Wi-Fi soll mit dem nächsten großen Update besser und schneller werden. Zeit viele Router Wenn bereits mit Chips verfügbar, die die Entwurfsspezifikationen verwenden, wird 802.11ax Wi-Fi bis September 2019 über Wi-Fi 6 verfügen. Zertifizierung Bild wurde gemacht. Dies wird eine Welle von aktualisierten Geräten in Gang setzen, die neue drahtlose Funktionen einführen, die zu Netzwerken der nächsten Generation mit höherer Geschwindigkeit und weniger Überlastung beitragen werden.

802.11ax, auch bekannt als „High Efficiency Wireless“, ist weit verbreitet Kabellos 6.

Dies ist ein neuer Namensstandard, der von der Wi-Fi Alliance festgelegt wurde, wobei frühere Generationen jetzt als Wi-Fi 5 (802.11ac) und Wi-Fi 4 (802.11n) bekannt sind. Es wird erwartet, dass diese Tagging-Regel auf Geräten wie unten gezeigt angezeigt wird.

Technisch gesehen wird Wi-Fi 6 eine 37 % schnellere Einzelbenutzer-Datenrate als 802.11ac haben, aber noch wichtiger ist, dass die aktualisierte Spezifikation in überfüllten Umgebungen den vierfachen Durchsatz pro Benutzer und eine bessere Energieeffizienz bei der Akkulaufzeit des Geräts bieten sollte bedeuten eine Steigerung.




Um diese Verbesserungen zu erreichen, implementiert 802.11ax mehrere Änderungen, einschließlich Mehrbenutzertechnologien, die aus der Mobilfunkindustrie übernommen wurden (d. h. MU-MIMO und OFDMA), die die Kapazität und Leistung erheblich verbessern, indem mehr gleichzeitige Verbindungen und eine umfassendere Verbindung bereitgestellt werden. Spektrum nutzen.



Heimanwender, die ihre Hardware aufrüsten, können von diesen Technologien im Laufe der Zeit einige Verbesserungen erwarten, insbesondere da die Anzahl der Geräte pro Haushalt zunimmt – einige Schätzungen sagen bis 2022 50 Knoten im Haus voraus.

Wie bereits erwähnt, wird jedoch erwartet, dass Wi-Fi 6 in Gebieten mit stark überlasteten Netzwerken eine schnellere Wirkung hat und somit dazu beitragen wird, eine Grundlage für die erwartete Anzahl von Knoten für die kommende intelligente Infrastruktur (z. B. Geräte für das Internet der Dinge) zu schaffen. . Zusammen mit der überlappenden Abdeckung durch die Vielzahl von Geräten und Netzwerkbereitstellungen, die mit dem Aufkommen des IoT entstehen, wird Wi-Fi 6 gerüstet sein, um die wachsende Nachfrage nach schnelleren Mehrbenutzer-Datenraten zu erfüllen.






Quelle: Intel

Insgesamt basiert Wi-Fi 6 auf 802.11ac mit über fünfzig aktualisierten Funktionen, aber nicht alle davon werden in der endgültigen Spezifikation enthalten sein.




Hier sind einige der Dinge, die Wi-Fi 6 erreichen soll:

  • Mehr Gesamtbandbreite pro Benutzer für Ultra HD- und VR-Streaming
  • Mehr Unterstützung für gleichzeitigen Datenfluss mit erhöhtem Durchsatz
  • Mehr Gesamtspektrum (2,4 GHz und 5 GHz, eventuell Bänder bei 1 GHz und 6 GHz)
  • Dieses Spektrum ist in mehr Kanäle aufgeteilt, um mehr Kommunikationswege bereitzustellen
  • Pakete enthalten mehr Daten und Netzwerke können verschiedene Datenströme gleichzeitig verarbeiten
  • Verbesserte Leistung (bis zu 4x) bei maximaler Reichweite eines Access Points
  • Bessere Leistung/Robustheit in Outdoor- und Multipath-Umgebungen (verstreut)
  • Möglichkeit, drahtlosen Datenverkehr von Mobilfunknetzen mit schlechtem Empfang zu laden

802.11n ve 802.11ac ve 802.11ax

  802.11n (drahtlos 4) 802.11ac Wave 2 (Wi-Fi 5) 802.11ax (Wireless 6)
Veröffentlicht 2009 2013 2019
Bänder 2,4 GHz bis 5 GHz 5GHz

2,4 GHz ve 5GHz, bedecken 1GHz - 7GHz Letztendlich

Kanalbandbreite

20MHz, 40MHz (40MHz optional)




20MHz, 40MHz, 80MHz, 80 + 80MHz und 160MHz (40MHz-Unterstützung obligatorisch gemacht)

20 GHz / 40 MHz @ 2,4 GHz, 80 MHz, 80 + 80 MHz und 160 MHz @ 5 GHz

FFT-Abmessungen

64, 128

64, 128, 256, 512

64, 128, 256, 512, 1024, 2048

Unterer Trägerabstand

312,5 kHz

312,5 kHz

78,125 kHz

OFDM-Symboldauer

3,6 ms (kurzes Schutzintervall) 4 ms (langes Schutzintervall)

3,2 ms (0,4 / 0,8 ms zyklisches Präfix)

12,8 ms (0.8/1,6 / 3,2 ms zyklisches Präfix)

Höchste Modulation

64-QAM

256 QAM

1024 QAM

Datenraten

Von 54 Mbit/s bis 600 Mbit/s (max. 4 Spatial-Streams)

433 Mbit/s (80 MHz, 1 Spatial-Stream) 6933 Mbit/s (160 MHz, 8 Spatial-Streams)

600 Mbit/s (80 MHz, 1 Spatial-Stream) 9607,8 Mbit/s (160 MHz, 8 Spatial-Streams)

SU / MU-MIMO-OFDM / A

SU-MIMO-OFDM

SU-MIMO-OFDM Dalga 1, MU-MIMO-OFDM Dalga 2

MU-MIMO-OFDMA

Das 2013 eingeführte 802.11ac (jetzt bekannt als Wi-Fi 5) wurde 2013 standardisiert, und obwohl diese Funktion für den heutigen typischen Heimgebrauch weitgehend ausreichend ist, verwendet es nur Bänder im 5-GHz-Spektrum und fehlt das Niveau der Mehrbenutzertechnologie die gleichzeitig eine zunehmende Anzahl angeschlossener Geräte unterstützt

Als Anhaltspunkt für bevorstehende Änderungen in Wi-Fi 6, 802.11ac (Wi-Fi 5) verlängert Auf 802.11n (Wi-Fi 4):

  • Breitere Kanäle (80 MHz oder 160 MHz gegenüber max. 40 MHz im 5-GHz-Band)
  • Acht Raumströme statt vier (bildhafte Raumflüsse)
  • 256-QAM- und 64-QAM-Modulation (überträgt mehr Bits pro QAM-Symbol)
  • Multi-User-MIMO (MU-MIMO) in 802.11ac Wave 2 ermöglicht vier Downlinks anstelle von nur einem in Single-User-MIMO (1x1 noch auf Link)

Wenn Wi-Fi 6 vollständig eingeführt ist, wird die Spezifikation abwärtskompatibel mit früheren Standards sein und sowohl 2,4 GHz als auch 5 GHz umfassen, wobei dieses Spektrum schließlich auf Bänder bei 1 GHz und 6 GHz erweitert wird, sofern verfügbar.

Vielleicht bemerkenswerter als die Einbeziehung dieses zusätzlichen Spektrums sind die Technologien, die diese Bandbreite nutzen. Mit mehr verfügbarem Spektrum kann Wi-Fi 6 die Bandbreite in schmalere (mehr) Unterkanäle aufteilen, wodurch Clients und Zugangspunkten mehr Kommunikationsmöglichkeiten geschaffen werden und zusätzliche Geräte in einem bestimmten Netzwerk unterstützt werden.

Während Wi-Fi 5 dank MU-MIMO bis zu vier gleichzeitige Benutzer bedienen kann, eine deutliche Verbesserung gegenüber Einzelbenutzer-MIMO in Wi-Fi 4, kann das heutige AC-Wireless (Wi-Fi 5) nur einen Benutzer im Upstream bedienen. Auf dem Papier wird 802.11ax dies auf acht Benutzer sowohl im Uplink als auch im Downlink erhöhen, mit dem Potenzial, vier gleichzeitige Streams an einen einzelnen Client weiterzuleiten.

Allerdings wird Uplink-MU-MIMO in der ersten Runde der 802.11ax-zertifizierten Hardware möglicherweise nicht unterstützt, und wenn ein vorhandenes Gerät vier Spatial-Streams nutzen kann, sind weniger als acht von Wi-Fi 6 unterstützte nur auf den meisten aktuellen verfügbar Mit MU-MIMO ausgestattete Smartphones und Laptops Es verfügt über 2x2:2 oder 3x3:3 MIMO-Funkgeräte.

Diese Zahlenformatierung (AxB: C) wird verwendet, um die maximale Menge der Sendeantenne (A), die maximale Menge der Empfangsantenne (B) und die maximale Menge des räumlichen Datenstroms (C) anzuzeigen, die von einem maximalen MIMO-Funkgerät unterstützt werden. Ein Wi-Fi-Gerät muss MU-MIMO unterstützen, um diese Technologie direkt nutzen zu können, während Hardware ohne MU-MIMO-Chips indirekt von der zusätzlichen Sendezeit profitieren muss, die in MU-MIMO-fähigen Access Points verfügbar ist.

Wi-Fi 6 bietet auch Unterstützung für Uplink und Downlink "Orthogonal Frequency Division Multiple Access" (OFDMA), ein Modulationsschema, das einer Mehrbenutzerversion von OFDM (der Spezifikation in 802.11ac/n) entspricht. Erhöhen Sie die Kapazität und steigern Sie die Effizienz, indem Sie es bis zu 30 Benutzern ermöglichen, Kanäle gleichzeitig zu teilen.

Um Ihnen die Visualisierung dieser Technologien zu erleichtern, kann eine Kombination aus MU-MIMO und OFDMA viele Sachbearbeiter und mehrere Leitungen umfassen, wobei jeder Sachbearbeiter mehrere Kunden gleichzeitig bedient, anstatt dass ein Sachbearbeiter eine einzelne Kundenleitung einzeln bedient.

Darüber hinaus erhöht 802.11ax die pro Nutzlast bereitgestellte Datenmenge mit 1024-QAM-Codierung im Vergleich zur 256-QAM-Modulation in Wi-Fi 5 und informiert Clients deutlicher, wenn ein Router verfügbar ist, anstatt um den Zugriff zu konkurrieren. 64-QAM im WLAN 4.

Obwohl die Gesamtdatenraten und Kanalbreiten von Wi-Fi 6 denen von Wi-Fi 5 ähneln, können Dutzende von Technologien, die die Effizienz und Produktivität zukünftiger Wi-Fi-Netzwerke dramatisch verbessern werden, Dutzende von Geräten auf einem einzigen Kanal mit einer Geschwindigkeit von mehreren . bedienen Gigs pro Sekunde.

Hier einige Schlüsseltechnologien Wi-Fi 6 ändert sich von den aktuellen Wi-Fi-Funktionen:

MU-MIMO (Multi-User Multi-Input Multi-Out) - Wi-Fi 5 Wave 2 führte Multi-User-MIMO ein, unterstützt jedoch nur vier gleichzeitige Downstream-Verbindungen (eine Upstream), während Wi-Fi 6 Daten über Uplink oder Downlink bereitstellt. Es unterstützt mehr Benutzer gleichzeitig und bietet das Vierfache des theoretischen maximalen Durchsatzes von Wi-Fi 5.

MU-MIMO-Zugangspunkte verarbeiten mehr Signalisierung als SU-MIMO-APs, entladen von Endpunktgeräten, und MU-MIMO-Datenverkehr gilt als sicher, bis Tools zur Signalverarbeitung entwickelt werden, da nur der beabsichtigte Empfänger ihn lesen kann. Daten.

OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) – Nicht Bestandteil von Wi-Fi 5 mit regulärem OFDM. Von 4G LTE-Netzen ausgeliehen. Ermöglicht die Zuweisung von Ressourceneinheiten bei einer bestimmten Bandbreite. Da Wi-Fi 6 enthalten ist, können mehr Kunden (bis zu 30) denselben Kanal nutzen, anstatt zu warten, und die Effizienz durch das Scannen verschiedener Arten von Datenverkehr verbessern. OFDMA wird als Multi-User-Version von OFDM verglichen.

1024 QAM (Quad Amplitude Modulation) - Eine Erhöhung von 256-QAM in Wi-Fi 5, aber einige Router dieser Generation haben 1024-QAM als experimentelle Funktion. Dies erhöht den Durchsatz, indem mehr Daten in jedes Paket komprimiert werden.

1024-QAM verwendet 10 Bits pro OFDM-Symbol, 8 Bits für 256 QAM, 25 % Kapazitätserhöhung mit 80-MHz-Kanal, was zu einer theoretischen Datenrate von 600 Mbit/s führt (39 % besser als die theoretischen 433 Mbit/s Single) - Wi-Fi 5-Streaming Datenrate).

Längere OFDM-Symbole - Erhöht die Übertragungszeit eines OFDM-Symbols von 3,2 ms bei Wi-Fi 5 auf 12,8 ms bei Wi-Fi 6 und unterstützt ein längeres zyklisches Präfix pro Symbol.

Ein zyklisches Präfix (CP) fügt einen Teil des Endes des OFDM-Symbols an die Vorderseite der Nutzlast hinzu, um einen Schutzbereich gegen Intersymbol-Interferenzen bereitzustellen, und dieser Abschnitt kann bei Bedarf verwendet werden. Diese Zahl kann je nach allgemeinen Anforderungen angepasst werden (ein längerer CP wiederholt mehr Daten und nimmt mehr Platz im Symbol ein, was zu einer geringeren Datenrate führt).

dynamische Fragmentierung - Obwohl Wi-Fi 5 statische Teile hat, die erfordern, dass alle Teile eines Datenpakets (außer dem letzten Teil) die gleiche Größe haben, ermöglicht die dynamische Fragmentierung, dass diese Teile unterschiedliche Größe haben, um die Netzwerkressourcen besser zu nutzen.

Wiederverwendung von Ortsfrequenzen / OBSS (BSS-Farbgebung) - Wenn mehrere Access Points auf demselben Kanal oder denselben Kanälen arbeiten, können sie Daten mit einer eindeutigen "Farb"-Kennung übertragen, die es ihnen ermöglicht, gleichzeitig über das drahtlose Medium zu kommunizieren, da sie es ermöglichen, Farben zwischen den Daten des anderen zu unterscheiden .

Strahlformung - Verfügbar in Wi-Fi 5, aber der Standard unterstützt vier Antennen, und Wi-Fi 6 erhöht diese auf acht. Beamforming erhöht die Datenraten und erweitert die Reichweite, indem Signale an bestimmte Clients geleitet werden, anstatt in alle Richtungen gleichzeitig. Dies hilft MU-MIMO, das mit sich schnell bewegenden Geräten nicht gut funktioniert. Beamforming war bei Wi-Fi 4-Geräten optional verfügbar, wurde aber bei Wi-Fi 5 Wave 2 mit der Implementierung von MU-MIMO notwendig.

TWT (Target Wake Time) - Wachzeitplanung anstelle von traktionsbasiertem Zugriff. Ein Router kann einem Kunden mitteilen, wann er schlafen und wann er aufwachen soll, was voraussichtlich einen erheblichen Unterschied in der Akkulaufzeit ausmacht, da das Gerät weiß, wann es auf dem Kanal zu hören ist.

Uplink-Ressourcenplaner In ähnlicher Weise bietet Wi-Fi 6 ein besseres Ressourcenmanagement, indem es Uplinks herstellt, um Konflikte zu minimieren, anstatt Benutzer wie in den heutigen drahtlosen Netzwerken zum Hochladen von Daten zu rasen.

Trigger-basierter wahlfreier Zugriff - Es reduziert auch Datenkollisionen/-konflikte, indem es neben anderen Funktionen die Länge eines Uplink-Fensters angibt, die die Ressourcenzuweisung verbessern und die Effizienz steigern.

Zwei NAV (Netzwerktrennungsvektor) - Wenn eine drahtlose Station sendet, meldet sie die Zeit bis zum Abschluss, damit andere Stationen ihren NAV anpassen können, um Konflikte beim Zugriff auf das drahtlose Medium zu vermeiden. Wi-Fi 6 bietet zwei NAVs: einen für das Netzwerk, zu dem die Station gehört, und einen für benachbarte Netzwerke. Dies sollte auch den Energieverbrauch reduzieren, indem die Notwendigkeit einer Trägererkennung minimiert wird.

Verbesserter Außeneinsatz - Viele dieser Funktionen bieten eine bessere Leistung im Freien, darunter ein neues Paketformat, längere Schutzintervalle und verbesserte Backup- und Fehlerwiederherstellungsmodi.

Erweitern von Wi-Fi 6 auf 6 GHz

Branchenführer wie Qualcomm haben festgestellt, dass eine angemessene Servicequalität in zukünftigen Netzwerken mehr Frequenzen als 2,4 GHz oder 5 GHz erfordern wird. Während das 2,4-GHz-Band seit langem von der üblichen Elektronik gesättigt ist, bietet 5GHz kein ausreichendes Spektrum für Kanäle mit größerer Bandbreite (wie 80 MHz oder 160 MHz), und die 5-GHz-Segmente unterliegen Einschränkungen, die seine Verwendung einschränken.

Qualcomm schlug vor, dass die Aufsichtsbehörden damit rechnen, etwa 1280 MHz unlizenziertes Spektrum irgendwo im 5-GHz-Band für unlizenzierte Technologien zuzuweisen.

Als Reaktion auf den Aufruf der FCC öffentliche Kommentare Mehr als 30 Technologieunternehmen, darunter Qualcomm, zum Ausbau des Midband-Spektrums zwischen 3,7 GHz und 24 GHz im Juli 2017 ein Angebot Er betonte, dass das 5925-7125-MHz-Band ("6-GHz-Band") "wesentlich ist, um die Nachfrage nach drahtlosen Breitbanddiensten der nächsten Generation zu decken".

Um der kommenden Nachfrage nach Wi-Fi gerecht zu werden, haben Unternehmen vorgeschlagen, 6 GHz für nicht lizenzierte Technologien zu öffnen und in vier Subbänder mit unterschiedlichen technischen Regeln und Interferenzschutz aufzuteilen.

Angesichts der Tatsache, dass sich Wi-Fi 6 derzeit in der Entwicklung befindet und die USA unter anderem das 6-GHz-Band geöffnet haben, hat die IEEE 802.11ax Task Group beschlossen, die Unterstützung dieses Spektrums in der nächsten Generation von Wi-Fi 6 zu implementieren.

Die Abtrennung des 6-GHz-Bandes als unlizenzierten Bereich ist für Unternehmen attraktiv, da sie diese Frequenz nutzen können, ohne den Zugang zur FCC zu beantragen, was angeblich Innovation und Investitionen fördern soll. vierte industrielle revolution wurde offenbart.

„Indem wir diese gesamte Gruppe für den unlizenzierten lokalen Funkzugangsnetzbetrieb öffnen, wird es uns die Kommission ermöglichen, den Verbrauchern einen schnelleren Service, geringere Latenzzeiten und eine breitere Abdeckung anzubieten und es dem Land zu ermöglichen, die mit unlizenzierten Technologien verbundenen wirtschaftlichen und öffentlichen Sicherheitsvorteile zu genießen“, er erklärt.

Wi-Fi 6 oder 802.11ax ist nur einer von vielen drahtlosen Standards, die in Entwicklung sind, um die verschiedenen Netzwerkanforderungen verschiedener Gerätetypen zu erfüllen.

Die Standards sind alle (und mehr) Teil des lizenzierten und unlizenzierten Spektrums, von 802.11aj/Monat, das Dutzende von Gigabit pro Sekunde bei mehr als 60 GHz mm liefern kann, bis hin zu Sub-1-GHz-Spezifikationen wie 802.11ah, die eine geringere Bandbreite/besser bieten Reichweite für IoT-Sensoren. 5G.

Auf den Punkt gebracht: Ein Sky-Level-Blick auf Wi-Fi 6

Um sowohl 802.11n als auch 802.11ac als nächsten WLAN-Standard zu ersetzen, wird 802.11ax oder Wi-Fi 6 entwickelt, um die Netzwerkeffizienz und -kapazität für dichte Bevölkerungszentren deutlich zu steigern. besser auf mehreren Geräten gleichzeitig nutzbar.

Oder als Qualcomm stellt gerne"Das Problem ist nicht, wie schnell Wi-Fi sein kann, sondern ob das Wi-Fi-Netzwerk genügend Kapazität hat, um die wachsende Nachfrage nach vielen verschiedenen verbundenen Geräten und Diensten zu decken."

Da Wi-Fi 6 einen unmittelbaren Einfluss auf die Leistung von Netzwerken an überfüllten Orten wie Stadien oder Wohnhäusern haben wird, wird es eine Voraussetzung dafür sein, dass der Standard schneller als frühere Wi-Fi-Iterationen und schließlich für Heimanwender eingeführt wird. Breitbandverbindungen von 100 Mbit/s bis 1 Gbit/s werden verfügbarer und die Einführung von IoT macht alles online.

Im weiteren Sinne von Wi-Fi 6, der Zunahme der Mehrbenutzerunterstützung und insbesondere der Zunahme gleichzeitiger Upstream-Verbindungen, zusammen mit einer wachsenden Nachfrage nach Benutzerdaten, die von IoT-Geräten gesammelt und für Zwecke wie maschinelles Lernen, Tanken, Künstliche Intelligenz der Zukunft, Zukunft der Technologie insgesamt und eine wachsende digitale Wirtschaft.

Wie in der Einleitung zu diesem Artikel erwähnt, sind Router bereits basierend auf den Entwürfen der 802.11ax-Spezifikationen verfügbar, wobei die endgültige Genehmigung des Standards und das endgültige Zertifikat im September 2019 veröffentlicht wurden. Und wieder bietet die erste Runde offizieller Geräte mehr Unterstützung für Funktionen wie Wi-Fi 6, High-End-MU-MIMO und 6-GHz-Spektrum, die möglicherweise mit einer zweiten Hardwarewelle erweitert werden können.

Empfohlene Lektüre