Met het op de markt brengen van onze eerste AX-router in december 2018 leek het mij handig om de meest significante voordelen van de nieuwe 802.11ax (ofwel Wi-Fi 6) standaard op een rij te zetten. Belangrijkste doelstellingen van Wi-Fi 6 is het terugdringen van interferentie tussen Wi-Fi netwerken waardoor de gebruikservaring aanzienlijk verbeterd. Maar waar zitten nu precies deze verschillen en hoe dragen deze bij aan de verbeteringen door deze Wi-Fi standaard.

Laten we eerst even de kijken naar de belangrijkste verschillen tussen Wi-Fi 5 (802.11AC) en Wi-Fi 6:

Specificaties Wi-Fi 5 Wi-Fi 6
Frequentiebanden 5 GHz 2.4 GHz en 5 GHz
Modulatie techniek OFDM OFDMA
Modulatieschema 256 QAM 1024 QAM
Communicatie Half-Duplex Full-Duplex
Datasnelheden 433 Mbps bij 80 MHz en 1 Spatial Stream

6.933 Gbps bij 160MH en 8 Spatial Streams

600.4 Mbps bij 80 MHz en 1 Spatial Stream

9.6078 Gbps bij 160 MHz en, 8 Spatial Streams

Laten we de voordelen van Wi-Fi 6 n.a.v. de bovenstaande tabel eens bekijken:

Zoals bekend is Wi-Fi 5 alleen beschikbaar voor de 5 GHz, terwijl bij Wi-Fi 6 ook de 2.4 Ghz band meegenomen is in de standaard. Belangrijkste beweegreden hiervoor is de toenemende groei van IoT oplossingen. Deze toepassing heeft bij dataoverdracht niet veel bandbreedte nodig, omdat de hoeveelheid data bij IoT devices beperkt is. In combinatie met de reikwijdte is de 2,4GHz de meest voor de hand liggende frequentie, voor IoT oplossingen. Maar ondanks dat te versturen IoT data klein is, is de overhead van deze dataoverdracht groot en zocht men voor Wi-Fi 6 een verbeterde manier van moduleren en dat werd “Orthogonal Frequency Division Multiple Access. Uiteraard is deze modulatie ook toegepast op de 5GHz frequentie, want ook daar is ook veel winst in kwaliteit te behalen.

OFDMA maakt het per kanaal mogelijk om niet alleen in de tijd, maar ook in de frequentie meerdere Wi-Fi sessies van verschillende cliënts af te handelen. Dit is een behoorlijke efficiëntieslag, want bij OFDM kan er slecht één Wi-Fi sessie in de tijd op een kanaal.
Omdat OFDMA het spectrum beter belast gaat de interferentie omlaag en zo kunnen we ook denken aan een nog zwaardere QAM-techniek dan bij Wi-Fi 5.

QAM ofwel in het Nederlands, Kwadratuur-amplitudemodulatie is een coderingsmethode t.b.v. dataoverdracht. Hierbij vormen tijd en amplitude, elk een individueel punt in een kwadrant. Elk punt vertegenwoordigd weer een unieke bit-waarde en op deze manier kan data zo effectief mogelijk worden verzonden. Hoe groter het aantal punten in het kwadrant des te beter de transfersnelheid. Bij Wi-Fi 5 wordt QAM-256 toegepast, dus 256 punten in een kwadrant. Hier hebben we ondervonden dat de snelheid na 6 meter omlaag gaat. Dit komt door het feit dat hoe meer punten er in een kwadrant zijn, hoe kleiner de tolerantie wordt. Na 6 meter wordt de onzuiverheid van het signaal te groot en ontstaan er te veel fouten, zodoende schakelt Wi-Fi 5 terug naar QAM-128. Omdat de interferentie bij Wi-Fi 6 beduidend beter is, wordt het mogelijk om de nog zwaardere QAM-1024 techniek toe te passen.

Full-Duplex: Communicatie bij alle oudere Wi-Fi standaarden is op basis van half duplex. Bij een half-duplex verbinding, kan je niet tegelijk zenden en ontvangen op een kanaal. Half-duplex is inefficiënt en kost relatief veel bandbreedte. Zo kan je bij half duplex in het slechtste geval de snelheid van een Wi-Fi verbinding door twee delen, afhankelijk van het type sessie kan deze verhouding gunstiger zijn. Door gebruik te maken van een speciaal voor Wi-Fi 6 ontworpen technologie (In-frame Querying) is het mogelijk om op een efficiënte manier full-duplex technologieën binnen Wi-Fi 6 te realiseren.
Vanzelfsprekend worden de bestaande technieken als multi-user, multiple input, multiple output (MU-MIMO) toegepast, waardoor een access point gelijktijdig met meerdere devices middels meerdere streams kan werken. Beamforming wordt uiteraard nog steeds toegepast en bevorderd de signaalruisverhouding.
Ook zijn er nieuwe technieken als het zo geheten, target wake time om het batterijverbruik van de Wi-Fi 6 cliënt te verbeteren.
Door de verscheidenheid aan technieken is Wi-Fi 6 in theorie, vier keer zo snel als Wi-Fi 5.

De combinatie van boven genoemde protocollen dragen sterk bij in een nog efficiëntere datatransmissie en zo aan een aanzienlijk beter Wi-Fi kwaliteit. Wi-Fi 6 is uiteraard downwards compatible met de vorige Wi-Fi standaarden, zodat ook de oudere Wi-Fi cliënts gebruik kunnen maken van een Wi-Fi 6 router of access point.
Om volledig gebruik te maken van alle voordelen van Wi-Fi 6 dienen zowel de router/acces point en de Wi-Fi cliënts Wi-Fi 6 te ondersteunen. Wi-Fi 6 cliënts zullen in de loop van 2019 Op de markt verschijnen.

Eric Lindeman
Sr. SE NETGEAR Benelux