Wi-Fi 6

IEEE 802.11ax, ko Wi-Fi Alliance oficiāli tirgū nosauca par Wi-Fi 6 (2.4 GHz un 5 GHz) un Wi-Fi 6E (6 GHz), ir IEEE standarts bezvadu lokālajiem tīkliem (WLAN) un 802.11ac pēctecis. Tas ir pazīstams arī kā augstas efektivitātes Wi-Fi, lai nodrošinātu vispārējiem Wi-Fi 6 klientu uzlabojumiem ar vairāk pieslēgumiem vienā punkta. Tas ir paredzēts darbībai no licences atbrīvotajās joslās no 1 līdz 7.125 GHz, ieskaitot 2,4 un 5 GHz joslas, kas jau tiek plaši izmantotas, kā arī daudz plašākajā 6 GHz joslā (5,925—7,125 GHz ASV).

Šī standarta galvenais mērķis ir uzlabot caurlaidspēju uz apgabalu augsta pieprasījuma scenārijos, piemēram, uzņēmumu birojos, iepirkšanās centros un blīvos dzīvojamos dzīvokļos. Lai gan nominālais datu pārraides ātruma uzlabojums salīdzinājumā ar 802.11ac ir tikai 37%, kopējais caurlaidspējas uzlabojums (visā tīklā) ir 400% (tātad augsta efektivitāte). Tas nozīmē arī par 75% mazāku aizturi.

Kopējās caurlaidspējas četrkāršošana ir iespējama, pateicoties augstākai spektrālajai efektivitātei. Galvenā iezīme, kas ir 802.11ax pamatā, ir ortogonāla frekvenču dalīšanas daudzkārtēja piekļuve (OFDMA), kas ir līdzvērtīga mobilajai tehnoloģijai, kas tiek izmantota Wi-Fi. Citi uzlabojumi attiecībā uz spektra izmantošanu, ir labāki jaudas kontroles metodes, lai izvairītos no iejaukšanās kaimiņu tīklos, augstākas kārtas 1024 ‑ QAM, augšupvērsts virziens papildināts ar lejupvērstās saite MIMO un MU-MIMO palielinot caurlaidi, kā arī stabilāku savienojumu u uzlabojumu enerģijas patēriņam un drošības protokoliem, piemēram, Target Wake Time un WPA3.

IEEE 802.11ax-2021 standarts, IEEE 802.11ax pārskatīts, tika apstiprināts 2021. gada 9. februārī.

Datu pārraides veidi

Modulācijas un kodēšanas shēmas

MCS radītājs	Modulācija veids	Kodēšanas norma	Datu pārraides ātrums (Mbit/s)
			20 MHz kanālam		40 MHz kanālam		80 MHz kanālam		160 MHz kanālam
			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

Piezīmes

OFDMA

Iepriekšējā 802.11 (proti, 802.11ac) grozījumā tika ieviests vairāku lietotāju MIMO, kas ir telpiskās multipleksēšanas tehnika. MU-MIMO ļauj piekļuves punktam veidot starus pret katru klientu, vienlaikus pārraidot informāciju. Šādi rīkojoties, tiek samazināti traucējumi starp klientiem un palielināta kopējā caurlaidspēja, jo vairāki klienti var saņemt datus vienlaikus. Izmantojot 802.11ax, līdzīga multipleksēšana tiek ieviesta frekvenču domēnā, proti, OFDMA . Izmantojot šo paņēmienu, vairākiem klientiem tiek piešķirtas dažādas resursu vienības pieejamajā spektrā. To darot, 80 MHz kanālu var sadalīt vairākās resursu vienībās, lai vairāki klienti vienlaikus saņemtu dažāda veida datus vienā un tajā pašā spektrā. Lai būtu pietiekami daudz apakšnesēju, lai atbalstītu OFDMA prasības, ir nepieciešams četras reizes vairāk apakšnesēju nekā 802.11ac standartam. Citiem vārdiem sakot, par 20, 40, 80 un 160 MHz kanāliem, 802.11ac standartā ir 64, 128, 256 un 512 apakšnesēji, bet 802.11ax standartā — 256, 512, 1024 un 2048 apakšnesēji. Tā kā pieejamie joslas platumi nav mainījušies un apakšnesēju skaits palielinās par četriem koeficientiem, apakšnesēju atstatums tiek samazināts par tādu pašu koeficientu, kas ievieš četras reizes garākus OFDM simbolus: 802.11ac OFDM simbola ilgums ir 3,2 mikrosekundes, un 802.11ax tas ir 12,8 mikrosekundes (abi bez aizsardzības intervāliem).

Tehniskie uzlabojumi

802.11ax grozījums nodrošinās vairākus būtiskus uzlabojumus salīdzinājumā ar 802.11ac, 802.11ax adresē frekvenču joslas no 1 GHz un 6 GHz. Tāpēc atšķirībā no 802.11ac, 802.11ax darbosies arī nelicencētajā versijā 2.4 GHz josla.

Funkcija	802.11ac	802.11ax	Komentārs
OFDMA	Nav pieejams	Centrāli kontrolēta piekļuve medijam ar dinamisku 26, 52, 106, 242(?), 484(?) vai 996(?) toņu piešķiršanu vienai stacijai. Katrs signāls sastāv no viena apakšnesēja ar 78,125 kHz joslas platumu. Tāpēc joslas platums, ko aizņem viena OFDMA pārraide, ir no 2,03125 MHz līdz apm. 80 MHz joslas platums.	OFDMA atdala spektru laika frekvences resursu vienībās (RU). Centrālā koordinācijas vienība (802.11ax AP) piešķir RU uztveršanai vai pārraidīšanai saistītajām stacijām. Izmantojot RU centrālo plānošanu, var izvairīties no pieskaitāmām izmaksām, kas palielina efektivitāti blīvas izvietošanas scenārijos.
Multi-user MIMO (MU-MIMO)	Pieejams lejupsaites virzienā	Pieejams lejupsaites un augšupsaites virzienā	Izmantojot lejupsaites MU-MIMO, piekļuves punkts var raidīt vienlaikus uz vairākām stacijām, un ar augšupsaites MU-MIMO piekļuves punkts var vienlaikus saņemt datus no vairākām stacijām. Kamēr OFDMA atdala uztvērējus no dažādiem resursu vienībām, ar MU-MIMO ierīces tiek atdalītas dažādās telpiskajās plūsmās. 802.11ax MU-MIMO un OFDMA tehnoloģijas var izmantot vienlaikus. Lai iespējotu augšupsaites MU pārraides, piekļuves punkts nosūta jaunu vadības rāmi (trigger), kas satur plānošanas informāciju (resursu vienības piešķiršana stacijām, modulācijas un kodēšanas shēma (MCS), kas jāizmanto katrai stacijai). Turklāt Trigger nodrošina arī augšupsaites pārraides sinhronizāciju, jo pārraide sāk SIFS(laika vienība) pēc Trigger beigām.
Trigeriem balstīta brīvpiekļuve	Nav pieejams	Ļauj veikt UL-OFDMA pārraides stacijām, kurām nav tieši piešķirti resuru vienības.	Trigera kadrā piekļuves punkts norāda plānošanas informāciju par turpmāko UL MU pārraidi. Tomēr izlases piekļuvei var piešķirt vairākas resursu vienības. Stacijas, kurām nav tieši piešķirtas resursu vienības, var veikt pārraides resursu vienībās, kas piešķirtas nejaušai piekļuvei. Lai samazinātu sadursmes iespējamību (t.i., situāciju, kad divas vai vairākas stacijas pārraidei izvēlas vienas un tās pašas resursa vienības), 802.11ax grozījums nosaka īpašu OFDMA atkāpšanās procedūru. Brīvpiekļuve ir labvēlīga bufera statusa ziņojumu pārsūtīšanai, ja piekļuves punktam nav informācijas par gaidošo UL trafiku stacijā.
Telpisko frekvenču atkārtota izmantošana	Nav pieejams	Krāsošana ļauj ierīcēm atšķirt pārraides savā tīklā no pārraides blakus tīklos. Adaptīvie jaudas un jutīguma sliekšņi ļauj dinamiski pielāgot pārraides jaudu un signāla noteikšanas slieksni, lai palielinātu telpisko atkārtotu izmantošanu.	Bez telpiskām atkārtotas izmantošanas iespējām ierīces atsakās pārraidīt vienlaikus ar pārraidēm, kas notiek citos blakus tīklos. Ar iekrāsošanu bezvadu pārraide tiek atzīmēta jau pašā sākumā, palīdzot apkārtējām ierīcēm izlemt, vai vienlaicīga bezvadu datu nesēja lietošana ir pieļaujama vai nē. Stacijai ir atļauts uzskatīt bezvadu datu nesēju par dīkstāvi un sākt jaunu pārraidi pat tad, ja konstatētais signāla līmenis no kaimiņu tīkla pārsniedz mantotā signāla noteikšanas slieksni, ar nosacījumu, ka tiek atbilstoši samazināta pārraides jauda jaunajai pārraidei.
Tīkla sadales vektors	Viena tīkla sadales vektors	Divu tīkla sadales vektors	Blīvās izvietošanas scenārijos tīkla piešķiršanas vektora vērtību, ko iestatījis ietvars, kas izveidots no viena tīkla, var viegli atiestatīt rāmis, kas cēlies no cita tīkla, kas izraisa nepareizu darbību un sadursmes. Lai no tā izvairītos, katra 802.11ax stacija uzturēs divus atsevišķus tīkla piešķiršanas vektorus — vienu tīkla piešķiršanas vektoru modificē kadri, kas cēlušies no tīkla, ar kuru stacija ir saistīta, otru tīkla sadales vektoru modificē kadri, kas radušies no tīkliem, kas pārklājas.
Mērķa modināšanas laiks	Nav pieejams	Mērķa modināšanas laiks samazina enerģijas patēriņu un vidējas piekļuves konkurenci.	Mērķa modināšanas laiks ir koncepcija, kas izstrādāta 802.11ah. Tas ļauj ierīcēm pamosties citos periodos, nevis bākas pārraides periodā. Turklāt piekļuves punkts var grupēt ierīci dažādos mērķa modināšanas laikā periodos, tādējādi samazinot to ierīču skaitu, kas vienlaikus cīnās par bezvadu datu nesēju.
Fragmentācijas	Statsikā fragmentācija	Dinamiskā fragmentācija	Ar statisko fragmentāciju visi datu paketes fragmenti ir vienāda izmēra, izņemot pēdējo fragmentu. Izmantojot dinamisku sadrumstalotību, ierīce var aizpildīt pieejamos resursus, neizmantojot citas pārraides iespējas līdz pieejamajam maksimālajam ilgumam. Tādējādi dinamiskā sadrumstalotība palīdz samazināt pieskaitāmās izmaksas.
Apsardzes intervāla ilgums	0.4 µs vai 0.8 µs	0.8 µs, 1.6 µs vai 3.2 µs	Pagarināts aizsardzības intervāla ilgums nodrošina labāku aizsardzību pret signāla aiztures izplatīšanos, kas notiek āra vidē.
Simbolu ilgums	3.2 µs	12.8 µs	Tā kā apakšnesēja atstatums tiek samazināts par četriem koeficientiem, arī OFDM simbola ilgums tiek palielināts par četriem koeficientiem. Pagarināts simbolu ilgums ļauj palielināt efektivitāti.

Ārējās saites

• Jevgeņijs Horovs, Antons Kirjanovs, Andrejs Ļahovs, Džuzepe Bjanki. “Apmācība par IEEE 802.11ax augstas efektivitātes WLAN”, IEEE Communications Surveys & Tutorials, sēj. 21, Nr. 1, 197.—216. lpp., 2019. gada pirmais ceturksnis. doi: 10.1109/COMST.2018.2871099 .
• "Vai esat gatavs nākamajai Wi-Fi nodaļai? Iepazīstieties ar 802.11ax" Arhivēts 2020. gada 19. martā, Wayback Machine vietnē.
• Bellalta, Boris (2015). "IEEE 802.11ax: High-Efficiency WLANs". IEEE Wireless Communications 23: 38–46. arXiv:1501.01496. doi:10.1109/MWC.2016.7422404.
• Glenn Fleishman. «Wi-Fi gets quicker with 802.11ax, but buying early might offer few advantages». PC World, 2018. gada 25. aprīlis.