. Как пример, благодаря тому, что данные от интеллектуального термостата собраны точкой доступа, устройство будет проводить во сне 23 из 24 часов в сутки. Функция работает и с мобильными девайсами, снижая нагрузки на аккумуляторные батареи телефонов и планшетов, увеличивая время, в течение которого пользователю не придется заботиться о поиске розетки или USB-разъема для зарядки.

Обратная совместимость обеспечена. Помимо беспроводного стандарта IEEE 802.11ax (шестое поколение Wi-Fi) поддерживаются предшествующие — вплоть до b и a. Реальность такова, что помимо современных девайсов, у пользователей немало старых и даже древних. Смогут подключаться к сети с поддержкой Wi-Fi 6, но не получат преимуществ инноваций стандарта.

Напомню, что реальная пропускная способность зависит не только от качества и характеристик сетевого оборудования, но и от сопутствующих факторов. В их числе:

стройматериалы;
физические объекты в помещении;
препятствия;
качество и исправность клиентского устройства.

Что такое режимы работы WiFi на 2.4 и 5 ГГц — стандарты и скорость a/b/g/n/ac/ax

Для начала давайте разберемся, что же это такое за режимы wifi — a/b/g/n/ac/ax? По сути, эти буквы являются отображением этапов развития в скорости беспроводной сети. При появлении каждого нового стандарта вай-фай ему давали новое буквенное обозначение, которое характеризовало его максимальную скорость и поддерживаемые типы шифрования для защиты.

802.11a — самый первый стандарт WiFi, который работал в диапазоне частот 5 ГГц. Как это ни странно сегодня видеть, но максимальная поддерживаемая скорость составляла всего 54 МБит/c
802.11b — потом wifi захватил частоты на 2.4 ГГц и несколько последующих режимов работы поддерживали именно данный диапазон. В их числе «b», скорость на котором равнялась до 11 Мбит/c
802.11g — более современный вариант и именно на нем работал мой роутер, когда я написал самую первую статью на данном блоге wifika.ru. Однако, и он уже безвозвратно устарел, так как ограничение по скорости равно 54 МБит/c
802.11n — это уже вполне себе рабочий режим wifi для 2.4 ГГц, под который до сих пор выпускается огромное количество беспроводных устройств. Максимальная скорость равна 600 МБит/с при ширине канала в 40 МГц, что достаточно для большинства не требовательных к высокой скорости задач. Хотя бюджетные роутеры или адаптеры чаще всего имеют ограничение в 150 или 300 mbps из-за технических особенностей экономичного железа
802.11ac — также современный стандарт беспроводной связи для диапазона 5 ГГц, в котором работает большинство относительно недорогих двухдиапазонных маршрутизаторов и других девайсов. В зависимости от своих характеристик (поддержки MU-MIMO, количества антенн) такие устройства могут достигать скоростей в 6 ГБит/c, что уже более, чем достаточно для выполнения подавляющего списка задач, таких как онлайн игр или воспроизведения видео в высоком качестве
802.11ax — самое новое поколение wi-fi, которое принято называть WiFi 6. Умопомрачительные скорости, которые на сегодняшний день избыточны, но уже завтра возможно станут такими же обыденными, как b, g, n и ac. Гаджеты с поддержкой wifi 802.11ax стоят очень дорого, и те, кто их приобретают, точно знают, для чего им это нужно

Настройка подключения точек доступа Edimax CAP1200 к интернету

Попадаем в админку, где прежде всего необходимо настроить точку на подключение к роутеру. Делается это в разделе «Network Settings». Можно выбрать получение IP автоматически от DHCP роутера, но тогда при непредвиденной потере связи, например из-за перебоев с электричеством, маршрутизатор выдаст точке новый IP, и для попадания в ее админку нужно ее будет искать. А если точек будет много, то это вообще превратится в кошмар. Поэтому пропишем IP вручную в соответствии с настройками сети. У моего роутера IP 192.168.1.1 — его здесь указываем в качестве шлюза, — а для данной точки задам IP 192.168.1.22

Сохраняем и перезагружаем точку. Далее присоединяем ее кабелем Ethernet к LAN порту роутера — к сожаленью, у точек нет режима повторителя WiFi — они не могу одновременно принимать от роутера и раздавать на устройства беспроводной сигнал. Для работы их необходимо подцепить к роутеру кабелем.

После этого возвращаемся в сетевые конфигурации беспроводного соединения компьютера и вернем обратно настройки на подключение к основному маршрутизатору. После чего можно подключиться опять к той сети, которую генерирует ТД и вернуться в ее админку — уже по новому адресу.

Из множества настроек интереснее всего посмотреть на фирменное ПО Edimax, которое позволяет объединить несколько точек в одну целостную систему. Для ее активации необходимо одну из точек сделать управляющей, а остальные подчиненными. Эта настройка находится в разделе «Management», пункт меню «Operation mode». Для головного устройства выбираем режим «AP Controller Mode», а для остальных — «Managed AP Mode»

После перезагрузки те точки, которые стали подчиненными, больше невозможно отрегулировать по их собственным админкам через их IP адреса. Все управление перемещается на главную точку, у которой также меняется и внешний интерфейс.

Ваше мнение — WiFi вреден?

Да
22.99%

Нет
77.01%

Проголосовало: 22901

Теперь здесь мы видим все подключенные к единой сети устройства — можно управлять всеми их настройками из этого единого центра.

Обратим внимание на одну интересную фишку данной админки — для удобства администрирования площади покрытия сети можно загрузить план территории помещения с отображающимися на ней всеми работающими точками доступа