Wi-Fi 5

Wi-Fi 5 (IEEE 802.11ac) je standard bezdrátových sítí rodiny IEEE 802.11 (s obchodním označení Wi-Fi) využívající frekvenci 5 GHz, který přinesl vysokou datovou propustnost. Standard 802.11ac byl vyvinut IEEE Standards Association mezi lety 2011–2013 a schválen byl v lednu 2014.[1][2]

IEEE 802.11ac má teoretickou propustnost mezi více stanicemi alespoň 1 Gbps (gigabit za sekundu) a propustnost jedné linky alespoň 500 Mbps (0,5 Gbps). Zvýšení rychlosti bylo dosaženo rozšířením a vylepšením konceptů zavedených standardem IEEE 802.11n: širší radiofrekvenční pásmo (až 160 MHz), více prostorových MIMO kanálů (až osm), MU-MIMO (víceuživatelské MIMO) pro downlink (až pro čtyři klienty) a modulaci s vysokou hustotou (až 256-QAM).[3][4]

Nové technologie

Nové technologie zahrnuté v 802.11ac jsou:[4]

  • Rozšířené pásmo na kanál
    • Minimálně 80 MHz pro stanice (oproti 40 MHz maximu v 802.11n), možno až 160 MHz
  • Více MIMO prostorových kanálů
    • Podpora pro až osm prostorových kanálů (oproti čtyřem v 802.11n)
  • Downlink Multi-User MIMO (MU-MIMO, umožňuje až čtyři souběžná spojení k MU-MIMO klientům)
    • Umožňuje simultánní přenos dat od několika stanic najedou
      • „Prostorově dělené mnohočetné přístupy“ (Space Division Multiple Acces – SDMA): přenosové kanály nejsou odděleny frekvencí ale prostorově, podobně jako MIMO v 802.11n
    • Downlink MU-MIMO (jedno vysílající zařízení, více přijímajících zařízení) je zařazen jako volitelný režim.
  • Modulace
    • 256-QAM (802.11n používá 64-QAM)
  • Ostatní
    • Standardizované formování signálu umožňující kompatibilitu mezi zařízeními různých výrobců (802.11n tento standard nemá, což činilo správnou funkci formování nemožnou)
    • Modifikovaná vrstva MAC pro podporu zmíněných změn
    • Souběžná existence mechanismu pro 20/40/80/160 MHz kanály pro zachování kompatibility

Povinné a nepovinné prvky

  • Povinné prvky přenesené z 802.11a/g
  • Nové povinné prvky
    • 80 MHz šířka kanálů
  • Nepovinné prvky přenesené z 802.11n
    • Dva až čtyři prostorové kanály
    • Low-density parity-check code (LDPC)
    • Space-Time Block Coding (STBC)
    • Formování vysílaného signálu (TxBF)
  • Nové nepovinné prvky
    • Pět až osm prostorových kanálů
    • 160 MHz široké přenosové kanály
    • Spojování kanálů 80+80 MHz (nesouvislé spojování 80+80)
    • MCS 8/9 (256-QAM)

Nové scénáře a konfigurace

Jednokanálové i vícekanálové vylepšení podporované 802.11ac umožňují několik nových scénářů použití bezdrátového připojení, například: streamování HD videa několika klientům naráz, rychlou synchronizaci a zálohu velkých datových souborů, bezdrátové připojení zobrazovacích zařízení, použití pro velké plochy pokrytí a automatizace výrobních procesů.[5]

Po přidání USB 3.0 rozhraní k 802.11ac přístupovému bodu (AP) mohou zařízení využít připojené úložné zařízení k poskytování různých služeb jako streamování videa, FTP server a osobní cloud.[6] S úložištěm připojeným skrze USB 2.0 není jednoduché naplnit celou šíři poskytovaného pásma.

Příklady konfigurace

Předpokládáme QAM-256 5/6:

ScénářTypický formát klientaRychlost připojeníAgregovaná
kapacita
(rychlost)
AP s jednou anténou, Klient s jednou anténou, 80 MHzKapesní zařízení433 Mbit/s433 Mbit/s
AP s dvěma anténami, Klient s dvěma anténami, 80 MHzTablet, laptop867 Mbit/s867 Mbit/s
AP s jednou anténou, Klient s jednou anténou, 160 MHzKapesní zařízení867 Mbit/s867 Mbit/s
AP s dvěma anténami, Klient s dvěma anténami, 160 MHzTablet, laptop1.69 Gbit/s1.69 Gbit/s
AP s čtyřmi anténami, čtyři stanice s jednou anténou, 160 MHz
(MU-MIMO)		Kapesní zařízení867 Mbit/s každý klient3.39 Gbit/s
AP s osmi anténami, 160 MHz (MU-MIMO)
  • jeden klient s čtyřmi anténami
  • jeden klient s dvěma anténami
  • dva klienti s jednou anténou
Smart TV, Set-top Box,
Tablet, Laptop, PC, kapesní zařízení
  • 3.39 Gbit/s ke stanici s čtyřmi anténami
  • 1.69 Gbit/s ke stanici s dvěma anténami
  • 867 Mbit/s ke každé stanici s jednou anténou
6.77 Gbit/s
AP s osmi anténami, čtyři stanice s dvěma anténami, 160 MHz
(MU-MIMO)		Smart TV, tablet, laptop, PC1.69 Gbit/s ke každé stanici6.77 Gbit/s

Rychlosti

Teoretické

Teoretická propustnost jednoho prostorového kanálu (Mbit/s)[7]
MCSModulaceKódování20 MHz kanály40 MHz kanály80 MHz kanály160 MHz kanály
800 ns GI[a 1]400 ns GI800 ns GI400 ns GI800 ns GI400 ns GI800 ns GI400 ns GI
0BPSK1/26.57.213.51529.332.558.565
1QPSK1/21314.4273058.565117130
2QPSK3/419.521.740.54587.897.5175.5195
316-QAM1/22628.95460117130234260
416-QAM3/43943.38190175.5195351390
564-QAM2/35257.8108120234260468520
664-QAM3/458.565121.5135263.3292.5526.5585
764-QAM5/66572.2135150292.5325585650
8256-QAM3/47886.7162180351390702780
9256-QAM5/6N/AN/A180200390433.3780866.7

Uváděné

Typ2.4 GHz Mbit/s[a 2]5 GHz Mbit/s
AC600150433
AC750300433
AC1200300867
AC1300400867
AC1450450975
AC16003001,300
AC17504501,300
AC19006001,300
AC23506001,733
AC32006002,600

Chipsety

ProdejceSoučástka #KanályLDPCTxBF256-QAMAplikace
BroadcomBCM43602[nedostupný zdroj]3AnoAnoAnoroutery, laptopy
BroadcomBCM43603AnoAnoAnoroutery, laptopy
BroadcomBCM435692AnoAnoAnoDTV
BroadcomBCM4352 Archivováno 18. 4. 2015 na Wayback Machine.2AnoAnoAnotablety
BroadcomBCM43502AnoAnoAnotablety
BroadcomBCM43562AnoAnoAnohandsety, tablety
BroadcomBCM43542AnoAnoAnohandsety, tablety
BroadcomBCM43391AnoAnoAnohandsety
BroadcomBCM4335 Archivováno 28. 7. 2012 na Wayback Machine.1AnoAnoAnohandsety
Intel3160 AC1NeAnoAnolaptopy
Intel7260 AC2NeAnoAnolaptopy, desktopy
Intel7265 AC2N/AAnoAnolaptopy
MarvellAvastar 88W88972AnoAnoAnotablety
MarvellAvastar 88W88643AnoAnoAnoroutery
QualcommWCN36801AnoAnoAnohandsety
QualcommQCA98622AnoNeAnotablety
QualcommQCA98803AnoNeAnodomácí routery
QualcommQCA98903AnoAnoAnoenterprise routery
QualcommQCA98922AnoAnoAnotablety, PtP Linky
QualcommQCA99904AnoAnoAnofiremní AP
QualcommQCA99923AnoAnoAnofiremní AP
MediaTekMT76101N/AN/AN/APC (PCIe nebo USB)
MediaTekMT7650[nedostupný zdroj]1N/AAnoAnohandsety
MediaTekMT7612E2AnoAnoAnolaptopy (PCIe 2.0)
MediaTekMT7612U2AnoAnoAnolaptopy (USB 3.0)
QuantennaQAC23004AnoAnoAnoroutery
Redpine SignalsRS91171AnoN/AAnohandsety
Redpine SignalsRS93333AnoN/AAnoroutery
RealtekRTL8811AU1N/AN/AN/Aadaptery (USB 2.0)
RealtekRTL8812AU2N/AN/AN/Aadaptery (USB 3.0)

Poznámky

  1. ↑ Guard interval - ochranný interval
  2. ↑ 802.11ac specifikuje pouze 5GHz, 2.4GHz je specifikováno v 802.11n

Reference

  1. ↑ Official IEEE 802.11 Working Group Project Timelines [online]. 2012-11-03. Dostupné online. (anglicky) 
  2. ↑ KELLY, Vivian. New IEEE 802.11ac™ Specification Driven by Evolving Market Need for Higher, Multi-User Throughput in Wireless LANs [online]. IEEE, 2014-01-07 [cit. 2014-01-11]. Dostupné online. (anglicky) 
  3. ↑ KASSNER, Michael. Cheat sheet: What you need to know about 802.11ac [online]. 2013-06-18 [cit. 2013-06-20]. Dostupné online. (anglicky) 
  4. ↑ a b 802.11ac: A Survival Guide [online]. Chimera.labs.oreilly.com [cit. 2014-04-17]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2017-07-03. (anglicky) 
  5. ↑ DE VEGT, Rolf. 802.11ac Usage Models Document [online]. 2008-11-10. Dostupné online. (anglicky) 
  6. ↑ ASUS RT-AC56U & USB-AC56 802.11AC Review [online]. Hardwarecanucks.com [cit. 2014-04-24]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2014-04-24. (anglicky) 
  7. ↑ IEEE Std 802.11ac™-2013 - 22.5 Parameters for VHT-MCSs [online]. IEEE, 2013-12-11 [cit. 2015-04-13]. S. 323-339. Dostupné online. (anglicky)