Úvodní informace o pásmu 6 GHz pro Wi-Fi 6E

Představte si, že se připojujete k Wi-Fi síti pomocí svého mobilního zařízení. Spolu s názvem vašich Wi-Fi sítí se zobrazí i další sítě vašich sousedů. Stupidně pojmenované okolní Wi-Fi sítě jako např. „Sledovací dodávka FBI“ přitom nejsou zdaleka tím jediným problémem.

Pokud jste dostatečně blízko na to, abyste se připojili k jejich Wi-Fi síti, znamená to, že signály sítí se pravděpodobně vzájemně ruší. A to je důvodem, proč váš Wi-Fi router nedosahuje proklamované rychlosti a latence.

Pásma jsou považována za cenné zdroje a ne všechna pásma jsou nám přístupná. Mnoho zařízení pravděpodobně okupuje stejné frekvenční pásmo. Regulátoři jako Český telekomunikační úřad (ČTÚ) zpřístupňují omezená pásma spektra velmi rozvážně a obezřetně. Většina datového provozu Wi-Fi sítí je dnes nahuštěna do dvou kmitočtových pásem (2,4 a 5 GHz).

Nicméně blíží se řešení tohoto problému. ČTÚ navrhl pravidla k otevření pásma 6 GHz pro bezlicenční využívání. Co to znamená pro sdružení Wi-Fi Alliance, výrobce a zákazníky? Wi-Fi zařízení fungující v tomto zcela novém pásmu se dostanou k vám domů spíše dříve než později.

Rychlý přehled současných standardů a pásem

Wi-Fi zařízení dodržují určité standardy. Standard zpravidla vyžaduje, aby zařízení pracovalo v jednom nebo několika kmitočtových pásmech. Wi-Fi standardy se v průběhu let postupně vyvíjí. Abychom lépe pochopili nejnovější pásmo, nejdříve se podíváme na ta současná – pásmo 2,4 GHz a pásmo 5 GHz.

Pásmo 2,4 GHz

Jak znázorňuje obrázek 1, pásmo 2,4 GHz má šířku kanálu 22 MHz. Sousední kanály lze spojit do 40MHz kanálu jako „kanál 1 + 5“ se středním kmitočtem 2,422 GHz. V různých zemích a regionech jsou povoleny různé kanály.

Sousední kanály se zcela evidentně překrývají. Překrývající se kanály konfigurované na jednom místě mohou způsobit rušení. Představte si, že nainstalujete dva přístupové body blízko sebe. Kdyby v takovém případě jeden přístupový bod použil kanál 1 a druhý kanál 2, mohlo by dojít ke značnému zpomalení při přenosech mezi každým přístupovým bodem a jeho klientskými zařízeními. Taková situace se obvykle řeší tak, že se použije určitá kombinace kanálů, aby se předešlo vzájemnému rušení. Možná kombinace by mohla vypadat takto: kanál 1, kanál 6 a kanál 11 (viz obrázek níže).Figure 1: 2.4 GHz Band

Pásmo 5 GHz

5GHz pásmo má několik 20MHz kanálů, spojených do 40MHz, 80MHz nebo 160MHz kanálů. Avšak povolené kanály se mohou v různých regionech lišit.

Co je pásmo 6 GHz?

6GHz pásmo odkazuje na kmitočtové pásmo s šířkou od 5,925 GHz do 7,125 GHz, jak znázorňuje obrázek 2. Ve srovnání s 2,4GHz a 5GHz protějšky pásmo 6 GHz poskytuje největší kmitočtovou šířku o velikosti 1 200 MHz. Ze všech tří pásem má také nejvíce kanálů. 6GHz pásmo má k dobru i další vlastnosti jako nerušení jinými kanály a dobrou kontinuitu, díky čemuž poskytuje dostatečnou provozní flexibilitu.

Obrázek 2: Pásmo 6 GHz

Tabulka 1: Teoretický počet dostupných kanálů v každém pásmu

Když pásmo 6 GHz nabízí tolik výhod, proč regulátorům trvalo tak dlouho, než jej zpřístupnili pro Wi-Fi sítě? Jedním z důvodů je skutečnost, že díky obrovskému rozmachu Wi-Fi zařízení v poslední době se požadavek na nové pásmo stal nejen potřebným, ale i naléhavým.

Provozní požadavky pásma 6 GHz

K dalším možným důvodům patří fakt, že regulátoři se museli vypořádat s nespočetným množstvím aplikací, které již pásmo 6 GHz používaly. Než bylo pásmo 6 GHz otevřeno pro Wi-Fi komunikaci, celé odvětví muselo vymyslet mechanismus pro sdílení pásma a zamezení potenciálním rušením.

Aplikace využívající toto pásmo lze rozdělit na pevné služby a mobilní služby. Pevná služba je spolehlivý dvoubodový mikrovlnný spoj, jenž podporuje kritické služby. Příkladem pevné služby je například páteřní komunikace pro policejní složky, vysílání hasičských vozidel do terénu a koordinaci železniční dopravy.

Na druhou stranu mobilní služba zahrnuje scénáře, jako je komunikace mobilního vysílače se střediskem. Televizní stanice vysílající programový materiál z události, která se odehrává mimo televizní studio.

Obrázek 3 a tabulka 2 znázorňují, jak je pásmo rozděleno do čtyř dílčích pásem na základě různých podmínek a požadavků. Bylo nutno nastavit mechanismus pro společné sdílení každého z těchto dílčích pásem.

Tento mechanismus zahrnuje automatické řízení frekvence (AFC), použité na dílčí pásma U-NII-5 a U-NII-7. Pro všechna Wi-Fi zařízení v dílčích pásmech U-NII-6 a U-NII-8 platí omezení, že se musí jednat pouze o zařízení s nízkou spotřebou určená k vnitřnímu použití (LPI).

Mobilní služby mají zpravidla licenci k pokrytí široké oblasti, aby umožňovaly maximální flexibilitu pro koordinaci. Z toho důvodu je nepraktické použít automatické řízení frekvence (AFC) na ta dílčí pásma, kde převažují mobilní služby, jak znázorňuje tabulka 2.

Tabulka 2: Podmínky a požadavky na 6GHz dílčí pásma

Jaké výhody přináší pásmo 6 GHz pro Wi-Fi komunikaci?

Vyšší rychlosti s kratším dosahem

6GHz pásmo nabízí přirozeně vyšší provozní kmitočet než dřívější pásma, z čehož vyplývá vyšší propustnost a přenosová rychlost dat. Na druhou stranu Wi-Fi v pásmu 6 GHz může mít kratší dosah. Fyzika jasně říká, že vysílání bezdrátových signálů na vyšších frekvencích se rychleji zeslabuje v jejich dráze šíření, zejména když narazí na překážky.

V důsledku toho standard Wi-Fi 6E, jenž umožňuje využívat pásmo 6 GHz, vyhovuje aplikacím vysílajícím v krátkém dosahu, vyžadujícím vysokou propustnost a nízkou latenci, které jsou dnes stále běžnější – VR/AR, streamování videí a internet věcí.

Přesnější polohování

6GHz pásmo je vůbec nejširší pásmo z těch, která jsou dostupná pro Wi-Fi zařízení. Obecně se má za to, že širší pásma umožňují přesnější polohování. Standard Wi-Fi 6E je výhodný pro aplikace vyžadující lokalizaci uvnitř budov, například pro robotické vysavače.

Menší rušení staršími zařízeními

Ale nejzajímavější na standardu Wi-Fi 6E je fakt, že je vyhrazen pouze zařízením podporujícím nejnovější standard 802.11ax (Wi-Fi 6). Starší zařízení postavená na některém ze standardů předcházejících Wi-Fi 6E jsou z tohoto nového pásma vyloučena. Když vaše zařízení bude pracovat v pásmu 6 GHz, nemusíte se vůbec obávat soupeření o šířku pásma s žádným jiným starším zařízením. Nově představené funkce jako OFDMA budou fungovat mnohem efektivněji bez starších zařízení, čímž se naplno využije potenciál Wi-Fi 6. Celkové zvýšení výkonu bude naprosto revoluční.