Rambler's Top100
 
Статьи
Никита КУЛИКОВ  18 октября 2022

Wi-Fi на 6 ГГц. Куда все идет?

Количество устройств, подключенных к сетям Wi-Fi, постоянно растет, и соответственно растет потребность в повышении их скорости и емкости. Новый диапазон, выделенный для этих сетей, призван удовлетворить эти запросы.

Предпосылки возникновения стандарта Wi-Fi 6E

За прошедшее десятилетие количество пользователей, подключенных к беспроводным сетям, увеличилось минимум вдвое, и объем данных, передаваемых через них, непрерывно растет. Квартиры оснащаются системами «умный дом», а бесплатные сети Wi-Fi появились не только в транспорте, гостиницах и кафе, но и во многих открытых общественных пространствах. Один из факторов, влияющих на рост трафика, – передача и просмотр видео. Недавно одна иностранная компания опубликовала съемки затонувшего «Титаника» уже в качестве 8К. Для бесперебойного воспроизведения такого видеоматериала нужна хорошая пропускная способность сети. Поэтому неудивительно, что некоммерческий альянс Wi-Fi Alliance принял решение выпустить расширенную версию стандарта Wi-Fi 6 – Wi-Fi 6Е (Extended), которая в теории может обеспечить передачу данных со скоростью до 9,6 Гбит/с и способна работать в новом частотном диапазоне 6 ГГц.

Предполагалось, что стандарт Wi-Fi 6 (802.11ax) должен ускорить цифровизацию на предприятиях, обеспечить автоматизацию процессов производства, развитие интернета вещей (IoT), создание облачных решений и т.д. Основные отличия Wi-Fi 6 от предыдущего пятого поколения – более высокая скорость передачи данных и использование технологии OFDMA (множественный доступ с ортогональным частотным разделением каналов). В такой сети увеличится количество пользователей, которые смогут одновременно подключаться не только безопасно, но и без потери скорости.

Отличие же Wi-Fi 6Е от Wi-Fi 6 в том, устройства этого стандарта будут способны работать и в частотном диапазоне 6 ГГц, в котором устройства предыдущих стандартов, включая Wi-Fi 6 работать не будут и, следовательно, не будут создавать помехи. Благодаря этому пользователь сможет передать огромный массив данных за минимальное время. Устройства, которые поддерживают Wi-Fi 6Е, уже существуют: это Asus Zenfone 9, Motorola Moto S30 Pro и некоторые модели ноутбуков.

Преимущества использования диапазона 6 ГГц в Wi-Fi 

Наряду с ростом количества устройств, работающих в сетях Wi-Fi, растет и загрузка используемых ими каналов, что снижает скорость передачи и получения данных. Поэтому для стандарта Wi-Fi 6Е дополнительно выделен частотный диапазон 5925–7125 МГц шириной 1200 МГц. Это дает возможность при проектировании Wi-Fi-сетей использовать 59 новых радиочастотных каналов шириной 20 МГц. Прежде было доступно всего 28 таких каналов: три – в диапазоне 2,4 ГГц и 25 – в диапазоне 5 ГГц (рис. 1). Таким образом, количество доступных каналов увеличилось более чем втрое. В новом диапазоне достигается компромисс между количеством используемых частот и дальностью распространения радиосигнала Wi-Fi, которая уменьшается при повышении частоты.
 Рис. 1. Радиоканалы Wi-Fi

Выделяют два основных преимущества использования Wi-Fi 6E.
  • Увеличение пропускной способности каналов связи. Клиентские устройства с каждым годом становятся мощнее и требовательнее к пропускной способности сетей доступа Wi-Fi, которая напрямую зависит от ширины канала связи. Поскольку новый диапазон непрерывный, его можно разбить на семь непересекающихся каналов шириной 160 МГц. В предыдущем стандарте было доступно лишь два канала такой ширины в диапазоне 5 ГГц. При подобных условиях построить сеть Wi-Fi с каналами шириной 160 МГц было физически нельзя. С выходом же Wi-Fi 6E такая возможность появилась. Теперь, имея девять непересекающихся каналов 160 МГц, можно построить беспроводную сеть с более высокой пропускной способностью. Такие сети Wi-Fi необходимы, скажем, службам потокового вещания видео, которым нужно высокое качество при воспроизведении медиаконтента, и сервисам дополненной и виртуальной реальности (AR/VR).
  • Уменьшение задержек. Наличие большого количества новых каналов позволяет практически избавиться от интерференции радиоволн, когда соседние устройства работают на одних и тех же или соседних частотах. Это, в свою очередь, снижает задержки при передаче данных. Благодаря новому диапазону можно покрыть сетью Wi-Fi площадь около 20 000 кв. м без повторного использования каналов (рис. 2). Такая беспроводная сеть вполне пригодна, например, для гостиниц и больниц, где практически в каждой комнате устанавливаются отдельные точки доступа.
 
Рис. 2. Пример распределения каналов диапазона 6 ГГц

Однако работать в новом диапазоне 6 ГГц смогут только устройства, поддерживающие Wi-Fi 6E. Это исключает проблемы обратной совместимости, когда в канале одновременно работают устройства старых и новых стандартов, и позволит полностью раскрыться потенциалу Wi-Fi 6Е.

В то же время у диапазона 6 ГГц есть ряд недостатков.
  • Повышенное затухание сигнала беспроводной сети по сравнению с диапазонами 5 и 2,4 ГГц. Чем выше частота радиосигнала, тем он быстрее ослабевает в пространстве. Соответственно, при построении сетей Wi-Fi 6Е важно учитывать, что плотность точек доступа должна быть выше.
  • Более высокая стоимость одной точки доступа Wi-Fi. Дело в том, что в ней необходимо устанавливать дополнительный радиомодуль для работы в диапазоне 6 ГГц, что увеличивает конечную стоимость устройства. 
  • Дополнительный радиомодуль увеличит общее энергопотребление точки доступа. Для питания точек доступа понадобятся коммутаторы с поддержкой технологии Power over Ethernet стандарта не ниже 802.3at (PoE+), а если потребуется работа всего функционала, то 802.3bt (PoE++). Также порты подключения точек доступа на коммутаторах должны будут поддерживать MultiGigabit Ethernet 802.3bz (2,5 и 5 Гбит/с), поскольку с появлением дополнительного модуля пропускная способность увеличится и просто гигабитного подключения будет уже недостаточно.
Все это в совокупности увеличит стоимость построения беспроводных сетей с поддержкой Wi-Fi 6E.

Использование диапазона 6 ГГц для Wi-Fi в мире и в России

По данным Wi-Fi Alliance, 27 стран уже приняли решение об использовании диапазона 6 ГГц для работы сетей Wi-Fi, а еще в 14 странах этот вопрос находится в стадии рассмотрения (рис. 3). 
 
Источник: по данным Wi-Fi Alliance
Рис. 3. Страны, принявшие и рассматривающие использование диапазона 6 ГГц для сетей Wi-Fi

Распространение оборудования в мире с поддержкой Wi-Fi 6E неуклонно растет, а потребности этих устройств в широкополосном доступе к сетям связи увеличиваются с каждым днем. В России также есть производители, в частности, компания Eltex, которые анонсировали разработку точек доступа с поддержкой Wi-Fi 6E. Не исключено, что через некоторое время диапазоны частот, используемые сетями Wi-Fi сегодня, окажутся перегружены и не будут справляться с потоком данных. Возможно, что для регулятора это послужит поводом к принятию решения о передаче частот диапазона 6 ГГц для нужд Wi-Fi. 

Развитие технологий в современном мире, в частности Wi-Fi, – это непрерывный процесс. Сегодня полным ходом идет разработка нового стандарта Wi-Fi 7, обещающего дальнейшее увеличение скорости передачи данных и расширение возможностей.

Никита Куликов, сетевой архитектор направления сетевых решений, «ЛАНИТ-Интеграция» (ГК ЛАНИТ)
Заметили неточность или опечатку в тексте? Выделите её мышкой и нажмите: Ctrl + Enter. Спасибо!