A Evolução do Wi-Fi 6: Parte 1


Por Ruckus Networks

Nesta série, examinaremos em profundidade a evolução do padrão IEEE 802.11 e sua última versão: o Wi-Fi 6 (802.11ax). Começaremos com uma visão de alto nível de vários blocos de construção do Wi-Fi 6 e examinaremos mais de perto cada um deles. Os tópicos específicos incluem OFDMA, OFDM vs. OFDMA, OFDMA vs MU-MIMO, Sinal Longo de OFDM, 1024-QAM, BSS Coloring e Target Wake Time (TWT). Exploraremos as atividades comerciais do IEEE e da WFA e os vários casos de uso do Wi-Fi 6.

2,4 GHz e 5 GHz

Antes de abordar os aspectos práticos do Wi-Fi 6, vamos relembrar o passado rapidamente. O 802.11 evoluiu de maneira constante nos últimos 20 anos, com engenheiros do setor trabalhando no padrão que sempre muda desde o início da década de 1990. A primeira versão foi publicada em 1997 e, 20 anos depois, o Wi-Fi 6 (802.11ax) está prestes a ser ratificado, enquanto produtos Wi-Fi 6 já estão sendo fabricados, vendidos e expedidos. A primeira versão do 802.11 oferecia suporte apenas a 2,4 GHz, embora suporte para a faixa de 5 GHz tenha sido subsequentemente adicionada ao Wi-Fi 4 (802.11n). Talvez não surpreendentemente, o Wi-Fi 5 (802.11ac) oferecia suporte apenas à faixa de 5 GHz. O raciocínio por trás dessa decisão foi o de encorajar as pessoas a mudarem para a faixa de 5 GHz, pois era uma frequência muito mais limpa.

Contudo, o Wi-Fi 6 (802.11ax) oferece suporte tanto a 2,4 GHz quanto a 5 GHz. Isso se deve principalmente à proliferação de dispositivos de 2,4 GHz de IoT que estão chegando ao mercado hoje. Além disso, a FCC deve abrir o espectro 6 GHz não licenciado para o Wi-Fi 6 (802.11ax). Com respeito à canalização, o padrão IEEE 802.11 começou com 20 MHz e expandiu-se subsequentemente para 40 MHz para o Wi-Fi 4 (802.11n) e até 160 MHz para o Wi-Fi 5 (802.11ac) assim como para o (802.11ax). Hoje, não vemos muitas aplicações na faixa de 160 MHz, embora com o 6GHz isso possa se tornar uma realidade.

Também deve-se observar que o Wi-Fi 6 (802.11ax) oferece suporte a clientes com suporte apenas a 20 MHz, o que é especialmente importante para a IoT. De fato, o 11ax oferece suporte a clientes com suporte apenas a 20MHz – porque o projeto de alteração do Wi-Fi 6 (802.11ax) foi elaborado com dispositivos de IoT em mente, já que são de custo baixo, consomem pouca energia e possuem baterias muito pequenas. Usando quadros de gerenciamento, estações clientes poderão informar a um AP de Wi-Fi 6 (802.11ax) que estão operando como clientes com suporte apenas a 20 MHz. Um dispositivo com suporte apenas a 20 MHz pode transmitir/receber tanto na faixa de 2,4 GHz quanto na de 5 GHz. Além disso, o padrão Wi-Fi 6 implementa um protocolo em que os dispositivos com suporte apenas a 20 MHz se comunicam apenas nos canais de 20MHz primários.

Em essência, isso significa que um canal de 40MHz teria o potencial de ser estendido para 80 e 160 MHz. Todas as trocas de pacotes de 20 MHz desses clientes estão nos 20 MHz primários. Pode-se ter uma troca de pacotes de clientes normais no secundário superior – assim como misturas e combinações adicionais. Mais especificamente, clientes "normais" receberiam o nome de primários, junto com clientes com suporte apenas a 20 MHz. É importante entender que dispositivos com suporte apenas a 20 MHz precisam apenas operar nos canais de 20 MHz primários. 

Taxas de Pico PHY e Utilização de Espectro

A taxa de pico PHY do 802.11 dava suporte a 2 Mbps por segundo, o que aumentou para 10 Gbps por segundo para o Wi-Fi 6 (802.11ax). Embora muito se fale no setor sobre alta taxa de transferência, o que realmente importa é com que eficiência o espectro sem fio é utilizado. Sim, uma alta taxa de transferência vende produtos, porque é fácil para todos entenderem, mas, outra vez, o que importa é quão bem o padrão explora o espectro disponível. Uma forma de quantificar isso é com a eficiência espectral de enlaces. Por exemplo, o primeiro padrão 802.11 de Wi-Fi fazia push de 0,1 bps/Hz. Em um contraste agudo, o Wi-Fi 6 faz push a espantosos 62,5 bps/Hz.

Deve-se notar que o desempenho geral do espectro também é indicado pelo nome do padrão. O Wi-Fi 4 (802.11n) era conhecido como HT (High Throughput), seguido pelo Wi-Fi 5 (802.11ac) a que nos referíamos como VHT (Very High Throughput). Continuando esse padrão de nomenclatura, o Wi-Fi 6 (802.11ax) é designado HE (High Efficiency). Como ainda discutiremos nesta série, a eficiência do espectro é uma das características mais importantes do novo padrão Wi-Fi 6 (802.11ax).


IMS Brasil

Compartilhar Conteúdo
Release / Artigo
Texto com Imagens
Vídeo
Youtube, Vimeo ou Vine
Áudio
Soundcloud ou Mixcloud
Imagem
Fotos e Imagens