Die Anzahl der Geräte und die Anforderungen an die Datenübertragungsgeschwindigkeit in drahtlosen Netzwerken wachsen täglich. Und je „dichter“ die Netze sind, desto deutlicher werden die Mängel der alten WLAN-Spezifikationen sichtbar: Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit der Datenübertragung nehmen ab. Um dieses Problem zu lösen, wurde ein neuer Standard entwickelt – Wi-Fi 6 (802.11ax). Damit können Sie drahtlose Verbindungsgeschwindigkeiten von bis zu 2.4 Gbit/s erreichen und gleichzeitig mit einer großen Anzahl angeschlossener Geräte arbeiten. Wir haben es bereits im Router implementiert und Adapter . In diesem Artikel zeigen wir ihre Fähigkeiten.
Neu in Wi-Fi 6
Der bisherige Standard Wi-Fi 5 (802.11ac) wurde vor 9 Jahren entwickelt und viele seiner Mechanismen sind nicht für eine große Anzahl von Verbindungen ausgelegt. Mit zunehmender Anzahl der Geräte nimmt die Geschwindigkeit der einzelnen Geräte ab, da es auf physikalischer Ebene zu gegenseitigen Störungen kommt und zu viel Zeit für das Warten und Aushandeln von Übertragungen aufgewendet wird.
Alle Wi-Fi 6-Innovationen zielen darauf ab, die Leistung einer großen Anzahl von Geräten in einem begrenzten Bereich zu verbessern und die Übertragungsgeschwindigkeit für jedes von ihnen zu erhöhen. Dieses Problem wird auf mehrere Arten gleichzeitig gelöst, die darauf hinauslaufen, die Effizienz der Nutzung des Frequenzspektrums zu erhöhen und die gegenseitige Beeinflussung benachbarter Geräte zu reduzieren. Hier sind einige Schlüsselideen.
BSS Coloring: Hilft, die Auswirkungen benachbarter Access Points zu reduzieren
Wenn sich die Zonen mehrerer Access Points überlappen, hindern sie sich gegenseitig daran, die Übertragung zu starten. Dies liegt daran, dass in Wi-Fi-Netzwerken der Zugriff auf das Medium gemäß dem CSMA/CA-Mechanismus (Carrier Sense Multiple Access and Collision Vermeidung) erfolgt: Das Gerät „horcht“ regelmäßig auf die Frequenz. Bei Belegung verzögert sich die Übertragung und die Frequenz wird nach einiger Zeit abgehört. Je mehr Geräte an das Netzwerk angeschlossen sind, desto länger muss jedes Gerät warten, bis es an der Reihe ist, ein Paket zu übertragen. Befindet sich ein anderes drahtloses Netzwerk in der Nähe, zeigt das Abhören der Frequenz an, dass das Übertragungsmedium ausgelastet ist und die Übertragung nicht beginnt.
Wi-Fi 6 hat eine Möglichkeit eingeführt, „Ihre“ Übertragung von „fremden“ zu trennen – BSS Coloring. Jedes über ein drahtloses Netzwerk übertragene Paket wird mit einer bestimmten Farbe markiert; die Übertragung von Paketen anderer Personen wird einfach ignoriert. Dies optimiert den Prozess des Kampfes um das Übertragungsmedium erheblich.
1024-QAM-Modulation: überträgt mehr im gleichen Spektralband
Wi-Fi 6 implementiert ein höheres Maß an Quadraturmodulation (im Vergleich zum vorherigen Standard): 1024-QAM, verfügbar in den neuen Kodierungsmethoden MCS 10 und 11. Es ermöglicht die Übertragung von 10 statt 8 Bits an Informationen in einem Paket. Auf physikalischer Ebene erhöht sich dadurch die Geschwindigkeitsübertragung um 25 %.
OFDMA: komprimiert die Übertragung mit jedem Hertz und jeder Millisekunde
OFDMA – Orthogonal Frequency Division Multiple Access – ist eine Idee, die eine Weiterentwicklung von OFDM darstellt und von 4G-Netzen übernommen wurde. Das Frequenzband, in dem die Übertragung erfolgt, ist in Unterträger unterteilt. Zur Informationsübertragung werden mehrere Unterträger zusammengefasst, sodass mehrere Datenpakete parallel (auf unterschiedlichen Gruppen von Unterträgern) übertragen werden. In Wi-Fi 6 wurde die Anzahl der Unterträger um das Vierfache erhöht, was an sich eine flexible Handhabung der Belastung des Frequenzspektrums ermöglicht. Gleichzeitig wird das Übertragungsmedium nach wie vor durch die Zeit geteilt.
Langes OFDM-Symbol: macht die Übertragung stabiler
Die Effizienz der Übertragung bestimmt nicht nur die Dichte der „Verpackung“ von Informationen, sondern auch die Zuverlässigkeit ihrer Übermittlung. Um die Zuverlässigkeit in Umgebungen mit überfülltem elektromagnetischem Spektrum zu verbessern, hat Wi-Fi 6 sowohl die Symbollänge als auch das Schutzintervall erhöht.
2.4-GHz-Unterstützung: Bietet Auswahl für unterschiedliche Ausbreitungsbedingungen
Wi-Fi 5-Geräte unterstützten in diesem Bereich den bisherigen Wi-Fi 4-Standard, der den gestiegenen Anforderungen an das Frequenzspektrum nicht gerecht wurde. Die Verwendung des 2.4-GHz-Bandes bietet eine größere Reichweite, allerdings auch geringere Datenübertragungsraten.
Beamforming und 8×8 MU-MIMO: Damit Sie die Luft nicht umsonst „erhitzen“.
Mit der Beamforming-Technologie können Sie das Strahlungsmuster des Access Points dynamisch ändern und ihn an das empfangende Gerät anpassen, selbst wenn es sich bewegt. MU-MIMO wiederum ermöglicht Ihnen das gleichzeitige Senden und Empfangen von Daten an mehrere Clients. Beide Technologien tauchten in Wi-Fi 5 auf, allerdings war damals mit MU-MIMO nur die Übertragung von Daten vom Router zum Verbraucher möglich. Bei Wi-Fi 6 funktionieren beide Übertragungsrichtungen (obwohl derzeit beide vom Router gesteuert werden). Gleichzeitig bedeutet 8x8 MU-MIMO, dass der Kanal gleichzeitig für 8 Download-Streams und 8 Download-Streams verfügbar ist.
Bogenschütze AX6000
Archer AX6000 ist der erste TP-Link-Router mit Unterstützung für Wi-Fi 6. Er verfügt über ein großes Gehäuse (25 x 25 x 6 cm) mit gefalteten Antennen und ein leistungsstarkes 12-V-4000-mA-Netzteil:
Der Router verfügt über 8 Gigabit-LAN-Ports, einen 2.5-Gbit/s-WAN-Port und zwei USB-Ports: USB-C und USB-3.0. Am Ende befinden sich außerdem Steuertasten für WPS, WLAN und eine Lichtanzeige auf dem zentralen Symbol:
Der Router ist für die Montage auf einem Tisch oder einer Wand mit zwei Schrauben konzipiert:
Um die obere Abdeckung zu entfernen und zu sehen, was sich darin befindet, müssen Sie die Softstopfen von der Rückseite entfernen, die vier Schrauben lösen und dann die Abdeckung abnehmen. Da sich auf der oberen Abdeckung ein Hinweis befindet, führt ein Kabel dorthin, das abgeklemmt werden muss:
Im Inneren ist alles in einer Platine mit mehreren leistungsstarken Strahlern verpackt: Das Modell arbeitet geräuschlos und eignet sich für die Installation zu Hause oder in der Nähe des Arbeitsplatzes. Unter den Kühlern verbergen sich ein Quad-Core-Prozessor mit 1.8 GHz und zwei Coprozessoren von Broadcom.
Um auf die andere Seite der Platine zu gelangen, müssen Sie die am UFL-Anschluss angeschlossenen Antennen trennen. Die Antennen selbst werden an Clips gehalten und können leicht entfernt werden:
Wie vom Standard vorgeschrieben unterstützt das Gerät 8x8 MU-MIMO. Zusammen mit OFDMA in ausgelasteten Netzwerken kann die Technologie den Durchsatz im Vergleich zu Wi-Fi 4-Geräten um das Vierfache steigern.
Sie können mit den Funktionen in experimentieren (Übrigens gibt es auch eine Umstellung auf Russisch). Der Router selbst unterstützt Standard-Netzwerkeinstellungen: WAN, LAN, DHCP, Kindersicherung, IPv6, NAT, QOS, Gastnetzwerkmodus.
Archer AX6000 kann als Router fungieren, der das Internet an kabelgebundene und kabellose Benutzer verteilt, oder als Zugangspunkt:
Gleichzeitig kann ein drahtloses Netzwerk gleichzeitig in zwei Frequenzbereichen eingesetzt werden – bei Bedarf und entsprechender Unterstützung werden Clients in einen weniger belasteten übertragen:
Unter den erweiterten Einstellungen können Sie zwischen Open VPN und PPTP VPN wählen:
Für zusätzliche Sicherheit sorgt das integrierte Antivirenprogramm, mit dem sich die Filterung unerwünschter Inhalte und der Schutz vor externen Angriffen konfigurieren lassen. Antivirus wird ebenso wie die Kindersicherung auf Basis von TrendMicro-Produkten implementiert:
Angeschlossene USB-Geräte können als freigegebener Ordner oder FTP-Server festgelegt werden:
Zu den erweiterten Funktionen für zu Hause gehört die Unterstützung des AX6000 für die Arbeit mit dem Sprachassistenten Alexa und IFTTT, mit dem Sie einfache Heimszenarien erstellen können:
Bogenschütze TX3000E
Archer TX3000E ist ein Wi-Fi- und Bluetooth-Adapter, der den Intel Wi-Fi 6-Chipsatz verwendet. Das Kit enthält die PCI-E-Karte selbst, einen 98 cm langen Remote-Magnetsockel mit zwei Antennen und eine zusätzliche Halterung für Systemeinheiten mit kleinerem Formfaktor. Die Antennen verwenden einen Standard-SMA-Anschluss und können daher bei Bedarf durch längere ersetzt werden.
Im 802.11ax-kompatiblen Modus können Sie mit diesem Adapter eine maximale Geschwindigkeit von 2.4 Gbit/s erreichen. Wenn der Kommunikationskanal also auf 1000/500 Mbit/s begrenzt ist:
Wie sieht es mit der Reichweite aus?
Die Übertragungsreichweite als Merkmal eines bestimmten Geräts kann in zwei Situationen berücksichtigt werden: in Abwesenheit anderer Geräte und Hindernisse und auch unter Bedingungen eines dichten Netzwerks mit einer Standardkonfiguration.
Im ersten Fall wird die Übertragungsreichweite durch die Leistung des Senders bestimmt und durch den Standard begrenzt. Mit der Unterstützung von Beamforming-Daten wird die Reichweite definitiv höher sein als bei Geräten der vorherigen Version des Standards, da das Strahlungsdiagramm des Sendeantennenarrays in Richtung des Client-Geräts angepasst wird. Es wird erst dann Sinn machen, über irgendeine Art von Tests zu sprechen, wenn eine breite Palette von Geräten auf den Markt kommt, die Wi-Fi 6 unterstützen und die Anpassung des Strahlungsmusters auf unterschiedliche Weise implementieren. Aber selbst in diesem Fall handelt es sich eher um einen Labortest, der nichts mit der tatsächlichen Funktionsweise dieser Geräte zu tun hat.
Im zweiten Fall – wenn der Router Daten in der Nähe anderer ähnlicher Geräte überträgt – ist ein Vergleich mit früheren Standards ebenfalls sinnlos. Mit BSS Coloring können Sie das Signal über eine viel größere Entfernung empfangen, selbst wenn in der Nähe ein Router auf demselben Kanal arbeitet. Auch MU-MIMO wird hier eine Rolle spielen. Mit anderen Worten, der Standard selbst ist so aufgebaut, dass ein Vergleich dieses Parameters bedeutungslos ist.
Source: habr.com