Wi-Fi 6: зачем нужен новый стандарт и когда мы его получим?
В середине сентября официально анонсировали сертификацию нового беспроводного стандарта Wi-Fi 6. Уже несколько производителей смартфонов, роутеров и прочей электроники успели подготовиться к этому событию. Рассказываем о преимуществах стандарта и о том, когда небывалые скорости придут в наши устройства.
Долой названия типа IEEE 802.11abcdefg
Официально выдача сертификатов Wi-Fi 6 стартовала 16 сентября 2019 года. Организация Wi-Fi Alliance, отвечающая за нормы беспроводной связи, решила отказаться от сложных цифр в названиях. Теперь все наименования выглядят более дружелюбно:
Представители Wi-Fi Alliance отметили, что хотели бы видеть указание номеров версий именно в таком формате со стороны всех разработчиков ПО для будущих продуктов. Так пользователи быстрее поймут, какой формат беспроводного соединения поддерживает их планшет, смартфон или ноутбук.
Примеры визуализации стандартов Wi-Fi для маркировки устройств и пользовательских интерфейсов
Wi-Fi 6 — ещё быстрее
По традиции каждый последующий стандарт отличается увеличенной пропускной способностью. К примеру, когда к роутеру подключается один телефон, Wi-Fi 6 шустрее Wi-Fi 5 на 40%. Предельная для нового стандарта цифра — 11 Гбит/с.
Такой прирост скорости достигается благодаря эффективному сжатию информации. По сути, в те же радиочастоты упаковывают значительно больше данных, за счёт роста производительности микросхем, отвечающих за кодирование и декодирование.
Новый стандарт действует сразу в двух диапазонах. Wi-Fi 5 часто предпочтительнее из-за меньшей зашумлённости эфира. 2,4 ГГц лучше «пробивает» стены и не реагирует на помехи от старых беспроводных телефонов и радионянь. Примечательно, что Wi-Fi 6 позволяет нарастить скорость даже 2,4-гигагерцовым сетям.
Смартфоны и ноутбуки будут жить дольше
Wi-Fi 6 получил функцию «пробуждения по запросу», или Target Wake Time (TWT). С ней мобильники, ноутбуки и другие гаджеты, поддерживающие свежий стандарт, смогут работать значительно дольше.
При обращении точки доступа к устройству задаётся временной период, через который следует перевести Wi-Fi-приёмник аппарата в спящий режим либо повторно разбудить для получения очередного пакета данных. Это экономит энергию и повышает автономность в режиме ожидания. Особенно полезна такая фишка для сегмента интернета вещей.
Толпа и соседи — не помеха Wi-Fi 6
У точек беспроводного доступа есть одна неприятная особенность: если к ним подсоединить много техники, скорость порой сильно падает. Особенно это критично для многолюдных мест вроде аэропортов, торговых центров, отелей и даже офисов. Wi-Fi прошлых поколений в таких условиях работает крайне медленно. В случае с «шестёркой» разработчики предусмотрели ряд технологий, ускоряющих передачу и приём данных в подобных сценариях. Скажем, Intel заявляет как минимум о четырёхкратном приросте скорости в перегруженных сетях.
Wi-Fi 6 улучшит связь в общественных местах, многоквартирных домах, а также в сетях с большим количеством гаджетов.
Повышение скорости и стабильности сигнала Wi-Fi 6 происходит за счёт технологии деления беспроводного канала на множество подканалов. Любой из них передаёт информацию, предназначенную для конкретного аппарата. Такая функция именуется множественным доступом с ортогональными частотным разделением (OFDMA).
Улучшенная многопользовательская технология MU-MIMO позволяет не просто одновременно транслировать сигнал по воздуху, как это было реализовано в Wi-Fi 5, но и принимать его. Даже два роутера шестого стандарта, размещённые рядом, способны работать на одном канале, не мешая друг другу. Секрет в том, что каждая точка доступа игнорирует «чужой» сигнал, отдавая предпочтение лишь своему.
Ключевые особенности Wi-Fi 6 по мнению Qualcomm
Какие гаджеты сейчас поддерживают Wi-Fi 6
Поскольку производители подготовились заранее, на рынке уже доступны устройства, совместимые с новым стандартом.
Роутеры:
Смартфоны:
Ноутбуки:
Спустя несколько недель после старта сертификации «шестёрка» остаётся дорогим удовольствием. Но уже в 2020-м новые телефоны и лэптопы с поддержкой Wi-Fi 6 будут выходить десятками.
Один из первых роутеров, поддерживающих Wi-Fi 6 — ASUS RT-AX88U
Что случится с Wi-Fi дальше?
Qualcomm заявила о начале работы на следующим поколением Wi-Fi. Для него уже представили официальное техническое имя — 802.11be. Грядущая технология порадует такими нововведениями:
Предположительное массовое внедрение Wi-Fi 7 запланировано на 2024-й. А ближайшие четыре с лишним года нам предстоит ощутить все преимущества Wi-Fi 6, адаптация которого пока только начинается.
Что же такое Wi-Fi 6 и чем он лучше прошлых форматов
Wi-Fi 6 (или 802.11 ax) новый стандарт беспроводных сетей. Новый формат, который создавался с целью исправить баги прошлых стандартов. К 2021му году у Wi-Fi накопилось достаточно нерешенных проблем.
· Конфликт между точками Wi-Fi
· Разрыв сигнала с точкой
· Однопоточность сигнала. 1 сигнал – 1 устройство
Wi-Fi 6 создавался для решения этих проблем
Новые технологии решают недостатки прошлых стандартов. Ниже подробный список.
Что решает: Проблема конфликта точек Wi-Fi
Как действует: у точки доступа/роутера может быть не одна антенна. Из-за большого количества антенн устройства могут конфликтовать друг с другом. Такие конфликты ведут к разрывам сигналов и сбоям обмена информации. MU-MIMO дает каждому устройству свою собственную антенну.
Что решает: Проблема однопоточности
Как действует: до выхода Wi-Fi 6 точки доступа отправляли пакеты данных по очереди. Если в сети было больше 5 устройств это могло нивелировать широкополосный интернет. OFDMA одновременно делит сигнал между всеми устройствами. Каждое устройство получает столько трафика, сколько требуется.
Пример: В конференц-залах возможны сотни устройств в одной сети. В прошлых стандартах трафика бы не хватало, потому что есть большая очередь из устройств. OFDMA разобьет трафик по всей очереди, тем самым решив проблему.
Что решает: Конфликт между точками / конечными устройствами
Как действует: Точка доступа «окрашивает» сеть. Устройства, которые подключаются к сети видят только свои точки доступа. Таким образом точка доступа отличает свои устройства от чужих, тем самым, решает проблему конфликта точек.
Пример: В торговом центре может быть настоящий зоопарк точек доступа и тем более конечных устройств (мобильных телефонов, планшетов, смарт-часов и т.п.) В сети регулярно пополняется список подключенных устройств. Устройства, которые подключались ранее могут конфликтовать с соседними точками. BSS coloring решает эту проблему.
Что решает: Энергопотребление
Как действует: как только точка перестает использоваться, она сразу переходит в режим ожидания. Если у конечных устройств нет постоянных фоновых процессов, экономия электроэнергии может достигать 90%.
Пример: Wi-Fi на складе затратнее, чем может казаться. Чтобы избежать интерференции сигнала из-за преград (стеллажи, полки, грузы) приходится увеличивать количество точек доступа. Конечные устройства используются только в момент погрузки/разгрузки и изменения положения товара, все остальное время сеть простаивает. Это неминуемо ведет к пустому расходу энергии. Для таких сценариев и создавался (TWT).
Что решает: Разрыв сигнала с точкой
Как действует: Точка доступа направляет сигнал в сторону конечного устройства. Из-за преград сигнал может ослабевать или теряться.
Пример: В офисе может быть большое количество кабинетов. Ставить в каждом Wi-Fi точку экономически невыгодно, но и оставлять людей без сети, тоже не имеет смысла. Пара точек Wi-Fi 6 точек доступа могут закрыть потребность всего офиса.
Чуть более сложно, зато наглядно, это описано в видео. Кликай.
Быть или не быть: стоит ли сегодня переходить на Wi-Fi 6?
Хотя протокол Wi-Fi 6 представили ещё в 2018 году, только сейчас устройства, ориентированные на него, массово появляются на рынке. Возникает вопрос: не пора ли переходить на роутеры, поддерживающие этот стандарт беспроводной связи? Разбираемся, есть ли у него существенные плюсы и не придётся ли переплачивать при апгрейде.
Какие преимущества предлагает Wi-Fi 6?
Сегодня в каждом доме есть устройства, подключённые к онлайну. От лэптопа до умной лампочки и весов. Однако чем больше такой техники, тем сильнее гаджеты тормозят работу друг друга в сети. До появления Wi-Fi 6 электроника при обращении к маршрутизатору выстраивалась в виртуальную очередь, которая вызывала задержки. С релизом «шестёрки» роутеры начали поддерживать ортогональное частотное разделение каналов с множественным доступом (OFDMA). Так все устройства могут одновременно общаться с маршрутизатором, что значительно уменьшает задержки доставки пакетов для каждого аппарата.
В Wi-Fi 6 предусмотрена модуляция с увеличенным числом битов на символ — QAM 1024 против QAM 256 в Wi-Fi 5. Она существенно повышает пропускную способность и качество сигнала, особенно в случае с преградами (за счёт плотного заполнения каждого пакета данных). При благоприятной помеховой обстановке это, по сравнению с прошлым стандартом, даёт выигрыш в скорости более чем на 35 процентов. Результаты работы двух технологий мы сравнили с помощью маршрутизатора TP-Link AX73. Тестирование показало, что смартфон, скачивающий торрент в фоновом режиме, заметно меньше влияет на скорость передачи данных между ноутбуками через Wi-Fi 6.
При разных условиях скорость передачи данных по Wi-Fi 6 выше, чем в сети предыдущего поколения. Для теста использовали роутер TP-Link AX73
Ещё одно новшество — функция Target Wake Time. Она помогает клиентским устройствам с Wi-Fi 6 определять, как часто те должны пробуждаться, чтобы отправить или принять информацию. Тем самым значительно увеличивается время сна гаджетов и экономится ресурс АКБ. А бороться с влиянием соседских точек доступа призвана технология BSS Coloring. Она позволяет роутеру игнорировать сигналы от аппаратов других сетей. Достигается это за счёт маркировки пакетов определёнными числовыми значениями.
Роутеры с Wi-Fi 6 дорогие?
Как это всегда бывает, поначалу маршрутизаторы с Wi-Fi 6 стоили дорого. За аналогичную стоимость можно было выбрать роутер с Wi-Fi 5, более продвинутый по аппаратной и программной части. Но с развитием нового стандарта ситуация меняется. Сейчас производители предлагают даже бюджетные модели без урезания характеристик. Поэтому в скором времени Wi-Fi 6 сможет полностью вытеснить «пятёрку» с рынка.
Устройств, поддерживающих Wi-Fi 6, мало?
На текущий момент совместимость с Wi-Fi 6 остаётся уделом флагманских устройств. Бюджетных смартфонов, ориентированных на шестой протокол, в продаже пока нет. В сегменте ноутбуков ситуация аналогичная. Зато новое поколение консолей уже поддерживает свежий стандарт. С другой стороны, против статистики не пойдёшь. Как и в случае с Wi-Fi 5, спустя пару-тройку лет гаджеты всех ценовых категорий обзаведутся новым стандартом. А действовать на опережение трендам стоит даже сейчас.
Стоит ли покупать роутер с Wi-Fi 6?
Ответим так: всё индивидуально. У вас есть продвинутый маршрутизатор с Wi-Fi 5 и качество его работы полностью устраивает? Тогда с покупкой новых моделей можно повременить. Если же давно не обновляли роутер, например сидите на устройстве с Wi-Fi 801.11n, разумно сразу перепрыгнуть на маршрутизатор последнего поколения. Шестой стандарт необходим и тем, кто живёт в условиях зашумлённости эфира соседними точками доступа. В случае большой площади жилья он тоже поможет с онлайн-покрытием. Если к роутеру подсоединено много техники вроде гаджетов умного дома, то Wi-Fi 6 с лёгкостью решит проблему с задержками в сети.
Всё же решили апгрейдиться? В линейке TP-Link есть высокотехнологичная новинка с Wi-Fi 6. Маршрутизатор Archer AX73 функционирует под управлением трёхъядерного процессора с частотой 1,5 ГГц и оборудован шестью антеннами для покрытия крупных площадей. Устройство, поддерживающее технологии OFDMA и MU-MIMO 4×4, обеспечит бесперебойным доступом к интернету свыше 200 клиентов одновременно. Максимальная общая скорость достигает 5378 Мбит/с. Наконец, с помощью технологии HomeShield, роутер защитит подключённые гаджеты от DDoS-атак и вредоносных сайтов.
Что изменится с новым Wi-Fi 6
Содержание
Содержание
Представить современные беспроводные сети без Wi-Fi трудно. Новейшим стандартом стал Wi-Fi 6 и уже сейчас можно купить устройства с его поддержкой. Что же измениться с внедрением нового стандарта повсеместно?
Появление стандарта
Анонс нового стандарта ждали достаточно давно. Проблема локальных беспроводных сетей кроется не в ограниченной скорости передачи, а в элементарной загруженности. Устройств стало так много, что из-за постоянного ожидания и перенасыщенности среды заявленных показателей скорости просто не удается достичь.
Ситуация становится особо острой в последние годы, когда интернет-вещей выходит на новый уровень. В умном доме десятки гаджетов, которые обмениваются данными посредством Wi-Fi. Эффективность их работы напрямую зависит от технологии беспроводной передачи данных, поэтому Wi-Fi 6 должен стать долгожданной «панацеей».
Стандарт был анонсирован еще в 2018 году. Тогда же был выполнен ребрендинг, в ходе которого 802.11n получил название Wi-Fi 4, а стандарт 802.11ac — Wi-Fi 5. Соответственно, 802.11aх стал «шестым».
Перешли к такому обозначению по одной причине — чтобы устранить путаницу. Покупателям теперь не приходится запоминать буквенные приставки стандарта, достаточно знать поколение. У производителей продукции также появилась возможность быстро и в доступной форме указать, какой конкретно стандарт используется в устройстве. Уже можно найти роутеры и смартфоны с поддержкой Wi-Fi 6. Однако массовое внедрение пока остается впереди.
Технические нововведения
Новый стандарт увеличил скорость лишь на 37 % — до 9,6 Гбит/с, в то время как для Wi-Fi 5 этот предел составлял 6,77 Гбит/с. Однако на выставке CES 2018 были представлены устройства, которые «выжали» целых 11 Гбит/с, поэтому за верхний предел пока можно взять это число. На практике в обыденных условиях, естественно, о таких скоростях говорить не приходится, но рассчитывать на прирост определенно можно. Каким именно он будет — зависит от конкретных условий: как далеко устройство находится от источника, есть ли преграды и помехи от другого оборудования. Но главные нововведения направлены как раз на стабильность работы большого количества устройств.
Возвращение 2,4 ГГц. Одно из главных разочарований Wi-Fi 5 — поддержка только частоты 5 ГГц, с которой работали далеко не все устройства. Также у этой частоты меньшая «пробивная», из-за чего стены и даже мебель в домах становились серьезным препятствием для сигнала.
В Wi-Fi 6 вернули поддержку 2,4 ГГц. С учетом того, что число устройств растет практически в геометрической прогрессии, было бы глупо не задействовать имеющийся диапазон. Соответственно, у новых сетей на базе Wi-Fi 6 больше радиус действия с 2,4 ГГц, а тем, кому важнее стабильность сигнала и скорость смогут использовать диапазон 5 ГГц.
Например, для просмотра мультимедиа подойдут 5 ГГц, поскольку большинство плееров/телевизоров неподвижны и их не сложно установить рядом с роутером. Для серфинга в сети с ноутбука или смартфона лучше 2,4 ГГц, особенно, если вы часто ходите по дому или квартире.
Разделение частот (OFDMA). По-научному это звучит как множественный доступ с ортогональным частотным разделением каналов. Если говорить проще, то появилась возможность разделить канал на подканалы (поднесущие). Причем подканалы могут передавать пакеты для разных пользователей.
Такое решение улучшило передачу данных в тех сетях, где очень высокая плотность устройств. Задержка пакетов для каждого конкретного пользователя уменьшилась. Это нововведение будет крайне актуально для точек доступа в общественных местах, где к роутерам подключаются десятки гаджетов одновременно.
Модуляция QAM 1024. Если не вдаваться в технические особенности, то модуляция определяет, насколько плотно можно передать биты информации в выделенном диапазоне. Wi-Fi 5 поддерживал только QAM 256, то время как шестой стандарт работает уже с QAM 1024.
В теории это увеличит скорость передачи на 25 %, но только если сигнал будет достаточно чистым, иначе оборудование выберет QAM 256. Это нововведение будет полезно в домашних условиях, особенно, если приемник сигнала находится в непосредственной близости к роутеру, например, если это TV-приставка или другая стационарная «умная вещь».
MIMO 8×8. Новый Wi-Fi 6 поддерживает до восьми каналов множественного ввода-вывода, что на практике расширяет число подключаемых устройств без ощутимой потери скорости по сравнению с решениями на MIMO 4х4. Например, есть ревизии Wi-Fi 5 (802.11ac), которые еще работают по MIMO 4×4. Однако для этого не только источник должен поддерживать технологию, но и приемник.
BSS Coloring. Прежде чем передать какую-либо информацию, устройство «прослушивает» окружающую среду. Если кто-то другой уже выполняет передачу, то источник уходит на небольшую паузу, после которой повторяет прослушивание. Проблема в том, что ждать приходилось даже в тех ситуациях, когда «посторонний» роутер передавал данные. При большой плотности точек Wi-Fi у некоторых из них с определенной периодичностью падала скорость.
Wi-Fi 6 теперь поддерживает маркировку пакетов — систему «свой-чужой». Если роутер обнаруживает, что кто-то другой передает данные в его канале, то он игнорирует постороннее устройство и не ожидает. Внутренние алгоритмы позволят не сбивать настройки других маршрутизаторов и четко разделять передачу данных.
Также Wi-Fi 6 сможет создавать отдельные «лучи» для конкретных пользователей downlink и uplink-пакетов. Пятая версия могла создавать прямое соединение только для downlink.
Умный режим ожидания. Все больше устройств, подключенных к Wi-Fi, это объекты интернета-вещей. До 90 % времени они не активны и простаивают, но при этом фоново «общаются с роутером». Это не лучшим образом сказывается на автономности для гаджетов на батарейках или аккумуляторах.
Решением стала технология TWT (target wake time). Она заставляет устройства «просыпаться» по таймеру только для передачи данных. Все остальное время гаджеты не претендуют на среду передачи и не тратят энергию.
Преимущества применения в общественных местах
Большая часть нововведений направлена на то, чтобы увеличить стабильность и улучшить качество работы большого количества подключенных устройств. Соответственно, выгоды от Wi-Fi 6 будут наиболее чувствительные в общественных местах: аэропорты, торговые центры, университеты и так далее.
Появление диапазона 2,4 ГГц расширяет зону покрытия одного роутера. Соответственно, уменьшатся затраты на оборудование — владельцам не придется покупать повторители или дополнительные точки Wi-Fi.
Параллельно увеличивается число подключаемых устройств. Если роутеры на Wi-Fi 5 могли адекватно обслуживать около 15–20 устройств, то для Wi-Fi 6 этот показатель вырастет минимум в два раза. Для ресторанов и кафе будет уже достаточно только одного роутера, а благодаря технологии разделения частот у каждого пользователя будет достаточно высокая скорость. Аналогично и в холлах университетов. Как правило, там устанавливают 2–4 роутера, чтобы хоть как-то распределить нагрузку. Wi-Fi 6 с нагрузкой справится при наличии 1-2 роутеров.
Появление BSS Coloring будет актуально в больших торговых центрах, офисных зданиях и многоквартирных домах. Обычно там можно найти от 5 до 20 точек доступа Wi-Fi. Как показывает практика, на одном канале могут работать до половины из всех устройств. В этом случае скорости падают до 3–5 Мбит/с. Разделение на «свой-чужой» позволит каждой подсети работать быстрее и стабильнее, а значит, не придется проводить исследование и манипуляции со сменой каналов.
Преимущества применения в домашней сфере
Помимо уже описанной BSS Coloring для многоквартирных домов, стоит упомянуть главную задачу Wi-Fi 6 — обеспечение стабильной работы интернета-вещей.
Теперь 20 «умных» лампочек в квартире, которым нужен доступ в Интернет, не будут драться с чайником и микроволновкой за внимание. Wi-Fi 6 позволит организовать систему с куда большим количеством умных гаджетов, не беспокоясь, что часть из них просто не будет выходить на связь.
Повышение пропускной способности позволит просматривать видеоконтент в 4−8K на беспроводных телевизорах. Сюда же можно отнести AR- и VR-гейминг, которые требовали передачи достаточно больших объемов данных. Например, VR шлем Oculus Quest 2 с общим разрешением 1832×1920 способен подключаться по Wi-Fi. С шестой версией можно не только выкрутить графику на полную, но и не беспокоиться о задержках.
В перспективе разрешение экранов для шлемов виртуальной реальности будет только расти, поэтому появится необходимость передавать все больший объем данных в секунду времени. В случае беспроводного соединения Wi-Fi 6 уже станет необходимостью.
Преимущества применения в промышленности
Автономные склады уже реальность — десятки роботов без участия человека выполняют сортировку и погрузку. Естественно, для их стабильной работы нужна продвинутая беспроводная сеть.
Отдельно стоит рассказать про успех Mettis Aerospace — крупного поставщика деталей для Airbus, Boeing и Rolls-Royce. Компания тратила тысячи долларов на периодическое обновление проводных коммуникаций и решила на одном из производств развернуть беспроводную сеть.
В итоге инженеры провели масштабное тестирование — включали трансляции с камер в 4K, собирали данные с IoT-утсройств, проверяли стабильность работы оборудования в переговорных залах, а также запускали приложения с дополненной реальностью.
На Wi-Fi 5 добиться стабильной работы даже половины оборудования не получилось, в то время как при переходе на Wi-Fi 6 удалось получить стабильно 700 Мбит/с, причем с задержками всего в 6 мс.
Так где же Wi-Fi 6?
На дворе уже 2021 год, а устройства с Wi-Fi 6 можно буквально пересчитать по пальцам. Почему же внедрение идет так медленно?
Во-первых, разработчики не спешат утверждать стандарт, поскольку рассматривают еще Wi-Fi 6E. Его главная отличительная особенность — наличие частоты в 6 ГГц, которая будет ориентирована на большие беспрепятственные площади вроде стадионов. Проблема в том, что разрешение на использование этой частоты могут дать далеко не все государства. Ведь большинство геостационарных спутников используют С-диапазон (6/4 ГГц). Соответственно, роутеры на 6 ГГц в теории могут нарушить их работу. Также эту частоту в будущем могут зарезервировать для своих нужд военные.
Во-вторых, для полноценного перехода потребуются не только новые точки доступа, но и новые клиентские устройства, которые в полной мере смогут воспользоваться всеми новшествами. Однако производители смартфонов и другой техники пока не спешат переходить к шестому стандарту.
В-третьих, в рамках дома и квартиры пока хватает роутеров с Wi-Fi 4/5, учитывая, что модели с Wi-Fi 6 стоят, обычно, дороже. Покупатели просто не понимают, зачем переплачивать за Wi-Fi-роутер 5–10 тысяч рублей. Именно поэтому активное внедрение начнется с предприятий, где главные преимущества Wi-Fi 6 будут приоритетны.
