Сегодня мы начинаем серию статей по стандарт беспроводных компьютерных сетей Wi-Fi 6. На сегодня это самый быстрый и универсальный стандарт Wi-Fi, который был создан для полной оптимизации беспроводной экосистемы для всех наших повседневных беспроводных устройств.
Несмотря на то, что у него более высокие пиковые скорости передачи данных, наибольший результат пользователи ощутят, когда множество устройств одновременно пытаются выйти в эфир, будь то в подключенном доме, в облачных офисах, в больницах и школах или на общественных мероприятиях, на стадионах и конференциях.
Среднестатистический пользователь почувствует в 4 раза более высокую пропускную способность в этих переполненных средах. При этом обеспечивается высокая энергоэффективность и срок службы батареи устройства.
Эти преимущества Wi-Fi 6 будут полностью раскрыты за счет более широкой полосы пропускания смежных каналов 160 МГц.
Приветствуем OFDMA и MU-MIMO
Преимущества Wi-Fi 6
OFDMA - множественный доступ с ортогональным частотным разделением каналов
- Множественный доступ с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA) - значительно увеличивает емкость и производительность, обеспечивая большее количество одновременных подключений и более эффективное использование спектра частот.
- Также это увеличивает пропускную способность спектра частот за счет разделения каналов на более мелкие части, на которых одновременно размещается несколько устройств.
Представить можно это разделение на примере грузового автомобиля: устаревший Wi-Fi похож на грузовик, позволяющий перевозить только ограниченный объем данных.
OFDMA похож на тягач с прицепом, позволяющий перевозить огромные объемы данных. Пользователи Wi-Fi 6 увидят меньшую задержку, более высокую скорость передачи данных и больше устройств в сети
MU-MIMO
увеличивает пропускную способность канала, за счет передачи данных от маршрутизаторов Wi-Fi 6 сразу на несколько устройств с использованием всех доступных потоков.
Например, пропускная способность от четырехпотокового маршрутизатора к двухпотоковому клиенту ограничена клиентом до половины пропускной способности маршрутизатора.
С MU-MIMO маршрутизатор может использовать все четыре потока передачи для одновременной отправки данных на дополнительные устройства, что приводит к значительному увеличению общей пропускной способности.
Знакомство с частотным диапазоном каналов на 160 МГц
Благодаря каналам 160 МГц мы получаем самый быстрый Wi-Fi на сегодняшний день, обеспечивая мультигигабитные соединения с низкой задержкой.
Эти соединения с высокой пропускной способностью необходимы для поддержки сетей 5G внутри помещений, где недоступны сигналы миллиметрового диапазона. Мультигигабитный Wi-Fi, по сути, действует как точка доступа в помещении, беспрепятственно поддерживая связь 5G в железобетонных помещениях.
Эти преимущества не ограничиваются полосой пропускания 160 МГц.
- OFDMA позволяет системам Wi-Fi разделять каналы на более мелкие подканалы, выделяя соответствующий объем спектра каждому подключенному устройству, для обеспечения оптимального качества обслуживания и оптимального взаимодействия с пользователем.
- Маршрутизаторы Wi-Fi 6 с частотой 160 МГц обеспечат значительные преимущества даже при подключении к устройствам с меньшей полосой пропускания
В настоящее время в США доступны два канала на 160 МГц, но оба канала используются устройствами Wi-Fi, которые в свою очередь используют меньшую полосу пропускания (например, 20 и 40 МГц).
Подобно велосипеду на шоссе, эти устройства могут замедлить весь трафик, включая передачу на 160 МГц, тем самым уменьшая общую пропускную способность сети.
Эти два канала просто не представляют достаточно спектра, чтобы обслуживать плотную среду с множеством конкурирующих устройств.
Чтобы использовать эти каналы на 160 МГц устройства также должны уметь обнаруживать радары и избегать их с помощью алгоритма, известного как динамический выбор частоты (DFS).
Хотя маршрутизаторы уже много лет успешно используют DFS для доступа к этому спектру, нормативные требования ограничивают способность мобильных устройств работать в качестве точек доступа в этих диапазонах.
Это означает, что потребители не могут подключать периферийные устройства, например очки виртуальной реальности, к своим мобильным устройствам на гигабитной скорости на 160 МГц.
Математика спектра: 80 МГц + 80 МГц ≠ 160 МГц
Пользователи Wi-Fi могут спросить:
Почему бы не связать два несмежных канала 80 МГц вместе? Это дало бы пять каналов по 80 МГц в диапазоне 5 ГГц разработчикам сетевых коммуникаций для работы в США, включая два без ограничений DFS.
Но
На уровне микросхемы режим 80 + 80 МГц требует, чтобы устройство работало одновременно на двух каналах. Это означает дублирование подсистем для поддержки второго несмежного канала, что делает интегральные схемы намного крупнее, чем для поддержки смежных каналов.
Производители смартфонов столкнутся с необходимостью свернуть другие технические обновления камер, процессоров или датчиков, чтобы освободить место для более крупных чипов Wi-Fi. Даже если бы эти устройства соответствовали ограничениям по размеру, снижение энергоэффективности из-за работы двух отдельных подсистем 80 МГц разряжало бы аккумулятор телефона быстрее.
Для мобильных устройств время автономной работы имеет первостепенное значение, и ключевые показатели эффективности несмежного подхода не будут соответствовать потребностям рынка.
Еще одним недостатком увеличения габаритов микросхемы для поддержки второй радиоподсистемы является увеличение ее стоимости. Даже если производитель маршрутизаторов или смартфонов решит проблемы размера и мощности, связанные с разрозненной поддержкой 80 + 80, им придется пожертвовать другими техническими нововведениями, чтобы сохранить существующую смету затрат. На рынках, где каждая копейка на счету, это явно не лучший вариант.
Начало развертывания сетей Wi-Fi 6 и 160 МГц
Пять каналов 80 МГц, доступных по всей стране, стали ключевым фактором успеха коммерческого развертывания Wi-Fi 5 (802.11ac) с почти 1 миллиардом устройств, развернутых в США. Чтобы создать соответствующий рынок для устройств, работающих на частоте 160 МГц, Федеральной комиссии по связи США (FCC) необходимо обеспечить пригодные для использования смежные каналы 160 МГц по всей стране.
Потребители полагаются на Wi-Fi, как никогда раньше, и Wi-Fi индустрия создала инновационные продукты для удовлетворения их растущих потребностей. Но для того, чтобы Wi-Fi полностью раскрыл свой потенциал, радиоволны должны поддерживать непрерывные каналы 160 МГц. Это раскроет все преимущества Wi-Fi 6 и обеспечит гигабитную скорость большему количеству людей.
В следующей статье мы расскажем, про решения Broadcom для WiFi6, которое компания опробовала на телефонах Samsung.
Подписывайтесь на канал, чтобы не пропустить выход публикации
И наш миниопрос:
