Wi-Fi 6
Эта статья может быть слишком технической для понимания большинства читателей . ( Август 2023 г. ) |
Поколение | IEEE стандартный | Усыновленный | Максимум скорость соединения (МБ/с) | Радио частота (ГГц) |
---|---|---|---|---|
Wi-Fi 8 | 802,11 млрд | ожидается 2028 г. [1] | 100 000 [2] | 2.4, 5, 6 [3] |
Wi-Fi 7 | 802.11be | ожидается 2024 г. | 0.4–23 059 | 2.4, 5, 6 [4] |
Wi-Fi 6E | 802.11ax | 2021 | 0.4–9608 [5] | 2.4, 5, 6 [а] |
Wi-Fi 6 | 2.4, 5 | |||
Wi-Fi 5 | 802.11ac | 2013 | 6.5–6933 | 5 [б] |
Wi-Fi 4 | 802.11n | 2009 | 6.5–600 | 2.4, 5 |
( Wi-Fi 3 *) | 802.11г | 2003 | 6–54 | 2.4 |
( Wi-Fi 2 *) | 802.11а | 1999 | 5 | |
( Wi-Fi 1 *) | 802.11б | 1999 | 1–11 | 2.4 |
( Wi-Fi 0 *) | 802.11 | 1997 | 1–2 | 2.4 |
* Wi-Fi 0 , 1 , 2 и 3 названы на основе обратного вывода. В официальной номенклатуре их нет. [6] [7] [8] |
Wi-Fi 6 , или IEEE 802.11ax , — это стандарт IEEE от Wi-Fi Alliance для беспроводных сетей ( WLAN ). Он работает в диапазонах 2,4 ГГц и 5 ГГц. [9] с расширенной версией Wi-Fi 6E, в которой добавлен диапазон 6 ГГц. [10] Это обновление Wi-Fi 5 ( 802.11ac ) с улучшениями для повышения производительности в людных местах. Wi-Fi 6 охватывает частоты в нелицензионных диапазонах от 1 до 7,125 ГГц, включая широко используемые 2,4 ГГц и 5 ГГц, а также более широкий диапазон 6 ГГц . [11]
Целью этого стандарта является повышение скорости передачи данных ( пропускная способность на область). [с] ) в людных местах, таких как офисы и торговые центры. Хотя номинальная скорость передачи данных составляет всего 37% [12] лучше, чем 802.11ac, общая скорость сети увеличивается на 300%, [13] делая его более эффективным и сокращая задержку на 75%. [14] Увеличение общей пропускной способности в четыре раза стало возможным благодаря более высокой спектральной эффективности .
У Wi-Fi 802.11ax есть основная функция OFDMA , аналогичная тому, как сотовая технология работает с Wi-Fi . [12] Это обеспечивает лучшее использование спектра, улучшенное управление мощностью во избежание помех, а также такие усовершенствования, как 1024- QAM , MIMO и MU-MIMO, для более высоких скоростей. Также имеются улучшения надежности, такие как снижение энергопотребления и протоколы безопасности, такие как Target Wake Time и WPA3 .
Стандарт 802.11ax был одобрен 1 сентября 2020 года, при этом проект 8 получил одобрение 95%. Впоследствии, 1 февраля 2021 года, стандарт получил официальное одобрение Совета по стандартам IEEE. [15]
Набор тарифов
[ редактировать ]МКС индекс [я] | Модуляция тип | Кодирование ставка | Скорость передачи данных (Мбит/с) [ii] | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Каналы 20 МГц | Каналы 40 МГц | Каналы 80 МГц | Каналы 160 МГц | |||||||
1600 нс GI [iii] | 800 нс GI | 1600 нс GI | 800 нс GI | 1600 нс GI | 800 нс GI | 1600 нс GI | 800 нс GI | |||
0 | БПСК | 1/2 | 8 | 8.6 | 16 | 17.2 | 34 | 36.0 | 68 | 72 |
1 | КФСК | 1/2 | 16 | 17.2 | 33 | 34.4 | 68 | 72.1 | 136 | 144 |
2 | КФСК | 3/4 | 24 | 25.8 | 49 | 51.6 | 102 | 108.1 | 204 | 216 |
3 | 16-КАМ | 1/2 | 33 | 34.4 | 65 | 68.8 | 136 | 144.1 | 272 | 282 |
4 | 16-КАМ | 3/4 | 49 | 51.6 | 98 | 103.2 | 204 | 216.2 | 408 | 432 |
5 | 64-КАМ | 2/3 | 65 | 68.8 | 130 | 137.6 | 272 | 288.2 | 544 | 576 |
6 | 64-КАМ | 3/4 | 73 | 77.4 | 146 | 154.9 | 306 | 324.4 | 613 | 649 |
7 | 64-КАМ | 5/6 | 81 | 86.0 | 163 | 172.1 | 340 | 360.3 | 681 | 721 |
8 | 256-КАМ | 3/4 | 98 | 103.2 | 195 | 206.5 | 408 | 432.4 | 817 | 865 |
9 | 256-КАМ | 5/6 | 108 | 114.7 | 217 | 229.4 | 453 | 480.4 | 907 | 961 |
10 | 1024-КАМ | 3/4 | 122 | 129.0 | 244 | 258.1 | 510 | 540.4 | 1021 | 1081 |
11 | 1024-КАМ | 5/6 | 135 | 143.4 | 271 | 286.8 | 567 | 600.5 | 1134 | 1201 |
Примечания
ОФДМА
[ редактировать ]В стандарте 802.11ac (предыдущая поправка к 802.11) был введен многопользовательский MIMO , представляющий собой метод пространственного мультиплексирования . MU-MIMO позволяет точке доступа формировать лучи в сторону каждого клиента , одновременно передавая информацию. Таким образом, помехи между клиентами уменьшаются, а общая пропускная способность увеличивается, поскольку несколько клиентов могут получать данные одновременно.
введено аналогичное мультиплексирование В 802.11ax в частотной области : OFDMA . При использовании OFDMA несколько клиентов назначаются разным ресурсам в доступном спектре. При этом канал 80 МГц можно разделить на несколько ресурсных блоков, чтобы несколько клиентов одновременно получали разные типы данных в одном и том же спектре.
Для поддержки OFDMA 802.11ax требуется в четыре раза больше поднесущих, чем 802.11ac. В частности, для каналов 20, 40, 80 и 160 МГц стандарт 802.11ac имеет соответственно 64, 128, 256 и 512 поднесущих, тогда как стандарт 802.11ax имеет 256, 512, 1024 и 2048 поднесущих. Поскольку доступная полоса пропускания не изменилась, а количество поднесущих увеличивается в четыре раза, расстояние между поднесущими уменьшается во столько же раз. Это вводит символы OFDM, которые в четыре раза длиннее: в 802.11ac для передачи символа OFDM требуется 3,2 микросекунды. В 802.11ax это занимает 12,8 микросекунд (оба без защитных интервалов ).
Технические улучшения
[ редактировать ]Поправка 802.11ax вносит несколько ключевых улучшений по сравнению с 802.11ac . 802.11ax охватывает диапазоны частот от 1 ГГц до 6 ГГц. [16] Таким образом, в отличие от 802.11ac, 802.11ax также работает в нелицензируемом диапазоне 2,4 ГГц. Wi-Fi 6E обеспечивает работу на частотах около 6 ГГц и сверхшироких каналах шириной 160 МГц. [17] диапазоны частот, которые эти каналы могут занимать, и количество этих каналов зависят от страны, в которой работает сеть Wi-Fi 6. [18] Для достижения цели поддержки плотных развертываний 802.11 были одобрены следующие функции.
Особенность | 802.11ac | 802.11ax | Комментарий |
---|---|---|---|
ОФДМА | Нет в наличии | Централизованно управляемый доступ к среде с динамическим назначением 26, 52, 106, 242(?), 484(?) или 996(?) тонов на станцию. Каждый тон состоит из одной поднесущей с полосой пропускания 78,125 кГц. Таким образом, полоса пропускания, занимаемая одной передачей OFDMA , составляет от 2,03125 МГц до ок. Полоса пропускания 80 МГц. | OFDMA разделяет спектр на единицы частотно-временного ресурса (RU) . Центральный координирующий объект (точка доступа в 802.11ax) назначает RU для приема или передачи ассоциированным станциям. Благодаря централизованному планированию RU можно избежать накладных расходов на конфликты, что повышает эффективность в сценариях плотного развертывания. |
Многопользовательский MIMO (MU-MIMO) | Доступно в нисходящей линии связи направлении | Доступно в нисходящей и восходящей линии связи. направлении | При использовании MU - MIMO нисходящего канала точка доступа может передавать данные одновременно на несколько станций, а при использовании MU-MIMO восходящего канала точка доступа может одновременно принимать данные от нескольких станций. В то время как OFDMA разделяет приемники на разные RU , с MU-MIMO устройства разделяются на разные пространственные потоки. В 802.11ax технологии MU-MIMO и OFDMA могут использоваться одновременно. Чтобы включить передачу MU по восходящей линии связи, точка доступа передает новый кадр управления (триггер), который содержит информацию планирования (распределение RU для станций, схему модуляции и кодирования (MCS), которая должна использоваться для каждой станции). Кроме того, Trigger также обеспечивает синхронизацию передачи по восходящей линии связи, поскольку передача начинается в формате SIFS после окончания Trigger. |
Произвольный доступ на основе триггера | Нет в наличии | Позволяет выполнять передачи UL OFDMA станциями, которым не выделены RU напрямую. | В кадре триггера точка доступа указывает информацию планирования о последующей передаче UL MU. Однако для произвольного доступа можно назначить несколько RU. Станции, которым не назначены RU напрямую, могут осуществлять передачу в пределах RU, назначенных для произвольного доступа. Чтобы уменьшить вероятность конфликта (т. е. ситуации, когда две или более станций выбирают один и тот же RU для передачи), поправка 802.11ax определяет специальную процедуру отсрочки OFDMA. Произвольный доступ удобен для передачи отчетов о состоянии буфера, когда точка доступа не имеет информации об ожидающем трафике UL на станции. |
Повторное использование пространственных частот | Нет в наличии | Раскраска позволяет устройствам отличать передачи в своей сети от передач в соседних сетях. Адаптивные пороги мощности и чувствительности позволяют динамически регулировать мощность передачи и порог обнаружения сигнала для увеличения повторного использования пространства. | Без возможности пространственного повторного использования устройства отказываются осуществлять передачу одновременно с передачами, происходящими в других, соседних сетях. При помощи раскраски базового набора услуг (раскраски BSS) беспроводная передача отмечается в самом ее начале, помогая окружающим устройствам решить, допустимо ли одновременное использование беспроводной среды. Станции разрешено рассматривать беспроводную среду как свободную и начинать новую передачу, даже если обнаруженный уровень сигнала из соседней сети превышает порог обнаружения устаревшего сигнала, при условии, что мощность передачи для новой передачи соответствующим образом уменьшена. |
НЕТ | Одиночный НАВ | Два НАВ | В сценариях с плотным развертыванием значение NAV , установленное кадром, исходящим из одной сети, может быть легко сброшено кадром, исходящим из другой сети, что приводит к неправильному поведению и коллизиям. Чтобы избежать этого, каждая станция 802.11ax будет поддерживать два отдельных NAV: один NAV модифицируется кадрами, исходящими из сети, с которой связана станция, другой NAV модифицируется кадрами, исходящими из перекрывающихся сетей. |
Целевое время пробуждения (TWT) | Нет в наличии | TWT снижает энергопотребление и конфликты за доступ к среде передачи. | TWT — это концепция, разработанная в стандарте 802.11ah . Это позволяет устройствам просыпаться в другие периоды, кроме периода передачи маяка. Кроме того, точка доступа может группировать устройства по разным периодам TWT, тем самым уменьшая количество устройств, одновременно конкурирующих за беспроводную среду. |
Фрагментация | Статическая фрагментация | Динамическая фрагментация | При статической фрагментации все фрагменты пакета данных имеют одинаковый размер, за исключением последнего фрагмента. При динамической фрагментации устройство может заполнять доступные RU другими возможностями передачи до доступной максимальной продолжительности. Таким образом, динамическая фрагментация помогает снизить накладные расходы. |
защитного интервала Продолжительность | 0,4 мкс или 0,8 мкс | 0,8 мкс, 1,6 мкс или 3,2 мкс | Увеличенная продолжительность защитного интервала обеспечивает лучшую защиту от распространения задержки сигнала, которое происходит вне помещений. |
Продолжительность символа | 3,2 мкс | 12,8 мкс | Поскольку расстояние между поднесущими уменьшается в четыре раза, длительность символа OFDM также увеличивается в четыре раза. Увеличенная длительность символов позволяет повысить эффективность. [19] |
Полосы частот | только 5 ГГц | 2,4 ГГц и 5 ГГц | 802.11ac возвращается к 802.11n для диапазона 2,4 ГГц. |
Примечания
[ редактировать ]- ^ Wi-Fi 6E — это отраслевое название, обозначающее устройства Wi-Fi, работающие в частоте 6 ГГц. Wi-Fi 6E предлагает функции и возможности Wi-Fi 6, расширенные до диапазона 6 ГГц.
- ^ 802.11ac определяет работу только в диапазоне 5 ГГц. Работа в диапазоне 2,4 ГГц предусмотрена стандартом 802.11n.
- ^ Пропускная способность на область , согласно определению IEEE , — это отношение общей пропускной способности сети к площади сети. [12]
Сравнение
[ редактировать ]Частота диапазон, или введите | ФИЗИЧЕСКИЙ | Протокол | Выпускать дата [20] | Частота | Пропускная способность | Транслировать скорость передачи данных [21] | Допустимо MIMO- потоки | Модуляция | Приблизительный диапазон | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Крытый | Открытый | |||||||||
(ГГц) | (МГц) | (Мбит/с) |
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Решеф, Эхуд; Кордейро, Карлос (2023). «Будущие направления развития Wi-Fi 8 и последующих версий» . Журнал коммуникаций IEEE . 60 (10). ИИЭЭ . дои : 10.1109/MCOM.003.2200037 . Проверено 21 мая 2024 г.
- ^ «Что такое Wi-Fi 8?» . allrf.com . 25 марта 2023 г. . Проверено 21 января 2024 г.
- ^ Джордано, Лоренцо; Джерачи, Джованни; Карраскоса, Марк; Беллальта, Борис (21 ноября 2023 г.). «Каким будет Wi-Fi 8? Учебник по сверхвысокой надежности IEEE 802.11bn». arXiv : 2303.10442 .
- ^ «Понимание Wi-Fi 4/5/6/6E/7» . WiisFi.com .
- ^ «Таблица MCS (обновлена с учетом скоростей передачи данных 80211ax)» . semfionetworks.com .
- ^ Кастренакес, Якоб (3 октября 2018 г.). «Теперь у Wi-Fi есть номера версий, а Wi-Fi 6 выйдет в следующем году» . Грань . Проверено 2 мая 2019 г.
- ^ Филлипс, Гэвин (18 января 2021 г.). «Описание наиболее распространенных стандартов и типов Wi-Fi» . MUO — используйте . Архивировано из оригинала 11 ноября 2021 года . Проверено 9 ноября 2021 г.
- ^ «Нумерация поколений Wi-Fi» . Заметки по электронике . Архивировано из оригинала 11 ноября 2021 года . Проверено 10 ноября 2021 г.
- ^ «Руководство пользователя Wi-Fi® поколений» (PDF) . Wi-Fi Альянс . Октябрь 2018 года . Проверено 22 марта 2021 г.
- ^ «Wi-Fi 6E расширяет диапазон Wi-Fi® до 6 ГГц» (PDF) . Wi-Fi Альянс . Январь 2021 года . Проверено 22 марта 2021 г.
- ^ «FCC открывает диапазон 6 ГГц для Wi-Fi и других нелицензированных видов использования» . www.fcc.gov . 24 апреля 2020 г. Проверено 23 марта 2021 г.
- ^ Перейти обратно: а б с Хоров, Евгений; Кирьянов Антон; Ляхов Андрей; Бьянки, Джузеппе (2019). «Учебное пособие по высокоэффективным сетям WLAN IEEE 802.11ax» . Опросы и учебные пособия IEEE по коммуникациям . 21 (1): 197–216. дои : 10.1109/COMST.2018.2871099 .
- ^ Абул-Магд, Усама (17 марта 2014 г.). «802.11 HEW SG предложил PAR» (DOCX) . ИИЭЭ . Архивировано из оригинала 7 апреля 2014 года . Проверено 22 марта 2021 г.
- ^ Гудвинс, Руперт (3 октября 2018 г.). «Wi-Fi 802.11ax следующего поколения: плотный, быстрый, с задержкой» . ЗДНет . Проверено 23 марта 2021 г.
- ^ «IEEE 802.11, Рабочая группа, устанавливающая стандарты для беспроводных локальных сетей» . www.ieee802.org . Проверено 7 января 2022 г.
- ^ Абул-Магд, Усама (24 января 2014 г.). «P802.11ax» (PDF) . IEEE-SA. Архивировано (PDF) из оригинала 10 октября 2014 г. Проверено 14 января 2017 г.
Скачать 2-страничный PDF-файл
- ^ «Wi-Fi CERTIFIED 6 | Альянс Wi-Fi» .
- ^ https://www.wi-fi.org/system/files/202103_Wi-Fi_6E_and_6_GH_Update.pdf .
- ^ Порат, Рон; Фишер, Мэтью; Венкатешваран, Шрирам; и др. (12 января 2015 г.). «Размер символа полезной нагрузки для 11ax» . IEEE P802.11 . Проверено 14 января 2017 г.
- ^ «Официальные сроки проекта рабочей группы IEEE 802.11» . 26 января 2017 г. Проверено 12 февраля 2017 г.
- ^ «Wi-Fi СЕРТИФИЦИРОВАН: сети Wi-Fi мультимедийного уровня с большей дальностью действия, высокой пропускной способностью» (PDF) . Wi-Fi Альянс . Сентябрь 2009 года.
- ^ Перейти обратно: а б Банерджи, Сурансу; Чоудхури, Рахул Сингха. «О IEEE 802.11: технология беспроводной локальной сети». arXiv : 1307.2661 .
- ^ «Полное семейство стандартов беспроводной локальной сети: 802.11 a, b, g, j, n» (PDF) .
- ^ Физический уровень стандарта связи IEEE 802.11p WAVE: характеристики и проблемы (PDF) . Всемирный конгресс по инженерным и компьютерным наукам. 2014.
- ^ Стандарт IEEE для информационных технологий - Телекоммуникации и обмен информацией между системами - Локальные и городские сети - Особые требования, Часть Ii: Спецификации управления доступом к среде беспроводной локальной сети (MAC) и физического уровня (PHY). (без даты). doi:10.1109/ieestd.2003.94282
- ^ Перейти обратно: а б «Анализ пропускной способности Wi-Fi для 802.11ac и 802.11n: теория и практика» (PDF) .
- ^ Беланджер, Фил; Биба, Кен (31 мая 2007 г.). «802.11n обеспечивает лучший диапазон» . Планета Wi-Fi . Архивировано из оригинала 24 ноября 2008 г.
- ^ «IEEE 802.11ac: что это значит для тестирования?» (PDF) . ЛайтПойнт . Октябрь 2013 г. Архивировано из оригинала (PDF) 16 августа 2014 г.
- ^ «Стандарт IEEE для информационных технологий» . Стандарт IEEE 802.11aj-2018 . Апрель 2018 г. doi : 10.1109/IEESTD.2018.8345727 .
- ^ «802.11ad — WLAN на частоте 60 ГГц: введение в технологию» (PDF) . Роде и Шварц ГмбХ. 21 ноября 2013. с. 14.
- ^ «Обсуждение Connect802 — 802.11ac» . www.connect802.com .
- ^ «Понимание физического уровня IEEE 802.11ad и проблем измерения» (PDF) .
- ^ «Пресс-релиз 802.11aj» .
- ^ «Обзор китайской многогигабитной беспроводной локальной сети миллиметрового диапазона» . Транзакции IEICE по коммуникациям . Е101.Б (2): 262–276. 2018. doi : 10.1587/transcom.2017ISI0004 .
- ^ «IEEE 802.11ay: первый настоящий стандарт широкополосного беспроводного доступа (BWA) через mmWave — блог о технологиях» . techblog.comsoc.org .
- ^ «Беспроводные локальные сети P802.11» . IEEE. стр. 2, 3. Архивировано из оригинала 6 декабря 2017 г. Проверено 6 декабря 2017 г.
- ^ Перейти обратно: а б «Альтернативные PHY 802.11. Технический документ Аймана Мукаддама» (PDF) .
- ^ «Предложение TGaf PHY» . IEEE P802.11. 10 июля 2012 г. Проверено 29 декабря 2013 г.
- ^ «IEEE 802.11ah: WLAN 802.11 большого радиуса действия на частоте ниже 1 ГГц» (PDF) . Журнал стандартизации ИКТ . 1 (1): 83–108. Июль 2013 г. doi : 10.13052/jicts2245-800X.115 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Евгений Хоров, Антон Кирьянов, Андрей Ляхов, Джузеппе Бьянки. «Руководство по высокоэффективным сетям WLAN IEEE 802.11ax», IEEE Communications Surveys & Tutorials , vol. 21, нет. 1, стр. 197–216, Первый квартал 2019 г. . два : 10.1109/COMST.2018.2871099
- Беллальта, Борис (2015). «IEEE 802.11ax: высокоэффективные сети WLAN». Беспроводная связь IEEE . 23 : 38–46. arXiv : 1501.01496 . дои : 10.1109/MWC.2016.7422404 . S2CID 15023432 .
- Шеин, Эстер (30 ноября 2021 г.). «Делойт: не исключайте Wi-Fi 6 как беспроводную сеть следующего поколения» . Техреспублика . Архивировано из оригинала 19 января 2022 г.