Čo bežný užívateľ pozná pod označením Wi-Fi, je v skutočnosti séria technológií určených pre tvorbu bezdrôtových internetových sietí v rozlohou menších zónach (WLAN – Wireless Local Area Network), ako sú domácnosti, firmy, školy, kaviarne a verejné priestranstvá. Wi-Fi technológie sa riadia štandardami, ktoré definuje, udržiava a ďalej rozvíja nezisková organizácia odborníkov Wi-Fi Alliance. Tá popri tom poskytuje aj oficiálnu certifikáciu výrobkom, ktoré prejdú potrebnými testami. Z rozmachom fenoménu Internetu vecí sa spektrum týchto produktov každým rokom zvyšuje a rastú aj nároky na ich kvalitu a výkon, prenos dát nevynímajúc.
Wi-Fi 6
Wi-Fi štandardy reagujú na vývojové trendy zavádzaním nových technologických prvkov. Tie potom špecifikuje aktualizovaná verzia protokolu s všeobecným označením IEEE 802.11. Od septembra 2019 je už možná certifikácia produktov pre najnovšiu verziu tohto protokolu, IEEE 802.11ax. Prvou dôležitou zmenou, ktorú prináša, je samotné jeho označenie – nazýva sa Wi-Fi 6. Pre ľahšie porovnávanie boli premenované aj dve predchádzajúce verzie, 802.11n z roku 2009 je Wi-Fi 4 a 802.11ac z roku 2014 je Wi-Fi 5. Wi-Fi Alliance sa vyjadrila, že by toto označovanie, kvôli lepšej orientácii, rada videla i priamo na produktoch. Číslica deklarujúca verziu by sa mala objaviť v známej ikonke signálu v malom kruhu.
Rýchlosť
Zrejme prvé, čo konečnému užívateľovi napadne, keď sa spomenú Wi-Fi parametre, je rýchlosť prenosu dát. Uvádzať nový štandard bez toho, aby zabezpečoval badateľne rýchlejší tok dát, by nemalo veľký význam a ani Wi-Fi 6 nie je z tohto hľadiska výnimkou. Čipy kódujúce prenosový signál sú čoraz výkonnejšie a vyššia prenosová rýchlosť je s ich pomocou určite dosiahnuteľná.
Otázkou je o koľko. Marketing zo strany aliancie hovorí o 40 % v porovnaní s Wi-Fi 5, názory odbornej verejnosti sú striedmejšie a prvé z praktických testov sa pohybujú niekde okolo hranice 25 %. Vyjadrené v konkrétnych číslach, kým verzia 5 zaznamenáva maximálnu teoretickú rýchlosť 3,5 Gb/s, laboratórne testy štandardov verzie 6 hovoria až o potenciálnej rýchlosti 9,6 Gb/s. Tieto údaje sú však len veľmi vzdialené každodennej skúsenosti a reálna priemerná rýchlosť sťahovania býva často iba nepatrným zlomkom proklamovaného potenciálu.
Veľa, samozrejme, závisí od sprievodných faktorov, akými sú rýchlosť prenosu cez ethernetový port do routera, vzdialenosť prijímača od routera a typ prípadnej prekážky medzi nimi. Prenos dát na jeden Wi-Fi 6 laptop, pripojený na Wi-Fi 6 router, pravdepodobne nebude dramaticky rýchlejší, ako prenos z Wi-Fi 5 routeru na Wi-Fi 5 laptop. No situácia sa zásadne mení pri pripojení každého ďalšieho zariadenia na sieť, čím sa dostávame ku kľúčovej inovácii Wi-Fi 6.
Výkon pri preťažení
Ako už iste každý neraz pocítil, Wi-Fi dokáže byť na preplnených miestach až obmedzujúco spomalená. Ba čo viac, počas poslednej dekády sa domácnosti i pracovné priestory začali zapĺňať najnovšími gadgetmi, vyžadujúcimi od routeru svoj podiel času a vlnovej šírky. Dopyt po zmene prichádza zo všetkých strán a odpoveďou Wi-Fi aliancie je kombinácia technológií, ktoré by mali priniesť riešenie.
OFDMA (Orthogonal Frequency-Division Multiple Access) umožňuje zefektívnenie prenosu tým, že dokáže optimálne rozdeliť Wi-Fi kanál na menšie sub-kanály. Každý z týchto subkanálov následne prenáša len dáta určené jednému konkrétnemu zariadeniu.
MU-MIMO (Multi User – Multi Input & Multi Output) sa používa už pár rokov. Vďaka nej nemusia jednotlivé zariadenia čakať, kým na ne príde „prenosový rad“. V tom istom momente sú z routera vysielané dáta pre viaceré zariadenia súčasne. Wi-Fi 6 takto obslúži 8 zariadení (označenie 8x8 a tiež 8 viditeľných antén na routeri).
Čaro OFDMA a MU-MIMO spočíva v tom, ako sa navzájom dopĺňajú. ODFMA zvyšuje efektivitu a znižuje oneskorenie prenosu, kým MU-MIMO zvyšuje kapacitu a výsledkom je vyššia rýchlosť na užívateľa. OFDMA je tak vhodná pre aplikáciu pri nižšej frekvenčnej šírke a MU-MIMO pre prípady, keď je vyššia.
Uplink (pre OFDMA a MU-MIMO) je dodatočným vylepšením a znamená lepšiu organizáciu dátového toku. Pri Uplink-OFDMA pribúda možnosť zúženia prenosového kanála pre zariadenia s limitovanou zásobou energie (smartfóny s batériou), čím sa eliminujú situácie, kedy signál z routera dosiahne mobilné zariadenie, ale signál zo zariadenia nedosiahne router. Uplink-MU-MIMO vyžaduje síce pridanie dodatočnej antény do zariadenia (čiže aj viac miesta, energie a nákladov), čo sa ale vráti vo funkcionalite simultánnneho streamovania.
Dvojpásmový modem, 2,4 GHz a 5 GHz, predchádza rušeniu signálu z rôznych zariadení v domácnosti operujúcich na bežnejšej frekvencii 2,4 GHz. Frekvenciu 5 GHz je možné vyhradiť len určitým zariadeniam, ktoré budú potom s modemom komunikovať nerušene.
Zdokonalenie Wi-Fi 6E prináša rozšírenie Wi-Fi 6 o frekvenčné pásmo 6 GHz, presnejšie od 5.925 do 7.125 GHz. Problémom je, že vládne regulačné úrady ešte toto pásmo úplne neuvoľnili pre verejné používanie. Ak by však k tomu došlo, znamenalo by to šance pre výrazné zrýchlenie zariadení pripojených na krátku vzdialenosť (do 7 metrov): VR/AR herné sety, zariadenia smart domácnosti, konektivita v aute, 4K a 8K streaming, hranie hier v reálnom čase a podobne.
TWT (Target Wake Time) je technológiou, zameranou na šetrenie energie a má tri hlavné charakteristiky:
- Prístupový bod (napr. router) a mobilné zariadenie vopred komunikujú a „vyjednávajú“, kedy presne musí byť zariadenie v plne bdelom móde, aby mohlo prijímať a odosielať dáta. Mimo tohto času môže zostať v spánkovom režime.
- Toto výrazne redukuje „súperenie“ medzi zariadeniami pripojenými k WLAN.
- Čím viac času strávi zariadenie v spánkovom režime, tým viac energie ušetrí.
1024-QAM (Quadrature Amplitude Modulation) rozširuje objem dát zbalených do jednotky vyslaného signálu. Modulácia vlny transmitovaného signálu príslušným spôsobom (štvornásobným predĺžením takzvaného OFDM symbolu) dovoľuje, pri implementácii 1024-QAM, zakódovať do nej až 10 bitov informácie. Predošlý štandard bol 8 bitov (256-QAM).
BSS coloring (Basic Service Set coloring) je riešením pre miesta s vyšším počtom prístupových bodov (routerov), ako napríklad kongresové centrá. Wi-Fi 6 routre s prekrývajúcim sa priestorovým dosahom a vysielajúce na rovnakom kanáli sa môžu pomocou BSS coloringu navzájom identifikovať, určiť, do akej miery na seba pôsobia rušivo a prípadne „vyjednávať“ optimálne načasovanie.
Wi-Fi 6 router zrejme zo dňa na deň nezmení rýchlosť, ani plynulosť vašej bezdrôtovej komunikácie. Citeľne sa však pravdepodobne prejaví hneď potom, ako narastie počet k nemu pripojených zariadení, tiež podporujúcich tento nový štandard.
