WiFi 6 là gì? Chuẩn WiFi 6 là gì? Sự khác biệt giữa Wi-Fi 5 và Wi-Fi 6 là gì?

WiFi 6 là gì? Chuẩn WiFi 6 là gì?

Vào ngày 16 tháng 9 năm 2019, Liên minh WiFi đã công bố chương trình chứng nhận WiFi-6 và giấy phép 5G của Trung Quốc đã được cấp sớm nhất là vào tháng 6 năm nay. 2019 là năm thương mại đầu tiên của 5G và WiFi-6. Cả hai cũng khá thời sự gần đây. Trong tương lai, WiFi-6 và 5G sẽ đối đầu nhau, và WiFi-6 sẽ dần bị loại bỏ. Tuy nhiên, nhiều người nghĩ rằng WiFi-6 và 5G là đối thủ cạnh tranh, nhưng nó cũng có thể là sự hợp tác đôi bên cùng có lợi.

Danh mục sản phẩm tiêu biểu: WiFi Cisco

Tên ban đầu (và mã chuẩn) của WiFi6 là 802.11ax, là thế hệ thứ sáu của công nghệ WiFi. Chắc chắn, so với các thế hệ WiFi trước đây, công nghệ của nó sẽ tiên tiến hơn. WiFi-6 sẽ cung cấp tốc độ nhanh hơn, thông lượng cao, phạm vi phủ sóng lớn hơn, bảo mật tốt hơn và độ trễ thấp hơn để người dùng có trải nghiệm tốt hơn và thú vị hơn.

Các tính năng của WiFi 6

Hỗ trợ khả năng tương thích với dải tần hoạt động 2.4GHz / 5GHz, tốc độ đã được cải thiện rất nhiều.

MU-MIMO (Multi-User Multiple Input Multiple Output System) được cải tiến, tức là nó có thể hỗ trợ 8 thiết bị đầu cuối để truyền nhiều dữ liệu hơn trong đường lên / đường xuống cùng một lúc.

OFDMA (Đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao đường lên và đường xuống) được giới thiệu để đạt được truyền bổ sung với MU-MIMO. Công nghệ OFDMA cải thiện hơn nữa hiệu quả mạng và giảm độ trễ.

Điều chế cao nhất 1024QAM (Chế độ điều chế biên độ cầu phương) có thể mã hóa nhiều dữ liệu hơn trong cùng một lượng phổ để cải thiện thông lượng, thông lượng tăng 15% so với WiFi5 và tốc độ kết nối tối đa của nó có thể đạt 9,6Gbps.

Tính năng công nghệ mới TWT (Target Wake-up Time) cho phép thiết bị được kết nối thức dậy và đi ngủ bất cứ lúc nào, giúp giảm khoảng 30% mức tiêu hao pin của thiết bị được kết nối.

SRT (Công nghệ ghép kênh không gian) giải quyết nhiễu tín hiệu do phủ sóng chéo, giúp cải thiện khả năng chống nhiễu của nó.

Sự khác biệt giữa WiFi 5 và WiFi 6 là gì?

So với 5G, WiFi 6 cũng có những ưu điểm của nó. Từ góc độ phủ sóng trong nhà, mạng 5G sử dụng sóng milimet tần số cao hơn và băng tần C cao hơn và cần xây dựng rất nhiều trạm gốc. Cùng với ý thức về môi trường ngày càng cao của người dân, việc xây dựng các trạm cơ sở vào các khu dân cư là rất khó. Có nghĩa là 5G kém hơn khả năng xuyên tường của 4G và khó nhận tín hiệu hơn trong nhà. WiFi-6 được lắp đặt trong nhà sẽ bù đắp những khiếm khuyết của mạng 5G, và nguồn chính của mạng 5G và WiFi 6 được kết hợp hoàn hảo.

Với sự ra đời của kỷ nguyên Internet of Everything, có nhiều nơi hơn mà lưu lượng truy cập cần được sử dụng. Ở góc độ giá thành, nếu gói lưu lượng 5G tính theo dung lượng, càng tiêu tốn nhiều lưu lượng thì giá cước càng cao. Nếu tính theo giá cước, người dùng muốn tốc độ cao hơn. Nó cũng đòi hỏi chi phí cao hơn, vì vậy nếu tính tổng số tiền theo gia đình thì sử dụng WiFi sẽ tiết kiệm chi phí hơn.

Từ góc độ dung lượng mạng, nếu một trạm gốc 5G mang quá nhiều thiết bị đầu cuối, nó sẽ khó tải và việc sử dụng WiFi có thể chia sẻ áp lực chịu sóng của trạm gốc 5G. Về kết nối, nhiều thiết kế đầu cuối không hỗ trợ lắp thẻ SIM hoặc thẻ ESIM, và cần được kết nối qua WiFi. Đối với WiFi-6 với chất lượng tốc độ mạng tốt hơn trước vẫn có một giá trị không thể thay thế.

Mạng cục bộ không dây cung cấp khả năng truy cập internet cho nhiều người dùng với số lượng ngày càng tăng nhanh chóng trong gia đình, văn phòng, nhà máy và những nơi công cộng. Trên thực tế, tốc độ tăng trưởng nhanh đến mức những gì từng là tiêu chuẩn quốc tế cho mạng không dây, IEEE 802.11ac, được phát hành vào năm 2014, không còn có thể theo kịp. Nó hiện được thay thế bằng một phiên bản mới của tiêu chuẩn, IEEE 802.11ax. Nói cách khác, IEEE 802.11ac là Wi-Fi 5 và IEEE 802.11ax là Wi-Fi 6. Các tiêu chuẩn này tương thích nhưng cũng khác nhau về nhiều mặt, với đủ sự chênh lệch để kết hợp nhằm cải thiện đáng kể dung lượng và hiệu quả mạng không dây cho tất cả người dùng , ngay cả ở những nơi đông người

Wi-Fi 6 cải thiện hiệu suất của Wi-Fi 5 bằng cách vay mượn các kỹ thuật hữu ích từ công nghệ vô tuyến di động 4G Tiến hóa Dài hạn (LTE), với hy vọng rằng Wi-Fi 6 sẽ cung cấp dung lượng tăng lên cần thiết cho số lượng ngày càng tăng của kết nối không dây thiết bị (Hình 1) . Chúng bao gồm các cảm biến Internet of Things (IoT) và điện thoại di động không dây 5G thông minh hơn cho đến cả ô tô được kết nối.

1. Wi-Fi 6 là một tiêu chuẩn mạng không dây được hình thành và phát triển do sự phụ thuộc vào các thiết bị không dây đang phát triển nhanh chóng trên toàn thế giới.

Ngoài việc hoạt động trong băng thông kênh hẹp ở 2,4 GHz cùng với phổ 5 GHz đã được Wi-Fi 5 ở 5 GHz chiếm giữ, có lẽ sự khác biệt lớn nhất giữa hai tiêu chuẩn Wi-Fi là việc sử dụng đa truy cập phân chia theo tần số trực giao. (OFDMA) trong Wi-Fi 6 so với ghép kênh phân chia theo tần số trực giao (OFDM) trong Wi-Fi 5. OFDMA về cơ bản là một phiên bản OFDM dành cho nhiều người dùng, giúp nó có thể tăng dung lượng của điểm truy cập Wi-Fi 6 (AP) so với Wi-Fi 5 AP.

Trong cả hai định dạng ghép kênh, tín hiệu sóng mang không dây băng rộng ở tốc độ dữ liệu cao được chia thành một tập hợp lớn các sóng mang con băng hẹp chặt chẽ với tốc độ dữ liệu thấp hơn nhiều và sau đó được truyền đi. Để tránh giao thoa giữa các sóng mang con, chúng trực giao với nhau. Dữ liệu được chia cho tất cả các sóng mang con, theo đó nếu bất kỳ sóng mang con nào bị giảm chất lượng hoặc bị hỏng do nhiễu, dữ liệu có thể được khôi phục bằng kỹ thuật sửa lỗi. Tại máy thu, các sóng mang con với sự đóng góp dữ liệu của chúng được kết hợp để khôi phục đường truyền tốc độ cao ban đầu và toàn bộ dữ liệu của nó.

Bằng cách sử dụng sóng mang con tốc độ dữ liệu thấp, trực giao thay vì sóng mang tốc độ dữ liệu cao duy nhất, việc truyền có thể giảm thiểu tác động của việc làm mờ tín hiệu, biến dạng đa đường và nhiễu từ các tín hiệu khác trong cùng một phổ tần số hoặc lân cận. Tốc độ dữ liệu thấp của các sóng mang phụ làm giảm tác động của nhiễu giữa các biểu tượng (ISI) thường rõ ràng hơn ở tốc độ dữ liệu cao hơn.

Một hạn chế đối với OFDM là một người dùng duy nhất chiếm giữ mỗi nhà cung cấp dịch vụ với tất cả các sóng mang con của nó cùng một lúc. Có thể có nhiều người dùng bằng các sơ đồ đa truy nhập tĩnh, chẳng hạn như có thời gian truyền khác nhau trên mỗi sóng mang / sóng mang con cho mỗi người dùng trong sơ đồ đa truy cập phân chia theo thời gian (TDMA) hoặc các tần số truyền khác nhau trong đa phân chia theo tần số phương pháp tiếp cận -access (FDMA). Tuy nhiên, các phương pháp này không hiệu quả trong việc sử dụng thời gian và / hoặc tần suất.

Để phát triển phiên bản Wi-Fi 5 hiệu quả hơn, việc có nhiều AP của nhiều người dùng là một cân nhắc quan trọng đối với Wi-Fi 6 — trong OFDMA, một người dùng không chiếm tất cả các sóng mang phụ cùng một lúc. Để nâng cao hiệu quả, các sóng mang phụ được chia cho nhiều người dùng. Nhiều người dùng có thể truy cập các sóng mang con được chỉ định của họ bằng TDMA hoặc FDMA, hoặc cả hai kỹ thuật đồng thời. AP sử dụng các phân đoạn tần số và thời gian được gọi là đơn vị tài nguyên (RU) để quản lý nhiều người dùng đồng thời. Vì các sóng mang con được chia nhỏ theo cách này, đồng bộ hóa thời gian của nhiều người dùng Wi-Fi 6 cho một AP duy nhất là rất quan trọng so với Wi-Fi 5, làm tăng thêm sự phức tạp của bộ phát, bộ thu và AP

2. Wi-Fi 6 thêm dung lượng bằng cách sử dụng các điểm truy cập cho phép nhiều người dùng đồng thời.

Thời gian là tất cả mọi thứ

Vì nhiều người dùng sẽ kết nối đồng thời với Wi-Fi 6 AP nên thời gian giữa những người dùng khác nhau phải chính xác để giảm thiểu nhiễu giữa các sóng mang con. Để mạng không dây Wi-Fi 6 đạt được công suất cao nhất, điều cần thiết là giảm thiểu nhiễu giữa những người dùng đồng thời.

Đồng bộ hóa nhiều người dùng được thực hiện bởi một khung kích hoạt được phát bởi AP. Khung kích hoạt chứa thông tin về thời điểm người dùng và thiết bị khác nhau có thể truyền và tập con nào của RU của sóng mang con OFDMA sẽ sử dụng. Thời gian chính xác được yêu cầu giữa những người dùng khác nhau và trong mỗi AP nhấn mạnh tầm quan trọng của các bộ dao động xung nhịp tham chiếu trong Wi-Fi 6 — chúng phải có nhiễu pha cực thấp và độ chập chờn thấp với độ ổn định tần số lâu dài tuyệt vời.

Đối với môi trường có vật cản hoặc nguồn nhiễu, việc sử dụng các sóng mang phụ khác nhau cho mỗi người dùng có thể được lập trình theo vị trí để tránh mất dữ liệu do đa đường hoặc mờ dần. Ngược lại với OFDM, trong đó tất cả các sóng mang con được truyền ở cùng một mức công suất, các sóng mang con trong ODFMA có thể được phát ở các mức công suất khác nhau. Đó là một vũ khí bổ sung chống lại sự mờ dần có thể xảy ra trong một phần của phổ tần số trong môi trường hoạt động. Cũng như OFDM, trong OFDMA, nhiều sóng mang con tốc độ dữ liệu thấp của mỗi người dùng được kết hợp tại máy thu để tạo thành dữ liệu tốc độ cao ban đầu được truyền cho người dùng đó truy cập.

Một AP OFDMA có thể thay đổi số lượng phổ tần số hoặc các kênh con mà mỗi người dùng sử dụng tùy thuộc vào nhu cầu kết nối không dây của họ. Ví dụ: cần ít băng thông hơn để gửi e-mail hơn là gửi video trực tuyến tới bộ thu Wi-Fi. Chức năng này tăng hiệu quả của Wi-Fi 6 so với Wi-Fi 5, nhưng cũng làm tăng độ phức tạp của phần cứng về căn chỉnh tần số, độ ổn định và độ chính xác, đồng bộ hóa thời gian và thời gian phản hồi của các thành phần hệ thống mạng không dây.

Kiểm soát quyền lực

Kiểm soát nguồn là cần thiết trong hệ thống Wi-Fi 6 vì OFDMA của nó và do nhiều người dùng có quyền truy cập đồng thời vào mạng không dây. Người dùng ở gần AP sẽ cung cấp tín hiệu công suất cao hơn cho AP so với người dùng hoạt động ở giới hạn độ nhạy bên ngoài của AP. Nếu mức năng lượng của nhiều người dùng không được cân bằng, hiệu suất mạng sẽ bị ảnh hưởng bởi nhiễu xuyên sóng mang (ICI) và nén khi bộ thu Wi-Fi cố gắng xử lý nhiều tín hiệu trên một dải động rộng. Các thiết bị Wi-Fi 6 sẽ tăng hoặc giảm mức công suất phát của chúng trong một thời gian phản hồi nhất định theo tín hiệu đường xuống từ một AP.

Tất nhiên, tính năng điều khiển công suất phát động (DTPC) này của mạng Wi-Fi 6 có thể bị xâm phạm bởi các thiết bị bỏ qua các hướng dẫn điều khiển công suất trong tín hiệu đường xuống hoặc đơn giản là vì chúng thiếu khả năng điều khiển công suất (như trước đó- thiết bị Wi-Fi). Mức kiểm soát điện năng và mức độ kiểm soát điện năng chính xác cho từng thiết bị được xác định trong tiêu chuẩn Wi-Fi 6 (802.11ax). Thiết bị có khả năng kiểm soát công suất chặt chẽ, trong phạm vi ± 3 dB, được coi là thiết bị Loại A, trong khi thiết bị có khả năng kiểm soát công suất ± 9 dB được gọi là thiết bị Loại B, phần nào theo cách của lớp tuyến tính bộ khuếch đại.

Wi-Fi 6 bao gồm một số tính năng độc đáo để giúp tăng dung lượng trong các môi trường dày đặc, chẳng hạn như trung tâm hội nghị và các địa điểm họp công cộng khác, đồng thời tiết kiệm điện cho các thiết bị như cảm biến IoT có thể chỉ yêu cầu truy cập mạng không thường xuyên. Màu bộ dịch vụ cơ bản (BSS) xác định phổ tần số được chia sẻ bằng một số hoặc “mã màu” được bao gồm trong tiêu đề lớp vật lý mạng (PHY) được giao tiếp giữa mỗi thiết bị và AP của nó. BSS giúp các thiết bị Wi-Fi 6 có thể giao tiếp và thương lượng với nhau để tối ưu hóa việc sử dụng băng thông kênh chia sẻ. Màu BSS cho biết khi kênh không khả dụng — khi hai hoặc nhiều thiết bị được mã hóa bằng cùng một màu. Nó cũng cung cấp thông tin để quản lý nhiều thiết bị và người dùng trong các khu vực tắc nghẽn bằng cách điều chỉnh các thông số đánh giá kênh rõ ràng (CCA),

Một tính năng độc đáo khác của Wi-Fi 6 — thời gian đánh thức mục tiêu (TWT) —là một phương pháp để AP giám sát các yêu cầu của thiết bị và bật và tắt radio Wi-Fi 6 khi cần. Ví dụ: một trong những thiết bị nằm trong phạm vi phủ sóng của Wi-Fi 6 AP có thể là cảm biến tiệm cận IoT không yêu cầu tiếp xúc vô tuyến liên tục với mạng. Tính năng TWT có thể được sử dụng để kích hoạt định kỳ cảm biến IoT. Khi hoạt động theo cách này, chức năng TWT có thể cải thiện hiệu quả mạng và tiết kiệm pin trong các thiết bị di động / di động.

Đối với nhiều người dùng trong môi trường dày đặc với nhiều thiết bị không dây, Wi-Fi 6 được xây dựng dựa trên cấu hình ăng ten đa người dùng, nhiều đầu vào, nhiều đầu ra (MU-MIMO) được sử dụng trong Wi-Fi 5, với các khả năng mở rộng. Bộ định tuyến Wi-Fi 5, với nhiều ăng-ten, được thiết kế để xử lý tối đa bốn người dùng hoặc luồng dữ liệu đồng thời. Có thể truyền dữ liệu lớn, nhưng chỉ trên đường xuống từ bộ định tuyến hoặc AP đến thiết bị của người dùng.

Ngược lại, việc bố trí ăng-ten MU-MIMO của Wi-Fi 6 hỗ trợ tám luồng dữ liệu không gian đồng thời cho tám người dùng đồng thời, không có độ trễ bộ đệm, trên cả đường xuống và đường lên giữa các AP và thiết bị không dây. Do đó, mạng không dây Wi-Fi 6 có thể xử lý việc truyền dữ liệu lớn qua lại giữa các thiết bị không dây và AP mà không bị trễ bộ đệm dữ liệu. Do đó, một số lượng lớn người dùng (hơn Wi-Fi 5) trên mỗi AP có thể thưởng thức đồng thời các ứng dụng đòi hỏi nhiều dữ liệu, chẳng hạn như phát trực tuyến video.

Sử dụng băng thông

Mặc dù công nghệ OFDMA và MU-MIMO sẽ nâng cao dung lượng và hiệu quả Wi-Fi, số lượng người dùng có thể được hỗ trợ trên mỗi kênh bắt đầu với băng thông kênh và phổ tần khả dụng. Mặc dù Wi-Fi 6 chia sẻ phổ tần số được sử dụng bởi Wi-Fi 5 ở băng tần 5 GHz, từ 5.170 đến 5.185 GHz với một số khoảng cách nhỏ, nó cũng tận dụng phổ tần số có sẵn kế thừa trong dải tần từ 2.400- đến 2.483- không được cấp phép Phần GHz của băng tần công nghiệp, khoa học và y tế (ISM). Với bốn luồng quang phổ trong băng tần 2,4 GHz và tám luồng khác có thể trong phạm vi 5 GHz và các băng thông kênh 20, 40, 80 và 160 MHz khả dụng (với các kênh băng thông rộng hơn hỗ trợ tốc độ dữ liệu cao hơn), nhiều người dùng hơn có thể được hỗ trợ với Wi-Fi 6 so với bốn luồng phổ của Wi-Fi 5.

Để tăng thêm dung lượng của Wi-Fi 6, các cơ quan quản lý như Ủy ban Truyền thông Liên bang (FCC) tại Hoa Kỳ và Viện Tiêu chuẩn Viễn thông Châu Âu (ETSI) trên khắp Châu Âu đã phê duyệt việc sử dụng băng thông rộng liền kề trong phạm vi 6 GHz bắt đầu vào năm 2022. Băng thông bổ sung dành cho các thiết bị Wi-Fi 6 và mạng không dây di động 5G, nhưng không phải bởi các hệ thống Wi-Fi thế hệ trước, chẳng hạn như Wi-Fi 4 (IEEE 802.11n) và Wi-Fi 5.

Băng tần 6 GHz được FCC phê duyệt cho Wi-Fi 6 trải dài 1200 MHz từ 5,925 đến 7,125 GHz và được xác định bởi các băng tần vô tuyến 5 đến 8 của Cơ sở hạ tầng thông tin quốc gia chưa được cấp phép (UNII ) . Phần rộng rãi của băng thông liền kề ở 6 GHz sẽ tạo ra nhiều kênh băng thông rộng (160 MHz) hơn để truyền tốc độ dữ liệu cao hơn ở các băng tần tần số thấp hơn 2,4 và 5 GHz, nơi các kênh Wi-Fi có xu hướng cạnh tranh với nhiều ứng dụng cũ hơn và phải hoạt động trong nhiều kênh băng thông hẹp hơn.

Để sử dụng hiệu quả băng thông có sẵn với thông lượng dữ liệu nâng cao, Wi-Fi 6 sử dụng các định dạng điều chế biên độ cầu phương (QAM) ở các mức cao như QAM 1024 trạng thái (1024QAM). Điều này trái ngược với QAM 256 trạng thái (256QAM) bậc thấp hơn của Wi-Fi 5. 1024QAM cho phép độ phân giải bit kỹ thuật số là 10 bit trên mỗi biểu tượng trong biểu đồ chòm sao (Hình 3) , để xử lý dữ liệu nhiều hơn 25% dung lượng so với độ phân giải 8 bit trên mỗi ký hiệu cho 256QAM được sử dụng với Wi-Fi 5.

3. 1024QAM là một trong những tính năng được triển khai trong Wi-Fi 6 để tăng tốc độ và dung lượng dữ liệu. Biểu đồ này cho thấy một sơ đồ chòm sao QAM với 64 ký hiệu.

Mặt khác, ánh xạ dữ liệu 1024QAM diễn ra tại bộ phát Wi-Fi 6, để đạt được việc chuyển đổi các bit kỹ thuật số thành ký hiệu I / Q, đặt ra yêu cầu lớn về độ tuyến tính của bộ khuếch đại công suất (PA) được sử dụng để truyền trong 1024QAM hệ thống — hơn thế nữa trong hệ thống 256QAM. Nếu khuếch đại công suất không tuyến tính và tỷ lệ năng lượng trên mỗi bit với mức nhiễu (E b / N 0 ) không được kiểm soát đúng cách, lỗi dữ liệu có thể dễ dàng được đưa vào các hệ thống QAM bậc cao hơn như 1024QAM.

Phát triển để đáp ứng nhu cầu

Cho dù nó được gọi là IEEE 802.11 hay Wi-Fi, mạng không dây ngày càng trở thành một phần quan trọng trong cuộc sống của nhiều người trên toàn thế giới, cho dù trong các môi trường cố định như nhà riêng, nhà máy hoặc trong các lĩnh vực công cộng lớn như trung tâm hội nghị, bảo tàng hoặc thậm chí trong sân vận động thể thao. Nhu cầu tăng dung lượng và tốc độ thông lượng tăng lên khi người dùng thêm nhiều thiết bị không dây hơn vào mỗi mạng và mong đợi thời gian phản hồi nhanh hơn khi họ tải xuống các tệp lớn hoặc thậm chí phát trực tuyến chương trình video yêu thích của họ.

Wi-Fi 6, IEEE 802.11ax trước đây, được xây dựng dựa trên các di sản công nghệ của các thế hệ Wi-Fi trước đó để duy trì khả năng tương thích với các thiết bị không dây cũ hơn ở tốc độ 2,4 GHz. Đồng thời, nó cung cấp dung lượng tăng và tốc độ dữ liệu nâng cao trong các kênh 5 GHz của các thế hệ Wi-Fi mới hơn.

Đó là một tiêu chuẩn không dây cũng đã sẵn sàng cho sự phát triển, với các tính năng đặc biệt để giúp tiết kiệm điện năng khi yêu cầu mạng là tối thiểu hoặc khi một nhóm các cảm biến IoT mới được thêm vào trong phạm vi của mạng không dây và phải được theo dõi định kỳ về những đóng góp của chúng — không “phá vỡ ngân hàng ”trong tiêu thụ điện năng.

Và, đối với một lượng lớn dữ liệu mới được mong đợi từ thế hệ tiếp theo của hệ thống truyền thông di động không dây, cụ thể là 5G, Wi-Fi 6 hứa hẹn một điều mà không thế hệ Wi-Fi nào trước đó có thể cung cấp: Truy cập để phát triển một số băng thông mới đang được thực hiện khả dụng trong phạm vi 6 đến 7 GHz. Nếu được sử dụng một cách khôn ngoan, sự kết hợp giữa các tính năng mới và băng thông này sẽ khiến Wi-Fi 6 trở thành công nghệ đồng hành có khả năng phát triển 5G trong nhiều năm tới.

so sánh wifi 5 và wifi 6
so sánh wifi 5 và wifi 6

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *