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
- 800 ns ochranný interval (ochrana před propagačním zpožděním)
- Binární konvoluční kód
- Jeden prostorový kanál
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:

Scénář	Typický formát klienta	Rychlost připojení	Agregovaná kapacita (rychlost)
AP s jednou anténou, Klient s jednou anténou, 80 MHz	Kapesní zařízení	433 Mbit/s	433 Mbit/s
AP s dvěma anténami, Klient s dvěma anténami, 80 MHz	Tablet, laptop	867 Mbit/s	867 Mbit/s
AP s jednou anténou, Klient s jednou anténou, 160 MHz	Kapesní zařízení	867 Mbit/s	867 Mbit/s
AP s dvěma anténami, Klient s dvěma anténami, 160 MHz	Tablet, laptop	1.69 Gbit/s	1.69 Gbit/s
AP s čtyřmi anténami, čtyři stanice s jednou anténou, 160 MHz (MU-MIMO)	Kapesní zařízení	867 Mbit/s každý klient	3.39 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, PC	1.69 Gbit/s ke každé stanici	6.77 Gbit/s

Rychlosti

Teoretické

Teoretická propustnost jednoho prostorového kanálu (Mbit/s)^[7]
MCS	Modulace	Kódování	20 MHz kanály		40 MHz kanály		80 MHz kanály		160 MHz kanály
MCS	Modulace	Kódování	800 ns GI^{[a 1]}	400 ns GI	800 ns GI	400 ns GI	800 ns GI	400 ns GI	800 ns GI	400 ns GI
0	BPSK	1/2	6.5	7.2	13.5	15	29.3	32.5	58.5	65
1	QPSK	1/2	13	14.4	27	30	58.5	65	117	130
2	QPSK	3/4	19.5	21.7	40.5	45	87.8	97.5	175.5	195
3	16-QAM	1/2	26	28.9	54	60	117	130	234	260
4	16-QAM	3/4	39	43.3	81	90	175.5	195	351	390
5	64-QAM	2/3	52	57.8	108	120	234	260	468	520
6	64-QAM	3/4	58.5	65	121.5	135	263.3	292.5	526.5	585
7	64-QAM	5/6	65	72.2	135	150	292.5	325	585	650
8	256-QAM	3/4	78	86.7	162	180	351	390	702	780
9	256-QAM	5/6	N/A	N/A	180	200	390	433.3	780	866.7

Uváděné

Typ	2.4 GHz Mbit/s^{[a 2]}	5 GHz Mbit/s
AC600	150	433
AC750	300	433
AC1200	300	867
AC1300	400	867
AC1450	450	975
AC1600	300	1,300
AC1750	450	1,300
AC1900	600	1,300
AC2350	600	1,733
AC3200	600	2,600

Chipsety

Prodejce	Součástka #	Kanály	LDPC	TxBF	256-QAM	Aplikace
Broadcom	BCM43602^{[nedostupný zdroj]}	3	Ano	Ano	Ano	routery, laptopy
Broadcom	BCM4360	3	Ano	Ano	Ano	routery, laptopy
Broadcom	BCM43569	2	Ano	Ano	Ano	DTV
Broadcom	BCM4352 Archivováno 18. 4. 2015 na Wayback Machine.	2	Ano	Ano	Ano	tablety
Broadcom	BCM4350	2	Ano	Ano	Ano	tablety
Broadcom	BCM4356	2	Ano	Ano	Ano	handsety, tablety
Broadcom	BCM4354	2	Ano	Ano	Ano	handsety, tablety
Broadcom	BCM4339	1	Ano	Ano	Ano	handsety
Broadcom	BCM4335 Archivováno 28. 7. 2012 na Wayback Machine.	1	Ano	Ano	Ano	handsety
Intel	3160 AC	1	Ne	Ano	Ano	laptopy
Intel	7260 AC	2	Ne	Ano	Ano	laptopy, desktopy
Intel	7265 AC	2	N/A	Ano	Ano	laptopy
Marvell	Avastar 88W8897	2	Ano	Ano	Ano	tablety
Marvell	Avastar 88W8864	3	Ano	Ano	Ano	routery
Qualcomm	WCN3680	1	Ano	Ano	Ano	handsety
Qualcomm	QCA9862	2	Ano	Ne	Ano	tablety
Qualcomm	QCA9880	3	Ano	Ne	Ano	domácí routery
Qualcomm	QCA9890	3	Ano	Ano	Ano	enterprise routery
Qualcomm	QCA9892	2	Ano	Ano	Ano	tablety, PtP Linky
Qualcomm	QCA9990	4	Ano	Ano	Ano	firemní AP
Qualcomm	QCA9992	3	Ano	Ano	Ano	firemní AP
MediaTek	MT7610	1	N/A	N/A	N/A	PC (PCIe nebo USB)
MediaTek	MT7650^{[nedostupný zdroj]}	1	N/A	Ano	Ano	handsety
MediaTek	MT7612E	2	Ano	Ano	Ano	laptopy (PCIe 2.0)
MediaTek	MT7612U	2	Ano	Ano	Ano	laptopy (USB 3.0)
Quantenna	QAC2300	4	Ano	Ano	Ano	routery
Redpine Signals	RS9117	1	Ano	N/A	Ano	handsety
Redpine Signals	RS9333	3	Ano	N/A	Ano	routery
Realtek	RTL8811AU	1	N/A	N/A	N/A	adaptery (USB 2.0)
Realtek	RTL8812AU	2	N/A	N/A	N/A	adaptery (USB 3.0)

Poznámky

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

Reference

↑ Official IEEE 802.11 Working Group Project Timelines [online]. 2012-11-03. Dostupné online.
↑ 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.
↑ KASSNER, Michael. Cheat sheet: What you need to know about 802.11ac [online]. 2013-06-18 [cit. 2013-06-20]. Dostupné online.
↑ ^a ^b 802.11ac: A Survival Guide [online]. Chimera.labs.oreilly.com [cit. 2014-04-17]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2017-07-03.
↑ DE VEGT, Rolf. 802.11ac Usage Models Document [online]. 2008-11-10. Dostupné online.
↑ ASUS RT-AC56U & USB-AC56 802.11AC Review [online]. Hardwarecanucks.com [cit. 2014-04-24]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2014-04-24.
↑ 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.

[a-8] Guard interval - ochranný interval

[b-9] 802.11ac specifikuje pouze 5GHz, 2.4GHz je specifikováno v 802.11n

[timelines-1] Official IEEE 802.11 Working Group Project Timelines [online]. 2012-11-03. Dostupné online.

[80211ac-approved-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.

[kassner2013-3] KASSNER, Michael. Cheat sheet: What you need to know about 802.11ac [online]. 2013-06-18 [cit. 2013-06-20]. Dostupné online.

[oreilly-802.11ac-4] 802.11ac: A Survival Guide [online]. Chimera.labs.oreilly.com [cit. 2014-04-17]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2017-07-03.

[5] DE VEGT, Rolf. 802.11ac Usage Models Document [online]. 2008-11-10. Dostupné online.

[6] ASUS RT-AC56U & USB-AC56 802.11AC Review [online]. Hardwarecanucks.com [cit. 2014-04-24]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2014-04-24.

[802.11ac-2013-chapter-22.5-7] 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.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[a 1]

[a 2]