Wi Fi 6

generacje Wi-Fi
Pokolenie Standard IEEE
Przyjęty

Maksymalna szybkość łącza (Mbit/s)

Częstotliwość radiowa (GHz)
Wi Fi 7 802.11be (2024) 1376 do 46120 2,4/5/6
Wi-Fi 6E 802.11ax 2020 574 do 9608 6
Wi Fi 6 2019 2,4/5
Wi Fi 5 802.11ac 2014 433 do 6933 5
Wi Fi 4 802.11n 2008 72 do 600 2,4/5
(Wi Fi 3)* 802.11g 2003 6 do 54 2.4
(Wi-Fi 2)* 802.11a 1999 6 do 54 5
(Wi Fi 1)* 802.11b 1999 od 1 do 11 2.4
(Wi Fi 0)* 802.11 1997 1 do 2 2.4
* (Wi-Fi 0, 1, 2, 3, to powszechne użycie niemarkowe)

IEEE 802.11ax , oficjalnie sprzedawany przez Wi-Fi Alliance jako Wi-Fi 6 (2,4 GHz i 5 GHz) oraz Wi-Fi 6E (6 GHz), to standard IEEE dla bezprzewodowych sieci lokalnych ( WLAN ) i jego następca standardu 802.11ac . Jest również znany jako High Efficiency Wi-Fi , ze względu na ogólne ulepszenia klientów Wi-Fi 6 w gęstych środowiskach. Przeznaczony jest do pracy w pasmach nielicencjonowanych między 1 a 7,125 GHz, w tym powszechnie używane pasma 2,4 i 5 GHz oraz znacznie szersze pasmo 6 GHz (np. 5,925–7,125 GHz w USA, pasmo o szerokości 1,200 GHz).

Głównym celem tego standardu jest zwiększenie przepustowości na obszar w scenariuszach o dużym zagęszczeniu, takich jak biura korporacyjne, centra handlowe i gęsto zaludnione apartamenty mieszkalne. Podczas gdy nominalna poprawa szybkości transmisji danych w porównaniu z 802.11ac wynosi tylko 37%, ogólny wzrost przepustowości (w całej sieci) wynosi 300% (stąd wysoka wydajność ). Przekłada się to również na 75% mniejsze opóźnienie.

Czterokrotne zwiększenie całkowitej przepustowości jest możliwe dzięki wyższej wydajności widmowej . Kluczową funkcją leżącą u podstaw standardu 802.11ax jest wielodostęp z ortogonalnym podziałem częstotliwości ( OFDMA ), który odpowiada technologii komórkowej stosowanej w Wi-Fi . Inne ulepszenia w zakresie wykorzystania widma to lepsze metody kontroli mocy w celu uniknięcia zakłóceń z sąsiednimi sieciami, 1024- QAM wyższego rzędu , kierunek łącza w górę dodany wraz z łączem w dół MIMO i MU-MIMO w celu dalszego zwiększenia przepustowości, a także poprawy niezawodności zużycia energii i protokołów bezpieczeństwa, takich jak Target Wake Time i WPA3 .

Standard IEEE 802.11ax został sfinalizowany 1 września 2020 r., kiedy wersja robocza 8 uzyskała 95% aprobaty w głosowaniu sponsorskim i uzyskała ostateczne zatwierdzenie od Rady ds. Standardów IEEE 1 lutego 2021 r.

Stawka ustalona

Schematy modulacji i kodowania
Indeks MCK
Rodzaj modulacji
Szybkość kodowania
Szybkość transmisji danych (Mbit/s)
kanały 20MHz kanały 40MHz kanały 80MHz kanały 160MHz
1600 ns GI 800 ns GI 1600 ns GI 800 ns GI 1600 ns GI 800 ns GI 1600 ns GI 800 ns GI
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

Notatki

OFDMA

W standardzie 802.11ac (poprzednia poprawka 802.11) wprowadzono MIMO dla wielu użytkowników , czyli technikę multipleksowania przestrzennego . MU-MIMO umożliwia punktowi dostępowemu tworzenie wiązek w kierunku każdego klienta , jednocześnie przesyłając informacje. W ten sposób zmniejsza się interferencja między klientami i zwiększa się ogólna przepustowość, ponieważ wielu klientów może odbierać dane jednocześnie.

W standardzie 802.11ax wprowadzono podobne multipleksowanie w dziedzinie częstotliwości : OFDMA . W przypadku OFDMA wielu klientów jest przypisywanych do różnych jednostek zasobów w dostępnym widmie. W ten sposób kanał 80 MHz można podzielić na wiele jednostek zasobów, dzięki czemu wielu klientów jednocześnie otrzymuje różne typy danych w tym samym widmie.

Aby obsługiwać OFDMA, 802.11ax potrzebuje cztery razy więcej podnośnych niż 802.11ac. W szczególności dla kanałów 20, 40, 80 i 160 MHz standard 802.11ac ma odpowiednio 64, 128, 256 i 512 podnośnych, podczas gdy standard 802.11ax ma 256, 512, 1024 i 2048 podnośnych. Ponieważ dostępne szerokości pasma nie uległy zmianie, a liczba podnośnych wzrosła czterokrotnie, odstęp podnośnych zmniejsza się o ten sam współczynnik. Wprowadza to czterokrotnie dłuższe symbole OFDM: w standardzie 802.11ac przesłanie symbolu OFDM trwa 3,2 mikrosekundy. W standardzie 802.11ax zajmuje to 12,8 mikrosekundy (obie bez przerw ochronnych ).

Udoskonalenia techniczne

Poprawka 802.11ax wprowadza kilka kluczowych ulepszeń w stosunku do 802.11ac . 802.11ax dotyczy pasm częstotliwości od 1 GHz do 6 GHz. Dlatego w przeciwieństwie do 802.11ac, 802.11ax działa również w nielicencjonowanym paśmie 2,4 GHz. Aby osiągnąć cel, jakim jest obsługa gęstych wdrożeń 802.11, zatwierdzono następujące funkcje.

Funkcja 802.11ac 802.11ax Komentarz
OFDMA Niedostępne Centralnie sterowany dostęp do medium z dynamicznym przypisaniem 26, 52, 106, 242(?), 484(?) lub 996(?) tonów na stację. Każdy ton składa się z pojedynczej podnośnej o szerokości pasma 78,125 kHz. Dlatego szerokość pasma zajmowana przez pojedynczą OFDMA wynosi od 2,03125 MHz do ok. Pasmo 80MHz. OFDMA segreguje widmo w jednostkach zasobów czasowo-częstotliwościowych (RU) . Centralna jednostka koordynująca (AP w 802.11ax) przydziela RU do odbioru lub transmisji do powiązanych stacji. Poprzez centralne planowanie RU można uniknąć narzutu związanego z rywalizacją, co zwiększa wydajność w scenariuszach gęstych wdrożeń.
MIMO dla wielu użytkowników (MU-MIMO) Dostępne w kierunku Downlink Dostępne w kierunku Downlink i Uplink Z MU- MIMO łącza w dół , AP może nadawać jednocześnie do wielu stacji, a z MU-MIMO łącza w górę, AP może jednocześnie odbierać z wielu stacji. Podczas gdy OFDMA rozdziela odbiorniki na różne RU , dzięki MU-MIMO urządzenia są rozdzielane na różne strumienie przestrzenne. W standardzie 802.11ax technologie MU-MIMO i OFDMA mogą być używane jednocześnie. Aby umożliwić transmisje MU łącza zwrotnego, AP transmituje nową ramkę kontrolną (Trigger), która zawiera informacje o harmonogramie (przydziały RU dla stacji, schemat modulacji i kodowania (MCS), który powinien być używany dla każdej stacji). Ponadto Trigger zapewnia również synchronizację dla transmisji uplink, ponieważ transmisja rozpoczyna się w trybie SIFS po zakończeniu Triggera.
Losowy dostęp oparty na wyzwalaczu Niedostępne Umożliwia wykonywanie transmisji UL OFDMA przez stacje, którym nie przydzielono bezpośrednio RU. W ramce Wyzwalacza punkt AP określa planowanie informacji o kolejnej transmisji UL MU. Można jednak przypisać kilka jednostek RU do dostępu losowego. Stacje, którym nie przypisano bezpośrednio RU, mogą realizować transmisje w ramach RU przypisanych do dostępu swobodnego. Aby zmniejszyć prawdopodobieństwo kolizji (tj. sytuacji, gdy dwie lub więcej stacji wybierze do transmisji to samo RU ), poprawka 802.11ax określa specjalną procedurę back-off OFDMA. Dostęp losowy jest korzystny dla przesyłania raportów o stanie bufora, gdy AP nie ma informacji o oczekującym ruchu UL na stacji.
Ponowne wykorzystanie częstotliwości przestrzennej Niedostępne Kolorowanie umożliwia urządzeniom odróżnienie transmisji we własnej sieci od transmisji w sąsiednich sieciach. Adaptacyjne progi mocy i czułości umożliwiają dynamiczne dostosowywanie mocy nadawania i progu wykrywania sygnału w celu zwiększenia ponownego wykorzystania przestrzeni. Bez możliwości przestrzennego ponownego wykorzystania urządzenia odmawiają jednoczesnej transmisji do transmisji toczących się w innych, sąsiednich sieciach. Za pomocą kolorowania oznaczana jest transmisja bezprzewodowa na samym jej początku, pomagając otaczającym urządzeniom zdecydować, czy jednoczesne korzystanie z medium bezprzewodowego jest dopuszczalne. Stacja może uznać medium bezprzewodowe za wolne i rozpocząć nową transmisję, nawet jeśli wykryty poziom sygnału z sąsiedniej sieci przekracza próg detekcji sygnału starszego, pod warunkiem, że moc nadawania dla nowej transmisji zostanie odpowiednio zmniejszona.
NAW Pojedynczy NAV Dwa NAVy W scenariuszach gęstego wdrażania wartość NAV ustawiona przez ramkę pochodzącą z jednej sieci może być łatwo zresetowana przez ramkę pochodzącą z innej sieci, co prowadzi do nieprawidłowego działania i kolizji. Aby tego uniknąć, każda stacja 802.11ax będzie utrzymywać dwa oddzielne NAV — jeden NAV jest modyfikowany ramkami pochodzącymi z sieci, z którą jest powiązana, a drugi NAV jest modyfikowany ramkami pochodzącymi z nakładających się sieci.
Docelowy czas budzenia (TWT) Niedostępne TWT zmniejsza zużycie energii i rywalizację o dostęp do medium. TWT to koncepcja opracowana w standardzie 802.11ah . Pozwala urządzeniom wybudzać się w innych okresach niż okres transmisji beacona. Ponadto punkt dostępowy może grupować urządzenia do różnych okresów TWT, zmniejszając w ten sposób liczbę urządzeń walczących jednocześnie o medium bezprzewodowe.
Podział Fragmentacja statyczna Dynamiczna fragmentacja W przypadku fragmentacji statycznej wszystkie fragmenty pakietu danych mają ten sam rozmiar, z wyjątkiem ostatniego fragmentu. Przy dynamicznej fragmentacji urządzenie może wypełnić dostępne RU innymi możliwościami transmisji aż do dostępnego maksymalnego czasu trwania. W ten sposób dynamiczna fragmentacja pomaga zmniejszyć narzut.
Czas trwania przerwy ochronnej 0,4 µs lub 0,8 µs 0,8 µs, 1,6 µs lub 3,2 µs Wydłużony czas trwania przedziału ochronnego pozwala na lepszą ochronę przed rozprzestrzenianiem się opóźnień sygnału, jakie ma miejsce w środowiskach zewnętrznych.
Czas trwania symbolu 3,2 µs 12,8 µs Ponieważ odstęp między podnośnymi jest zmniejszony czterokrotnie, czas trwania symbolu OFDM jest również zwiększany czterokrotnie. Wydłużony czas trwania symboli pozwala na zwiększenie wydajności.

Notatki

Porównanie

Standardy sieci 802.11


Zakres częstotliwości lub typ 		Fizyka Protokół Data wydania
Częstotliwość Przepustowość łącza Szybkość transmisji strumieniowej

Dozwolone strumienie MIMO 		Modulacja
Przybliżony zasięg
Wnętrz Na wolnym powietrzu
(GHz) (MHz) (Mbit/s)
  1–6 GHz DSSS/FHSS 802.11-1997 czerwiec 1997 r 2.4 22 1, 2 — DSSS , FHSS 20 m (66 stóp) 100 m (330 stóp)
HR-DSSS 802.11b wrzesień 1999 r 2.4 22 1, 2, 5,5, 11 — DSSS 35 m (115 stóp) 140 m (460 stóp)
OFDM 802.11a wrzesień 1999 r 5 5/10/20
 
  6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54 (dla szerokości pasma 20 MHz, podziel przez 2 i 4 dla 10 i 5 MHz) 		— OFDM 35 m (115 stóp) 120 m (390 stóp)
802.11j listopad 2004 4,9/5,0
 ? ?
802.11y listopad 2008 3.7 ? 5000 m (16 000 stóp)
802.11p lipiec 2010 5.9 250 m 1000 m (3300 stóp)
802.11bd
grudzień 2022 ( szac. ) 		5,9/60 500 metrów 1000 m (3300 stóp)
ERP-OFDM 802.11g czerwiec 2003 2.4 38 m (125 stóp) 140 m (460 stóp)
HT-OFDM
802.11n ( Wi-Fi 4 ) 		październik 2009 2,4/5 20 Do 288,8 4
MIMO-OFDM (64- QAM ) 		70 m (230 stóp) 250 m (820 stóp)
40 Do 600
VHT-OFDM
802.11ac ( Wi-Fi 5 ) 		Grudzień 2013 5 20 Do 346,8 8

DL MU-MIMO OFDM (256- QAM ) 		35 m (115 stóp) ?
40 Do 800
80 Do 1733,2
160 Do 3466,8
ON-OFDMA

802.11ax ( Wi-Fi 6 , Wi-Fi 6E ) 		maj 2021 r 2,4/5/6 20 Do 1147 r 8

UL/DL MU-MIMO OFDMA (1024- QAM ) 		30 m (98 stóp) 120 m (390 stóp)
40 Do 2294
80 Do 4804
80+80 Do 9608
EHT-OFDMA
802.11be ( Wi-Fi 7 )
maj 2024 ( szac. ) 		2,4/5/6 80   Do 11,5 Gb/s 16

UL/DL MU-MIMO OFDMA (4096- QAM ) 		30 m (98 stóp) 120 m (390 stóp)

160 (80+80) 		  Do 23 Gbit/s

240 (160+80) 		  Do 35 Gb/s

320 (160+160) 		  Do 46,1 Gb/s
WUR 802.11ba październik 2021 r 2,4/5 4/20
   0,0625, 0,25 (62,5 kb/s, 250 kb/s) 		— OOK (OOK dla wielu nośnych) ? ?
mmFala DMG 802.11ad Grudzień 2012 60
  2160 (2,16 GHz)
  Do 6757 (6,7 Gb/s) 		—   OFDM , pojedyncza nośna, pojedyncza nośna małej mocy   3,3 m (11 stóp) ?
802.11aj kwiecień 2018 r 45/60
540/1080 _
  Do 15000 (15 Gb/s) 		4   OFDM , pojedynczy nośnik ? ?
EDMG 802.11 tak lipiec 2021 r 60
  8000 (8,0 GHz)
  Do 20000 (20 Gb/s) 		4   OFDM , pojedynczy nośnik    10 m (33 stopy)    100 m (328 stóp)
Sub-gigahercowy IoT TVHT 802.11af Luty 2014
0,054 -0,79 		6–8 Do 568,9 4 MIMO-OFDM ? ?
S1G 802.11ah maj 2017 r
0,7/0,8 /0,9 		1–16
  Do 8,67 (@2 MHz) 		4 ? ?
Światło ( Li-Fi )
LC ( VLC / OWC ) 		802.11bb
grudzień 2023 r. ( szac. ) 		800–1000 nm 20   Do 9,6 Gb/s — O- OFDM ? ?

Podczerwień (IrDA) 		802.11-1997 czerwiec 1997 r 850–900 nm ? 1, 2 — PPM ? ?
Standardowe zestawienia 802.11
  802.11-2007 marzec 2007 r 2.4, 5 Do 54 DSSS , OFDM
802.11-2012 marzec 2012 r 2.4, 5 Do 150 DSSS , OFDM
802.11-2016 grudzień 2016 r 2,4, 5, 60 Do 866,7 lub 6757 DSSS , OFDM
802.11-2020 grudzień 2020 r 2,4, 5, 60 Do 866,7 lub 6757 DSSS , OFDM
  • A1 A2 IEEE 802.11y-2008 rozszerzyło działanie standardu 802.11a na licencjonowane pasmo 3,7 GHz. Zwiększone limity mocy umożliwiają zasięg do 5000 m. Od 2009 roku jest licencjonowany tylko w Stanach Zjednoczonych przez FCC .
  • B1 B2 B3 B4 B5 B6 Na podstawie krótkiego przedziału ochronnego ; standardowy interwał ochronny jest o ~ 10% wolniejszy. Stawki różnią się znacznie w zależności od odległości, przeszkód i zakłóceń.
  • C1 Dla przepisów chińskich.
  • D1 Dla przepisów japońskich.
  • E1 Wake-up Radio (WUR).
  • F1 F2 F3 F4 Tylko w przypadku pojedynczego użytkownika, w oparciu o domyślny interwał ochronny , który wynosi 0,8 mikrosekundy. Ponieważ wielu użytkowników za pośrednictwem OFDMA stało się dostępne dla standardu 802.11ax, liczba ta może się zmniejszyć. Te teoretyczne wartości zależą również od odległości łącza, tego, czy łącze jest w zasięgu wzroku, zakłóceń i elementów wielościeżkowych w środowisku.
  • G1 Domyślny interwał ochronny to 0,8 mikrosekundy. Jednak standard 802.11ax wydłużył maksymalny dostępny interwał ochronny do 3,2 mikrosekundy, aby obsługiwać komunikację na zewnątrz, gdzie maksymalne możliwe opóźnienie propagacji jest większe w porównaniu do środowisk wewnętrznych.

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Wi-Fi_6&oldid=1142863753 ”