WiFi 6E – víte vše, co potřebujete vědět?

Zeptali jsme se Petra Koudelky, Senior Sales Engineera ve společnosti Zyxel, který sleduje nejnovější trendy v oblasti síťových technologií a navrhuje architektury síťových infrastruktur firem a organizací.

Jaké jsou podle vás hlavní přínosy nového standardu WiFi 6E?

Díky zpřístupnění nového bezlicenčního pásma 6 GHz je to stejný revoluční krok, jako před lety uvolnění pásma 5 GHz pro běžné používání. V Evropě máme sice zatím oproti USA 6GHz pásmo k dispozici z méně než 50 %, ale i tak je to další nezanedbatelný frekvenční prostor pro přenos dat. Postupně se nám totiž množstvím sítí zarušilo pásmo 2,4 GHz, a blíží se k tomu i 5 GHz pásmo, ale pásmo 6 GHz je zatím volné. Této situace si budeme nějakou dobu užívat, ale díky tomu, že pásmo 6 GHz může koexistovat s 5GHz pásmem, bude i do budoucna ve stejné lokalitě bez vzájemného rušení více prostoru pro souběžný přenos dat.

Pokud zjednoduším situaci, je to jako bychom k dnešním čtyřem nově otevřeli dalších deset dálničních pruhů. Sice je podmínkou koupit si pro těchto deset nových pruhů i nové auto, ale z pohledu kapacity, potřebné dnes i do budoucna, je to tak obrovský nárůst, že za to taková investice určitě stojí. Další výhody WiFi 6E jsou spíše detailně technického rázu.

Přenos v pásmu 6 GHz má výrazně kratší dosah – o kolik bude nutné zvýšit hustou přístupových bodů oproti předchozím standardům WiFi 5 a WiFi 6?

Pro lepší pochopení analogie s novým 6 GHz pásmem se musíme vrátit k pásmům 2,4 GHz a 5 GHz. Rozsah frekvence 2,4 GHz je velmi malý, tedy můžeme říci, že se v něm signál chová stále stejně. Největší roli zde hrají útlum prostředí, překážky a další fyzikální jevy, které se na tomto pásmu projevují ze všech tří frekvenčních pásem používaných pro WiFi nejméně. Důležitým kritériem je útlum, vycházející nikoli z výpočtů lineálních, ale logaritmických. Pokud tedy odebereme 3 dB, sníží se útlum o polovinu, a pokud 3 dB přidáme, zvýší se útlum na dvojnásobek.

Zjednodušeně můžeme říci, že ve vzdálenosti 1 metr od vysílače máme kvalitu přenosu 2,4GHz pásma na hodnotě X, ale ve stejném místě je to v pásmu 5 GHz X-7 dB, takže kvalita je asi na jedné čtvrtině. A protože -6 dB je polovina poloviny, tak pro pásmo 6 GHz máme ještě na stejném místě ještě o jeden dB méně - tedy X-8 dB.

Dostupné spektrum na 5 GHz je celkově oproti 2,4 GHz pásmu asi šestkrát větší, a tak jeho chování a útlum frekvence na začátku a na konci spektra nelze úplně zanedbat. I tak je to ale celkově malé číslo – jen necelý 1 dB. Podobně velkou frekvenční šířku jako pásmo 5 GHz má i evropská frekvence 6 GHz, takže mezi nejnižší a nejvyšší frekvencí se bude útlum lišit také asi o 1 dB.

A teď k porovnání 5 a 6 GHz pásma. Frekvence jsou si chováním blízké a jsou hodně daleko od úplně jinak se chovající frekvence 2,4 GHz. Rozdíl prvního a posledního kanálu 5 i 6 GHz frekvence je asi 1 dB, takže rozdíl nejvyššího kanálu 5 GHz pásma a nejnižšího kanálu 6 GHz pásma je zanedbatelný. Pokud zvolíme kanály na opačných koncích obou pásem, můžeme dosáhnout rozdílu útlumu až 2 dB. Jedny běžné interiérové dveře reprezentují útlum přibližně 3 dB, takže vidíme, že rozdíl zde sice je, ale nikoli zásadní.

Pokud tedy někdo navrhuje síť na hraně technické použitelnosti a nepočítá s žádnou rezervou, může mít problém. Jestliže se ale síť navrhovala z pohledu kapacity a dobrých signálových překryvů, rozdíl v přechodu z 5 GHz na 6 GHz nijak nezaregistrujete. Například ve skladu s velkými vzdálenostmi a signálem na hraně použitelnosti při 5 GHz, může být přechod na 6 GHz problém. V kancelářském prostředí a v domácnostech ale asi zhoršení pokrytí Wi-Fi nehrozí.

Zavedení nového standardu bezdrátových sítí nespočívá jen v modernizaci síťových prvků, ale také koncových zařízení. Jak jsou v tomto ohledu na WiFi 6E jejich výrobci připraveni?

Běžní výrobci bezdrátových karet do síťových prvků již produkty podporující 6 GHz pásmo běžně dodávají, ale vždy je to o ceně. I malé zvýšení ceny levnějších produktů, jako jsou třeba mobilní telefony, tablety nebo notebooky povede ke zdržení uvedení nejnovějších technologií. Pokud ale koupíte vyšší třídu nějakého produktu, můžete předpokládat, že již novou frekvenci bude podporovat. Dám jeden příklad z trhu – koncová cena síťové karty Intel AX200 je 357 Kč a Intel AX210 473 Kč, což je rozdíl 32 % (v absolutním vyjádření jen 116 Kč). Při milionech kusů už je to ale rozdíl opravdu značný.

Můžete porovnat přínosy nasazení WiFi 6E a sítí 5G v průmyslovém prostředí? Pro jaké účely je která z technologií vhodnější?

Každá z těchto technologií se specializuje na něco trochu jiného, ale nabízí v jisté míře i přesah svých vlastností. Účel nasazení obou technologií je ale zásadně rozdílný. Zejména v tom, že WiFi 6E cílí na menší dosah signálu, ale obrovskou přenosovou rychlost lokální sítě. To je nezbytné v případě, kdy už nám nestačí gigabitová lokální síť a přesouváme se k multigigabitovým rychlostem – třeba kvůli streamingu 8K videí z úložiště nebo přenosu obrovských objemů dat.

Síť 5G nabízí rychlosti nižší – řádově 500 Mb/s až 1 Gb/s, resp. i nižší, podle reálné nabídky operátora. Na druhu stranu ale disponuje obrovským dosahem signálu, takže pokryje rozsáhlou plochu v okolí vysílače, stejně jako obrovskou kapacitou připojených klientů – i když díky tomu, že se počítá s malým datovým tokem zařízení IoT jako jsou senzory atd.

Většina firem a organizací zatím nepřešla ani na předchozí standard WiFi 6. Poradíte jim počkat a přejít rovnou na WiFi 6E?

Výrobci čipů postupně utlumí produkci starších technologií a výrobci elektroniky nasadí do svých produktů čipy nové. Životní cyklus bezdrátových produktů je vždy několik let a aktuálně je nový standard WiFi 7 oznámen na konec roku 2024 (tedy finální uvedení normy). Přístupové body a klienti s WiFi 7 se začnou běžně prodávat o hodně později.

Uvolnění pásma 6 GHz je obrovský krok k dosažení větší přenosové rychlosti, rozložení zátěže připojených klientů a zvýšení počtu připojených klientů. Pokud tedy někdo uvažuje o nasazení nové WiFi sítě právě teď, rozhodně se vyplatí pořídit přístupové body s WiFi 6E. Pokud se ale jedná třeba o malou síť v nějakém penzionu, kde rychlost a další benefity nehrají takovou roli, bude životní cyklus stávajících přístupových bodů jistě delší, než ve velkém hotelu s konferenčními sály nebo kdekoli jinde s požadavky na obrovské datové toky přes bezdrátovou síť.

Jaký předpokládáte další vývoj v oblasti WiFi technologií? Je možné dále zvyšovat propustnosti bezdrátových sítí, nebo se vývoj zaměřuje na jiné parametry?

Zde hraje roli limit přenosových rychlostí metalických sítí, kdy namísto jednoduché výměny přístupových bodů musíme řešit i problém přenosové kapacity upgradem na multigigabitové přepínače. S normou WiFi 6 přišel zásadní technologický posun nejen v rychlosti, ale v i technologii přenosu, díky čemuž se zrychlila i obě původní pásma 2,4 a 5 GHz. Rozdělením pásma na subkanály se zvýšila kapacita počtu připojených a odbavovaných klientů. Nové normy přinesly hlavně větší efektivitu a lepší možnosti přenosu.

Vyšších rychlostí můžeme dosahovat jednoduše dvěma cestami – větší frekvenční šířkou a lepší modulací. Obě cesty mají svoje „ale“. WiFi 7 plánuje frekvenční rozsah až 320 MHz, což je dnes celé „evropské“ pásmo 5 nebo 6 GHz, tedy jeden vysílač bez rušení v lokalitě. Další vysílač na 320 MHz se již do frekvenční šíře daného pásma bez rušení nevejde. Lepší modulace potřebuje velmi kvalitní signál bez rušení, tady velmi malou vzdálenost klienta od přístupového bodu. Výsledkem je snížení výkonu přístupového bodu a zkrácení vzdálenosti od klienta. To jsou dost zásadní omezení, takže si myslím, že uvolnění 6GHz pásma pro bezdrátové přenosy bude na delší dobu nejpodstatnější novinkou, která ovlivní vývoj v oblasti WiFi na dost dlouho.