Wi-Fi 6 – co to jest i czemu jest takie ważne?

Wi-Fi 6 – co to jest i czemu jest takie ważne?

21 kwietnia 2020 0 przez Paweł Pilarczyk

Wi-Fi 6 to nowy standard sieci bezprzewodowych WLAN. Nowe nazewnictwo ma uprościć rozróżnienie generacji sieci. Wi-Fi 6 to nowe oznaczenie dla standardu 802.11ax, który jest następcą 802.11ac. Tłumaczymy, co się zmieniło i dlaczego standard Wi-Fi 6 jest dziś tak ważny.

Materiał partnerski

Wi-Fi 6 to szósta generacja standardu Wi-Fi. Pierwszą generacją był standard 802.11b, wprowadzony komercyjnie już w 1999 roku, chociaż pierwsza specyfikacja opisana jeszcze kodem 802.11 przez instytut zrzeszający inżynierów elektryków i elektroników (IEEE – Institute of Electrical and Electronics Engineers) została zaprezentowana w 1997 roku i zakładała możliwość bezprzewodowej transmisji danych z szybkością na poziomie 11 Mbit/s (megabitów na sekundę) w paśmie o częstotliwości 2,4 GHz.

Jeszcze w 1999 roku wprowadzono standard 802.11a, który pracował na wyższej częstotliwości, czyli 5 GHz i umożliwiał transfer danych z szybkością nawet do 54 Mbit/s.

W 2003 roku zaprezentowano kolejną generację sieci Wi-Fi – standard 802.11g, który taką samą przepustowość (54 Mbit/s) pozwalał uzyskać w paśmie 2,4 GHz.

Duży skok wydajności wiązał się z wprowadzeniem standardu 802.11n w 2009 roku. Operował on na częstotliwościach zarówno 2,4, jak i 5 GHz, i umożliwiał uzyskanie łącznej (zsumowanej) przepustowości na poziomie nawet 600 Mbit/s. Maksymalna przepustowość pojedynczego kanału na linii router (punkt dostępowy)-urządzenie to 150 Mbit/s.

Z kolei w 2013 roku pojawił się standard 802.11ac, operujący wyłącznie w paśmie 5 GHz i umożliwiający transfer danych z szybkością sumarycznie 3,46 Gbit/s – gdyby zsumować przesyłanie danych na kilku kanałach jednocześnie. W rzeczywistości przepustowość pojedynczego kanału to 433 Mbit/s.

Jak widać, nazwy nadawane przez instytut IEEE dla kolejnych generacji systemu Wi-Fi są tak enigmatyczne, że trudno się dziwić mniej obeznanym użytkownikom komputerów, że gubili się oni, który standard jest nowszy i szybszy, zwłaszcza że logika i znajomość alfabetu podpowiada, że 802.11n jest tym najnowszym standardem, co oczywiście nie jest prawdą.

Dlatego organizacja Wi-Fi Alliance, zajmująca się certyfikowaniem standardów Wi-Fi, wprowadziła ich uproszczone nazewnictwo. Po nazwie „Wi-Fi” znalazła się cyfra, która oznacza po prostu kolejną generację, podobnie jak w przypadku sieci komórkowych (5G to piąta generacja, 4G – czwarta).

W ten sposób standardom IEEE 802.11 przypisano następujące oznaczenia:

  • 802.11b – Wi-Fi 1
  • 802.11a – Wi-Fi 2
  • 802.11g – Wi-Fi 3
  • 802.11n – Wi-Fi 4
  • 802.11ac – Wi-Fi 5
  • 802.11ax – Wi-Fi 6
Aby ułatwić rozróżnienie typu sieci, na ekranach smartfonów wkrótce ujrzymy takie ikonki, dzięki którym zorientujemy się, z jakim routerem połączył się nasz telefon

W tym artykule skupimy się na najnowszym standardzie Wi-Fi 6. Wyjaśnimy, co dokładnie się zmieniło i dlaczego ten standard jest dziś tak ważny, zwłaszcza w dobie 5G i internetu rzeczy (IoT).

Wi-Fi 6 – nawet 10 gigabitów na sekundę!

Wi-Fi 6, czyli 802.11ax, to jeszcze szybsza wersja standardu sieci bezprzewodowych Wi-Fi. Umożliwia uzyskanie wyższych przepustowości, teoretycznie nawet 10 Gbit/s, pozwala łączyć się większej liczbie urządzeń (nawet kilkadziesiąt urządzeń podłączonych do jednego routera nie stanowi problemu) i ma wbudowane mechanizmy obniżające zużycie energii (dzięki temu smartfony czy laptopy z Wi-Fi 6 mogą działać dłużej). To standard bezprzewodowej sieci przyszłości, przygotowany na obsługę dziesiątek urządzeń jednocześnie (nie tylko komputerów i smartfonów, ale także urządzeń internetu rzeczy, takich jak „inteligentne” żarówki, roboty sprzątające, ekspresy do kawy, zamki do drzwi, kamery itd.), a także umożliwiający wykorzystanie pełnego potencjału szybkich łącz światłowodowych i 5G.

Wi-Fi 6 umożliwia uzyskanie teoretycznej maksymalnej przepustowości 9,6 Gbit/s. To trzykrotnie więcej niż standard Wi-Fi 5 (802.11ac), którego specyfikacja zapewnia maksymalną przepustowość na poziomie około 3 Gbit/s. 

W rzeczywistości dane te są podawane dla zsumowanych przepływności na wszystkich pasmach obsługiwanych przez router, a więc 2,4 GHz i 5 GHz. Wi-Fi 6 wkrótce będzie obsługiwać – prócz tych wymienionych – także pasmo 6 GHz. Standard ten otrzyma oznaczenie Wi-Fi 6E.

W praktyce jednak nawet na pojedynczym paśmie Wi-Fi 6 pozwala na uzyskanie rzeczywistej przepustowości ponad 1 Gbit/s. Jest to zatem pierwsza generacja sieci Wi-Fi, która umożliwia uzyskanie realnych, gigabitowych przepustowości w sieciach bezprzewodowych. Przełamano nie tylko magiczną barierę 1 Gbit/s, ale umożliwiono wykorzystanie w pełni współczesnych, światłowodowych łącz internetowych, a także nadchodzących łącz 5G, które też zaoferują przepustowość liczoną w gigabitach na sekundę.

W przypadku starszego standardu 802.11ac (obecnie nazywanego Wi-Fi 5) router Wi-Fi stanowił wąskie gardło – jeśli nasz lokal jest podłączony do światłowodu 1 Gbit/s, to urządzenia bezprzewodowe przy routerze 802.11ac nie są w stanie uzyskać pełnej przepustowości – router umożliwi im transfer na poziomie najwyżej kilkuset megabitów na sekundę.

Kilkadziesiąt urządzeń Wi-Fi podłączonych do routera? To żaden problem!

Standard Wi-Fi 6 jest ponadto przystosowany do jednoczesnej obsługi znacznie większej liczby połączonych jednocześnie do routera urządzeń.

W naszych domach i firmach korzystamy z coraz większej liczby sprzętów z wbudowaną łącznością Wi-Fi. To komputery stacjonarne, laptopy, smartfony, drukarki, serwery NAS, ale także urządzenia internetu rzeczy, w tym roboty sprzątające, smartwatche, kamery, telewizory, systemy audio, oczyszczacze powietrza, a nawet ekspresy do kawy czy piekarniki. W efekcie dość częstą sytuacją jest, gdy w jednym lokalu (mieszkaniu lub biurze) do jednego routera Wi-Fi podłączonych jest nawet kilkadziesiąt urządzeń jednocześnie. Przy takiej ilości starsze standardy Wi-Fi po prostu „przytykały” się, a wydajność sieci bezprzewodowej drastycznie spadała. Pobieranie plików, oglądanie filmów albo granie w gry online przy routerze Wi-Fi starego typu staje się praktycznie niemożliwe lub przynajmniej mocno utrudnione.

Wi-Fi 6 jest przygotowana także na taki scenariusz. Lepsze zarządzanie pasmami radiowymi, w tym technologia wielodostępu z ortogonalnym podziałem częstotliwości (Orthogonal Frequency-Division Multiple Access Modulation OFDMA) umożliwia skuteczniejsze zarządzanie wieloma urządzeniami, których może być nawet 30 na jednym kanale. Rozwinięcia terminu OFDMA nie musicie zapamiętywać. Najważniejsza informacja jest taka, że dzięki temu rozwiązaniu każde urządzenie klienckie otrzymuje od routera swój własny „slot” czasowy, w zależności od indywidualnego zapotrzebowania na pasmo i urządzenia te nie muszą ze sobą „walczyć” o dostęp do pasma Wi-Fi.

Kolejną technologią zwiększającą przepustowość jest technologia znów o skomplikowanej nazwie: kwadraturowa modulacja amplitudowo-fazowa 1024-QAM (Quadrature Amplitude Modulation). Ona z kolei umożliwia upakowanie większej ilości danych przesyłanych w jednym impulsie – nawet do 10 bitów (a dwa do potęgi 10 to właśnie 1024). Standard Wi-Fi 5 (802.11ac) wykorzystuje modulację 256-QAM o 8 bitach na impuls. Tylko ta zmiana umożliwiła uzyskanie Wi-Fi 6 wzrostu wydajności o 25 procent.

Wi-Fi 6 potrafi wykorzystać nawet osiem kanałów MU-MIMO (Multi-User Multiple Input Multiple Out) w obu kierunkach (downlink/uplink). MU-MIMO pozwala na transmisję danych na wielu kanałach jednocześnie, zamiast przesyłać pakiety jeden po drugim, jak w starszych rozwiązaniach sieci Wi-Fi. Technologię MU-MIMO obsługuje także standard Wi-Fi 5, ale tu liczba kanałów jest o połowę mniejsza – maksymalnie cztery.

Wi-Fi 6 utylizuje ponadto kanały radiowe o maksymalnej szerokości 160 MHz (ale także, gdy jest to potrzebne, może ograniczyć szerokość kanału do 80, 40 czy 20 MHz – im węższy kanał, tym niższa jego przepustowość). Przepustowość pojedynczego kanału 160 MHz to aż 1,2 Gbit/s. Przy 80 MHz to 600 Mbit/s, 40 MHz – 300 Mbit/s i tak dalej.

Wymagana szerokość kanału dla Wi-Fi 5 to z kolei 80 MHz, chociaż standard zapewnia opcjonalnie możliwość transmisji na kanale o szerokości 160 MHz. Niestety wiele routerów Wi-Fi 5 oraz większość urządzeń klienckich Wi-Fi 5 nie obsługuje tak szerokich kanałów i komunikują się najczęściej na kanałach 80 MHz.

W przypadku Wi-Fi 6 kanały 160 MHz są standardem dla każdego routera i każdego urządzenia klienckiego.

Router Wi-Fi 6 TP-Link Archer AX50

Następną istotną technologią zastosowaną w Wi-Fi 6 jest tzw. kolorowanie BSS (Basic Service Set Coloring). Każda ramka (paczka) danych przesyłana w sieci ma nadawany znacznik („kolor”), dzięki któremu urządzenia sieciowe mogą się zorientować, która paczka pochodzi od jakiego urządzenia. Funkcja ta umożliwia lepszą separację nakładającego się sygnału od kilku znajdujących się w pobliżu siebie routerów Wi-Fi, dzięki czemu w miejscach o dużym zagęszczeniu wielu różnych sieci (np. audytoria, centra handlowe, stadiony, lotniska) urządzenia działające w standardzie Wi-Fi 6 radzą sobie po prostu lepiej – oferują niższe opóźnienia i wyższą przepustowość.

Kolejną nowością w Wi-Fi 6 jest technologia TWT (Target Wake Time), która ma na celu obniżenie zużycia energii w urządzeniach mobilnych. Nie muszą one przez cały czas „nasłuchiwać” sygnału Wi-Fi w sytuacji, gdy akurat nie dokonują transferu żadnych danych. Wybudzane są dopiero w momencie rozpoczęcia transmisji. Dzięki TWT smartfony czy urządzenia IoT korzystające z Wi-Fi 6 będą działać dłużej na wbudowanych akumulatorach.

Czy warto przesiąść się na Wi-Fi 6?

Wi-Fi 6 wciąż jest jeszcze technologią nową, ale obsługiwaną już przez coraz większą liczbę urządzeń. Większość nowoczesnych laptopów ma już wbudowane karty sieciowe Wi-Fi 6. Podobne moduły znalazły się też w najnowszych smartfonach, wśród których wymienić należy Samsung Galaxy S10, Samsung Galaxy S20, Samsung Galaxy Note10, Huawei P40 Pro czy Apple iPhone 11.

Nowoczesne smartfony (tu zrzut ekranu z Samsung Galaxy Note10+) pokazują już ikonkę Wi-Fi 6 po nawiązaniu połączenia z nowoczesnym routerem

Specjaliści mówią o Wi-Fi 6, że jest to pierwszy na rynku standard Wi-Fi, który realnie pozwala wyeliminować okablowanie sieci Ethernet. Zapewnia porównywalną przepustowość, a jednocześnie nie wiąże użytkownika z przewodami. Nie trzeba już podłączać do komputera przewodu LAN, by uzyskać rzeczywiste przepustowości przekraczające 1 Gbit/s (dostępne w sieciach GbE – Gigabit Ethernet). Dlatego jeśli produktywność i komfort jest dla nas istotny, warto zainwestować w nowy router zgodny ze standardem Wi-Fi 6.

Wybór takich urządzeń też jest już spory, w dodatku można przebierać między routerami o naprawdę przystępnych cenach a takimi dla środowisk wymagających absolutnie najwyższych przepustowości. Przykładowo, router TP-Link Archer AX10 (AX1500) spełnia wszystkie wymagania Wi-Fi 6 i pozwala na transmisję danych z przepustowością łączną 1,5 Gbps (1,2 Gbps na częstotliwości 5 GHz i 300 Mbps na częstotliwości 2,4 GHz). Urządzenie kosztuje niewiele ponad 300 złotych.

Ale pamiętajmy, że router Wi-Fi kupujemy najczęściej raz na kilka lat, więc myśląc perspektywicznie warto trochę dołożyć i wybrać np. model TP-Link Archer AX50 (AX3000), który oferuje wyraźnie wyższe przepustowości – nawet 2,4 Gbit/s w paśmie 5 GHz i ponad 500 Mbit/s w paśmie 2,4 GHz. Na ten sprzęt trzeba przeznaczyć ok. 670 złotych.

TP-Link Archer AX1100 to prawdziwy „potwór” – potrafi przesyłać dane bezprzewodowo z maksymalną szybkością (teoretycznie) przekraczającą 10 gigabitów na sekundę!

Dla najbardziej wymagających tworzone są specjalne urządzenia, które spełniają nawet wymagania profesjonalnych graczy (tu liczą się nie tylko wysokie przepustowości, ale także super niskie opóźnienia). Router TP-Link Archer AX11000 umożliwia przesyłanie danych z szybkością aż 11 Gbit/s w trzech pasmach (dwa pasma 5 GHz, każde o przepustowości 4,8 Gbit/s plus pasmo 2,4 GHz o przepustowości 1,1 Gbit/s). Sprzęt oferuje najwyższą przepustowość, ale kosztuje już 1800 złotych.

Materiał powstał we współpracy z firmą TP-Link