Wi-Fi 6: Wi‑Fi za 2020. godinu

Taman smo prešli na 5 GHz Wi‑Fi rutere kako bismo se oslobodili „gužve“ u 2.4 GHz opsegu, kad nam Wi‑Fi alijansa kaže da je vreme za sledeću, šestu veliku reviziju standarda.  

Popularni Wi‑Fi interfejs je zbog sve veće upotrebe u stalnom razvoju, a primenu noviteta na tržištu nije lako predvideti. Administratori bežičnih mreža u objektima gde Wi‑Fi povezivanje korisnika donosi dodatni profit ili usmerava kupce na akcije (tržni i kongresni centri, hoteli, kampusi…), nailaze na probleme zagušenja s kojima oprema s podrškom za zastarele standarde ne može da se izbori. Inovativnost inženjera koji unapređuju postojeća ili razvijaju nova rešenja na 20 godina starom bežičnom interfejsu dovodi do poboljšanja koja i, ukoliko ne naiđu na trenutni komercijalni uspeh, mogu biti naknadno primenjena. Primer je WiGig (802.11ad) koji nije postigao značajniji komercijalni uspeh, ali će se koristiti u okviru Wi‑Fi 6 standarda.

Šesta generacija

Iako se već neko vreme zna za karakteristike Wi‑Fi 6 verzije interfejsa, standard je zvanično predstavljen tek u septembru 2018. Wi‑Fi 6 donosi brojne inovacije koje povećavaju efikasnost protoka, ali je ostavljena i mogućnost da se specifikacije koriste i na frekvencijama koje bi se oslobodile u budućnosti. Wi‑Fi alijansa, organizacija koja sertifikuje i promoviše ovaj bežični standard, ukazivala je na potrebu uvođenja novog frekventnog opsega. Regulatorna tela, poput američke Federalne komunikacione komisije (FCC) i Evropske komisije, razmatraju „oslobađanje“ opsega 5925‑7125 MHz za nelicencirano korišćenje. Veliki pomak u tom pravcu je učinio FCC koji je 12. decembra 2019. predložio da se komunikacija između vozila (V2V) koja se koristi u svrhe bezbednosti saobraćaja, izmesti iz 45 megahercnog pojasa na 5,9 GHz spektra.

Značaj uvođenja opsega na 6 GHz moguće je uporediti sa efikasnošću i poboljšanjima koja je donelo korišćenje frekvencija na 5 GHz. Opseg na 6 GHz ima čak i veći značaj, s obzirom na to da će zbog širine od čak 1,2 GHz i naprednih tehnika biti znatno efikasniji. U opsegu na 6 GHz koristiće se samo Wi‑Fi 6 standard, tako da starije verzije interfejsa (Wi‑Fi 4 i Wi‑Fi 5) neće uticati na komunikaciju.

Uređaji koji sada podržavaju Wi‑Fi 6 standard su pametni telefoni Samsung Galaxy Note 10 i Galaxy S10, Microsoft Surface Laptop 3, pristupne tačke (acces point) Aruba 530 i 550 serije, Cisco Catalyst 9130, Ruckus R750, ruteri ASUS RT‑AX88U AX6000, Buffalo 5950AX12 serija i KAON AR1340. Ovi uređaji rade u opsegu na 6 GHz, što znači da neće moći da se koriste na 5 GHz. Postavlja se pitanje o isplativosti ulaganja u trenutno dostupne uređaje, naročito ako se očekuje tako značajna promena poput uvođenja novog opsega, a samim tim i promena hardvera. Iako ima najava da će se novi uređaji pojaviti tokom 2020. godine, pojedinci i organizacije koji imaju potrebu za Wi‑Fi mrežom s velikom brzinom protoka i najmanjim zagušenjem, potražiće trenutno dostupna rešenja (pristupne tačke, rutere i klijent adaptere) koja zbog primenjenih tehnologija spadaju u viši cenovni rang. Pojavlivanje novih sistema biće izazov za nadogradnju.

Wi‑Fi 6 će iskoristiti širinu kanala od 160 MHz, OFDMA šeme, 1024‑QAM kvadraturne amplitudne modulacije i MU‑MIMO simultana slanja i primanje više stream‑ova

Trka se nastavlja

Uvođenjem 6 GHz opsega ne završavaju se napori Wi‑Fi alijanse i proizvođača za primenu dodatnih frekvencija. Frekvencije ispod 1 GHz omogućavaju dvostruko veći domet od postojećih rešenja, uz manju osetljivost na prepreke i manju potrošnju energije, što je primenljivo u raznim scenarijima upotrebe, od pametnih kuća, povezivosti automobila, primene u medicinskim ustanovama, industriji, maloprodaji, poljoprivredi do komunikacije senzora i sistema pametnih gradova.

Od ostalih sertifikata na kojima Wi‑Fi alijansa radi, a koje smo već pominjali (Wi‑Fi Vantage koji pojednostavljuje povezivanje i autentifikaciju, Wi‑Fi Aware sertifikat koji proširuje mogućnosti brzog otkrivanja i povezivanja), treba izdvojiti Wi‑Fi Agile Multiband koji je reguliše odabir frekvencija. Uvođenjem više frekventnih opsega, uređaji razmenjivaće informacije kako bi omogućili odabir optimalnog opsega.

Pojavom Wi‑Fi 6 standarda, sa očekivanjem širenja na opseg od 6 GHz, pojavile su se nedoumice da li će to i kako uticati na širenje mobilnih mreža pete generacije (5G) čija je udarna reklamna kampanja zasnovana na brzini protoka. Iz obe bežične industrije za sada stižu viđenja i pretpostavke da će Wi‑Fi i mreže operatora mobilne telefonije dopunjavati jedna drugu. U zatvorenim objektima Wi‑Fi može da bude funkcionalniji kako zbog brzine, tako i zbog unutrašnje navigacije, dok je mreža mobilne telefonije neophodna van slobodnih  meshili mreža.

Regulatorna tela razmatraju „oslobađanje“ opsega 5925‑7125 MHz za nelicencirano korišćenje. Veliki pomak u tom pravcu je učinio FCC koji je 12. decembra 2019. predložio da se komunikacija između vozila koja se koristi u svrhe bezbednosti saobraćaja, izmesti na 5,9 GHz

Uvoznici i prodavci bežičnih uređaja prazne svoje zalihe Wi‑Fi 4 opreme, pa je primetno da i kablovski operatori počinju s dodelama Wi‑Fi 5 rutera svojim korisnicima. Korisnici prilikom korišćenja novog telefona, tablet ili laptop računara, nažalost ne obraćaju preveliku pažnju na Wi‑Fi mogućnosti uređaja. Dešava se da tek kada kablovski operator dodeli novi ruter, korisnici otkriju da se na nekim telefonima pojavi dodatni identifikacioni SSID u opsegu na 5 GHz i da je komunikacija brža.

Muke po oznakama

Wi‑Fi oprema je jedna od kategorija kompjuterskih komponenti gde istaknute oznake mogu vrlo lako da zbune kupce. Primer je ruter na kome piše Dual‑Band bez vidno naglašenog standarda. Takav ruter bez oznake Wi‑Fi 5 ili 802.11AC radiće na dva frekventna opsega (2,4 GHz i 5 GHz) u concurrent režimu, ali sa starim komunikacionim standardom Wi‑Fi 4 (802.11n) s brzinom do 300 Mb/s.

Oznake brzina su naročito interesantne zato što proizvođači deklarišu maksimalne teoretske brzine, koje je nemoguće ostvariti u realnoj upotrebi. Tako su još uvek popularni Wi‑Fi 4 (802.11n) USB adapteri na kojima stoji broj 150 Mb/s, što je daleko od realne brzine koja jedva dostiže 100 Mb/s. USB mini‑adapteri sa oznakama 300 Mb/s dostići će realnu brzinu do 120‑150 Mb/s, ali s ruterima iste ili veće oznake.

Dodatnu zabunu oko brzina doneo je Wi‑Fi 5 (802.11AC) standard gde se oznaka sastoji od slova „AC“ iza kojih stoji zbir teoretskih brzina u 5 GHz i 2,4 GHz opsegu što je, u zavisnosti od broja tokova, dovelo do preko 20 kombinacija, od AC450 do AC5300. Tako oznaka „AC1600“ znači da uređaj u opsegu 5 GHz, s tri toka, teoretski ostvaruje brzinu od 1300 Mb/s, plus 300 Mb/s sa dva toka u opsegu 2,4 GHz. Oznaka „AC600“ kod mini USB adaptera znači da s tim uređajem možemo maštati o maksimalna 433 Mb/s u opsegu 5 GHz i 150 Mb/s u opsegu 2,4 GHz i pri tome zanemariti što čak ni prosto sabiranje teoretskih vrednosti ne iznosi 600 Mb/s.

Gde su granice

U Wi‑Fi 5 standardu svaki tok na 5 GHz donosi teoretska 433 Mb/s kada se primenjuje šema modulacije i kodiranja (MCS) indeksa 9. Ukoliko se koristi MCS indeksa 7, teorijska brzina na 5 GHz je 325 Mb/s. Wi‑Fi 5 je doneo kvadraturnu amplitudnu modulaciju sa 256 nivoa (256‑QAM) naspram 64‑QAM u Wi‑Fi 4 verziji. Neki proizvođači su uneli 256‑QAM u 2,4 GHz opseg, pa su činioci koji se množe brojem tokova 200 Mb/s umesto 150 Mb/s. Tu su i slučajevi uvođenja 1024‑QAM u 2,4 GHz opseg gde je teoretska brzina toka 250 Mb/s, kao i 541 Mb/s sa istim zahvatom na 5 GHz.

Interesantno tumačenje pojma „opseg“ dali su poznati proizvođači Wi‑Fi rutera koji su pored komunikacije na 2,4 GHz i 5 GHz dodali još jednu na 5 GHz. Umesto da u nazivu takve osobine upotrebe reč „kanal“ proizvođači su iskoristili uvek aktuelnu temu dodatnih opsega i predstavili „tri‑“bend rutere. Činjenica da se radi o komunikacijama sa odvojenim identifikacijama (SSID) nije sprečila proizvođače da saberu sve teoretske brzine i dobiju oznake od AC3200 do AC5300.

Besmisleno je juriti bežične brzine iznad 100 Mb/s ukoliko ruter nema gigabitne LAN portove, a broj veći broj konekcija koje ruter obavlja zahteva i brži procesor

Ima i slučajeva kada je nemoguće objasniti oznaku poput „AC650“ na jednom Wi‑Fi 5 USB adapteru, koji je dostupan i na našem tržištu. Proizvođač adaptera stvoriće utisak da je 650 brže od 600 iako čak ni tvorac ugrađenog čipa ne spominje 256‑QAM osobinu ili brzinu od 200 Mb/s na 2,4 GHz. Stiče se utisak da je brojem antena najlakše kreirati marketinški efekat, mada nećemo sporiti da broj antena utiče na performanse.

Pored spoljnih antena, ruteri vrhunskih karakteristika imaju i interne. Iako je tehnika poboljšane komunikacije antenama (Beamforming) primenjena tek u Wi‑Fi 5 standardu, veći broj će i na Wi‑Fi 4 ruterima uticati na prijem i slanje signala. Jedino ne treba očekivati da će veliki broj antena kod Wi‑Fi 4 rutera imati isti učinak kao kod Wi‑Fi 5 modela. Spoljna antena je uvek jača od one na pločici (PCB) pa je kod USB klijenta opravdani izbor kod potrebe za većim dometom kroz solidne prepreke.

U odabiru rutera važno je obratiti pažnju i na karakteristike o kojima se relativno malo priča – brzini ugrađenog čipa i LAN konektora. Besmisleno je juriti bežične brzine iznad 100 Mb/s ukoliko ruter nema gigabitne LAN portove. LAN i WAN portovi brzine 100 Mb/s neće moći ni da prenesu bržu Internet konekciju na žičano povezane računare. Broj operacija i konekcija koje ruter obavlja zahtevaju brzi procesor. Nekoliko video‑strimova i P2P konekcija može stvoriti problem ugrađenim jednojezgarnim procesorima koji rade na frekvenciji ispod 1 GHz. Marketinške trikove proizvođača moguće je opravdati željom za samopohvalom u naporima postizanja što većih brzina, u šta bismo lakše poverovali kada bi pored velike brojke stajala i ona o realnom transferu. Važna činjenica u odabiru adaptera jeste da svaku retku osobinu poput 1024‑QAM, mora da podržava i ruter. Bez detaljnog upoznavanja sa načinom AC označavanja, preostaje samo najgrublji „veće‑bolje“ princip s neizvesnim ishodom – treba se ipak udubiti u detalje, pošto veći broj u oznaci ne znači uvek i veću brzinu.

Autor: Jovan Mirović