802.11ax
Wi-Fi 6 alebo IEEE 802.11ax je štandard IEEE od Wi-Fi Alliance pre bezdrôtové siete ( WLAN ). Funguje v pásmach 2,4 GHz a 5 GHz [ 9 ] s rozšírenou verziou Wi-Fi 6E, ktorá pridáva pásmo 6 GHz. [ 10 ] Ide o inováciu z Wi-Fi 5 ( 802.11ac ) s vylepšeniami pre lepší výkon na preplnených miestach. Wi-Fi 6 pokrýva frekvencie v nelicencovaných pásmach medzi 1 a 7,125 GHz vrátane bežne používaných 2,4 GHz a 5 GHz, ako aj v širšom pásme 6 GHz . [ 11 ]
Cieľom tohto štandardu je zvýšiť rýchlosť dát ( priepustnosť na oblasť [ c ] ) na preplnených miestach, ako sú kancelárie a nákupné centrá. Aj keď je nominálna rýchlosť prenosu dát len o 37 % [ 12 ] lepšia ako 802.11ac, celková rýchlosť siete sa zvýši o 300 %, [ 13 ] zefektívni a zníži latenciu o 75 %. [ 14 ] Štvornásobné zvýšenie celkového výkonu je možné vďaka vyššej spektrálnej účinnosti .
802.11ax Wi-Fi má hlavnú funkciu nazývanú OFDMA , podobnú tomu, ako bunková technológia funguje s Wi-Fi . [ 12 ] Prináša to lepšie využitie spektra, vylepšené riadenie výkonu, aby sa predišlo rušeniu, a vylepšenia ako 1024‑ QAM , MIMO a MU-MIMO pre vyššie rýchlosti. K dispozícii sú tiež vylepšenia spoľahlivosti, ako je nižšia spotreba energie a bezpečnostné protokoly ako Target Wake Time a WPA3 .
Štandard 802.11ax bol schválený 1. septembra 2020, pričom návrh 8 získal 95 % schválenie. Následne, 1. februára 2021, štandard získal oficiálny súhlas od IEEE Standards Board.
index MCS [ i ] |
Typ modulácie |
Rýchlosť kódovania |
Rýchlosť prenosu dát (Mbit/s) [ ii ] | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 20 MHz kanály | 40 MHz kanály | 80 MHz kanálov | 160 MHz kanálov | |||||||
| GI 1,6 μs | GI 0,8 μs | GI 1,6 μs | GI 0,8 μs | GI 1,6 μs | GI 0,8 μs | GI 1,6 μs | GI 0,8 μs | |||
| 0 | BPSK | 1/2 | 8 | 8.6 | 16 | 17.2 | 34 | 36,0 | 68 | 72 |
| 1 | QPSK | 1/2 | 16 | 17.2 | 33 | 34.4 | 68 | 72,1 | 136 | 144 |
| 2 | QPSK | 3/4 | 24 | 25.8 | 49 | 51.6 | 102 | 108,1 | 204 | 216 |
| 3 | 16-QAM | 1/2 | 33 | 34.4 | 65 | 68,8 | 136 | 144,1 | 272 | 282 |
| 4 | 16-QAM | 3/4 | 49 | 51.6 | 98 | 103,2 | 204 | 216,2 | 408 | 432 |
| 5 | 64-QAM | 2/3 | 65 | 68,8 | 130 | 137,6 | 272 | 288,2 | 544 | 576 |
| 6 | 64-QAM | 3/4 | 73 | 77,4 | 146 | 154,9 | 306 | 324,4 | 613 | 649 |
| 7 | 64-QAM | 5/6 | 81 | 86,0 | 163 | 172,1 | 340 | 360,3 | 681 | 721 |
| 8 | 256-QAM | 3/4 | 98 | 103,2 | 195 | 206,5 | 408 | 432,4 | 817 | 865 |
| 9 | 256-QAM | 5/6 | 108 | 114,7 | 217 | 229,4 | 453 | 480,4 | 907 | 961 |
| 10 | 1024-QAM | 3/4 | 122 | 129,0 | 244 | 258,1 | 510 | 540,4 | 1021 | 1081 |
| 11 | 1024-QAM | 5/6 | 135 | 143,4 | 271 | 286,8 | 567 | 600,5 | 1134 | 1201 |
Poznámky
OFDMA
V 802.11ac (predchádzajúca novela 802.11) bol zavedený viacužívateľský MIMO , čo je technika priestorového multiplexovania . MU-MIMO umožňuje prístupovému bodu vytvárať lúče smerom ku každému klientovi , pričom súčasne prenáša informácie. Tým sa zníži rušenie medzi klientmi a zvýši sa celková priepustnosť, pretože dáta môže prijímať viacero klientov súčasne.
S 802.11ax je zavedené podobné multiplexovanie vo frekvenčnej doméne : OFDMA . S OFDMA je viacero klientov priradených k rôznym jednotkám zdrojov v dostupnom spektre. Týmto spôsobom môže byť 80 MHz kanál rozdelený do viacerých zdrojových jednotiek, takže viacerí klienti súčasne prijímajú rôzne typy údajov v rovnakom spektre.
Na podporu OFDMA potrebuje 802.11ax štyrikrát viac subnosných ako 802.11ac. Konkrétne pre kanály 20, 40, 80 a 160 MHz má štandard 802.11ac 64, 128, 256 a 512 pomocných nosných, zatiaľ čo štandard 802.11ax má 256, 512, 1 024 a 2 048 Keďže dostupné šírky pásma sa nezmenili a počet čiastkových nosných sa zvyšuje štvornásobne, o rovnaký činiteľ sa zníži aj rozstup pomocných nosných . Toto zavádza OFDM symboly, ktoré sú štyrikrát dlhšie: v 802.11ac trvá prenos OFDM symbolu 3,2 mikrosekúnd. V 802.11ax to trvá 12,8 mikrosekúnd (obe bez ochranných intervalov ).
Technické vylepšenia
Novela 802.11ax prináša niekoľko kľúčových vylepšení oproti 802.11ac . 802.11ax rieši frekvenčné pásma medzi 1 GHz a 6 GHz. [ 16 ] Preto na rozdiel od 802.11ac, 802.11ax funguje aj v nelicencovanom pásme 2,4 GHz. Wi-Fi 6E zavádza prevádzku na frekvenciách 6 GHz alebo blízko nich a superširoké kanály so šírkou 160 MHz, [ 17 ] frekvenčné rozsahy, ktoré tieto kanály môžu obsadiť, a počet týchto kanálov závisí od krajiny, v ktorej sieť Wi-Fi 6 funguje [ 18 ] Na splnenie cieľa podpory hustých nasadení 802.11 boli schválené nasledujúce funkcie.
| Funkcia | 802.11ac | 802.11ax | Komentujte |
|---|---|---|---|
| OFDMA | Nie je k dispozícii | Centrálne riadený prístup k médiu s dynamickým priradením 26, 52, 106, 242(?), 484(?), alebo 996(?) tónov na stanicu. Každý tón pozostáva z jednej subnosnej so šírkou pásma 78,125 kHz. Preto je šírka pásma obsadená jedným OFDMA prenosom medzi 2,03125 MHz a cca. Šírka pásma 80 MHz. | OFDMA oddeľuje spektrum v časovo-frekvenčných zdrojových jednotkách (RU) . Centrálna koordinačná jednotka (AP v 802.11ax) prideľuje RU na príjem alebo vysielanie pridruženým staniciam. Prostredníctvom centrálneho plánovania železničných podnikov je možné vyhnúť sa réžii sporov, čo zvyšuje efektivitu v scenároch hustého nasadenia. |
| MIMO pre viacerých používateľov (MU-MIMO) | Dostupné v smere Downlink | Dostupné v smere Downlink a Uplink | S downlinkovým MU- MIMO môže AP vysielať súčasne do viacerých staníc a s uplinkovým MU-MIMO môže AP súčasne prijímať z viacerých staníc. Zatiaľ čo OFDMA oddeľuje prijímače na rôzne RU , s MU-MIMO sú zariadenia rozdelené do rôznych priestorových tokov. V 802.11ax možno súčasne používať technológie MU-MIMO a OFDMA. Na umožnenie uplinkových MU prenosov AP vysiela nový riadiaci rámec (Trigger), ktorý obsahuje plánovacie informácie (pridelenie RU pre stanice, modulačná a kódovacia schéma (MCS), ktorá sa musí použiť pre každú stanicu). Okrem toho Trigger tiež poskytuje synchronizáciu pre uplink prenos, pretože prenos začína SIFS po skončení Trigger. |
| Náhodný prístup založený na spúšťači | Nie je k dispozícii | Umožňuje vykonávať UL OFDMA prenosy stanicami, ktorým nie sú priamo pridelené RU. | V rámci spúšťača AP špecifikuje informácie o plánovaní o následnom prenose UL MU. Na náhodný prístup však môže byť priradených niekoľko RU. Stanice, ktoré nie sú priamo pridelené ŽP, môžu vykonávať prenosy v rámci ŽP pridelených na náhodný prístup. Na zníženie pravdepodobnosti kolízie (tj situácia, keď dve alebo viaceré stanice vyberú na prenos ten istý RU ), novela 802.11ax špecifikuje špeciálnu OFDMA back-off procedúru. Náhodný prístup je výhodný na prenos správ o stave vyrovnávacej pamäte, keď AP nemá žiadne informácie o čakajúcej prevádzke UL na stanici. |
| Opätovné využitie priestorovej frekvencie | Nie je k dispozícii | Farbenie umožňuje zariadeniam odlíšiť prenosy vo vlastnej sieti od prenosov v susedných sieťach. Adaptívne prahové hodnoty výkonu a citlivosti umožňujú dynamicky upravovať vysielací výkon a prah detekcie signálu na zvýšenie priestorového opätovného využitia. | Bez schopnosti priestorového opätovného využitia zariadenia odmietajú vysielať súbežne s prenosmi prebiehajúcimi v iných susedných sieťach. S farbením základnej servisnej sady (BSS sfarbenie) je bezdrôtový prenos označený na samom začiatku, čo pomáha okolitým zariadeniam rozhodnúť sa, či je súčasné použitie bezdrôtového média povolené. Stanica môže považovať bezdrôtové médium za nečinné a začať nový prenos, aj keď detekovaná úroveň signálu zo susednej siete prekročí prah detekcie starého signálu, za predpokladu, že vysielací výkon pre nový prenos sa primerane zníži. |
| NAV | Jednotná NAV | Dve NAV | V scenároch hustého nasadenia môže byť hodnota NAV nastavená rámcom pochádzajúcim z jednej siete ľahko resetovaná rámcom pochádzajúcim z inej siete, čo vedie k nesprávnemu správaniu a kolíziám. Aby sa tomu zabránilo, každá stanica 802.11ax bude udržiavať dve samostatné NAV – jedna NAV je modifikovaná rámcami pochádzajúcimi zo siete, ku ktorej je stanica priradená, druhá NAV je modifikovaná rámcami pochádzajúcimi z prekrývajúcich sa sietí. |
| Cieľový čas budenia (TWT) | Nie je k dispozícii | TWT znižuje spotrebu energie a spory o prístup k médiu. | TWT je koncept vyvinutý v 802.11ah . Umožňuje zariadeniam prebudiť sa v iných obdobiach, ako je obdobie vysielania majáku. Okrem toho AP môže zoskupovať zariadenia do rôznych období TWT, čím sa zníži počet zariadení, ktoré súperia súčasne o bezdrôtové médium. |
| Fragmentácia | Statická fragmentácia | Dynamická fragmentácia | Pri statickej fragmentácii majú všetky fragmenty dátového paketu rovnakú veľkosť, s výnimkou posledného fragmentu. Pomocou dynamickej fragmentácie môže zariadenie naplniť dostupné RU inými príležitosťami na prenos až do dostupného maximálneho trvania. Dynamická fragmentácia teda pomáha znižovať réžiu. |
| Trvanie ochranného intervalu | 0,4 μs alebo 0,8 μs | 0,8 μs, 1,6 μs alebo 3,2 μs | Predĺžené ochranné intervaly umožňujú lepšiu ochranu proti šíreniu oneskorenia signálu, ku ktorému dochádza vo vonkajšom prostredí. |
| Trvanie symbolu | 3,2 μs | 12,8 μs | Pretože sa rozstup subnosných zníži štvornásobne, štvornásobne sa zvýši aj trvanie symbolu OFDM. Predĺžené doby trvania symbolov umožňujú vyššiu efektivitu. [ 19 ] |
| Frekvenčné pásma | len 5 GHz | 2,4 GHz a 5 GHz | 802.11ac sa vracia späť na 802.11n pre pásmo 2,4 GHz. |