WiFi 6 802.11ax. La nuova frontiera per le WLAN.
Cos’è il WiFi 6?
Wi-Fi 6- Il Wi-Fi, abbreviazione di “Wireless Fidelity”, è una tecnologia di comunicazione wireless che consente la trasmissione di dati tra dispositivi e reti senza l’uso di cavi fisici. È ampiamente utilizzato per la connessione di dispositivi come computer, smartphone, tablet, stampanti e molti altri, offrendo una soluzione conveniente e flessibile per l’accesso a Internet e la condivisione di risorse in un’ampia gamma di ambienti.
La tecnologia Wi-Fi si basa sulle specifiche dello standard IEEE 802.11, che definisce i protocolli e i meccanismi per la comunicazione senza fili. Questi standard variano in base alla generazione e all’evoluzione della tecnologia, come ad esempio 802.11b, 802.11g, 802.11n, 802.11ac e 802.11ax (Wi-Fi 6). Ogni nuova generazione porta miglioramenti in termini di velocità, copertura e efficienza.
Wi-Fi 6
Wi-Fi 6 è la prossima evoluzione della tecnologia WLAN (Wireless Local Area Network). Il nome WiFi 6 fa parte di una nuova convenzione di denominazione che la Wi-Fi Alliance ha imposto agli standard Wi-Fi per renderli più facilmente comprensibili agli utenti Wi-Fi, rendendoli molto simili alla convenzione di denominazione 3G/4G/5G utilizzata dalle reti dati cellulari. Le nuove denominazioni non hanno nulla a che fare con la velocità, le capacità di banda o altri parametri tecnici di riferimento, sono puramente generazionali.
Dietro il nome Wi-Fi 6 c’è l’ultima versione dello standard di rete wireless 802.11: 802.11ax. Questo nuovo standard Wi-Fi è, secondo quanto riferito, fino al 30% più veloce di Wi-Fi 5, ma la velocità non è stato il principale vantaggio pubblicizzato dalla Wi-Fi Alliance e da altri esperti del settore.
Wi-Fi 6 porta anche una minore latenza, più dati contemporaneamente consegnabili e una migliore efficienza energetica. Per fornire questi cambiamenti, Wi-Fi 6 sta migliorando e introducendo una nuova tecnologia.
Applicazioni ad alta densità.
Wi-Fi 6 aiuterà le applicazioni nelle industrie che hanno una forte domanda di throughput e requisiti di alta densità. Settore come quello degli aeroporti in cui si ha un elevato volume di utenti di passaggio in un dato momento, sia che si utilizzi l’aeroporto come punto di trasferimento o come luogo di partenza, l’accesso Wi-Fi per informazioni o intrattenimento per passare un po’ di tempo è imperativo.
Altri ambiti di utilizzo includono gli istituti di istruzione superiore, come i college e le università, con la loro ampia e diversificata base di utenti di applicazioni e di dispositivi.
Anche l’assistenza sanitaria sta vivendo una crescente necessità di modernizzare i servizi con gli IoT.
Le Smart City con i loro vari dipartimenti, gli edifici civici e i cittadini hanno tutti la stessa necessità, hanno bisogno di migliori prestazioni di rete. La lista potrebbe continuare all’infinito! Qualsiasi rete che deve fornire il supporto per applicazioni ad alta velocità in un ambiente ad alta densità beneficerà al massimo del Wi-Fi 6.
Una manciata di termini tecnici.
Wi-Fi 6 è la prima iterazione di 802.11 ad includere l’accesso multiplo a divisione di frequenza ortogonale (OFDMA), che è un miglioramento rispetto al multiplexing a divisione di frequenza ortogonale (OFDM).
La differenza principale tra OFDM e OFDMA è il modo in cui gestisce il servizio di più dispositivi collegati. L’OFDM trasmette il traffico ad un solo destinatario alla volta, il che può creare ritardi mentre gli utenti aspettano il loro turno per i dati. L’OFDMA può trasmettere dati a più dispositivi contemporaneamente, suddividendo il traffico in pacchetti più piccoli per eliminare la coda.
Wi-Fi 6 estende le capacità di Multi-User Multi-Input/Multi-Output (MU-MIMO). MU-MIMO era precedentemente disponibile solo per le connessioni a valle e permetteva ad un dispositivo di inviare dati a più ricevitori contemporaneamente; Wi-Fi 6 aggiunge le capacità MU-MIMO anche alle connessioni a monte, permettendo così più dispositivi simultanei su una rete.
L’OFDM è utilizzato dagli standard Wi-Fi 5, 4 e precedenti per codificare e trasmettere dati. In sostanza, OFDM permette a più client o punti di accesso (AP) di contendersi la capacità di trasmettere dati; una volta che la rete è inattiva, i dati possono essere trasmessi. L’OFDM è un modo popolare e affidabile per decentralizzare l’accesso, ma ha un grosso problema: può portare a una grave latenza.
Cosa è OFDMA ?
Il protocollo OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) rappresenta una tecnologia chiave nelle reti wireless moderne, tra cui Wi-Fi, LTE e 5G. Questa tecnologia di accesso multiplo consente a più utenti di trasmettere contemporaneamente su sottoportanti ortogonali, introducendo un approccio innovativo per migliorare l’efficienza spettrale e affrontare sfide legate alla gestione del traffico.
In termini pratici, OFDMA suddivide il canale radio in sottoportanti indipendenti. Ogni sottoportante viene assegnata a un utente specifico, consentendo la trasmissione simultanea di dati da parte di più dispositivi. Questa caratteristica fondamentale riduce le interferenze tra utenti, ottimizzando l’utilizzo dello spettro radio e migliorando la qualità della connessione.
L’ortogonalità delle sottoportanti è cruciale in quanto minimizza le interferenze tra di esse. In altre parole, le sottoportanti sono progettate in modo che la trasmissione su una di esse non interferisca con le altre, contribuendo a mantenere la coerenza del segnale. Questo design aumenta la robustezza della connessione e consente alle reti di operare in condizioni sfavorevoli senza compromettere significativamente le prestazioni.
OFDMA è particolarmente adatto per ambienti con elevate densità di utenti e traffico variabile. La sua flessibilità consente una gestione dinamica delle risorse, adattandosi alle mutevoli condizioni del canale e alle esigenze specifiche del traffico di dati. Questa capacità di adattamento rende OFDMA una scelta ideale per reti che devono affrontare sfide come la congestione della rete e la crescente domanda di connettività in ambienti affollati.
Cosa è l’OFDM?
L’Orthogonal Frequency-Division Multiplexing (OFDM) è una tecnica di trasmissione utilizzata in telecomunicazioni. Questa tecnica consiste in un tipo di modulazione a multi-portante, che utilizza un numero elevato di sottoportanti tra loro ortogonali. Ciascuna di queste portanti è modulata attraverso una modulazione di tipo convenzionale (ad esempio una modulazione di ampiezza in quadratura) con un basso symbol rate. Gli algoritmi OFDM sono generati usando la trasformata di Fourier veloce. Il vantaggio primario dell’OFDM rispetto agli schemi a singola portante è l’abilità di comunicare anche in condizione pessime del canale, ad esempio nei casi in cui si presenta un’attenuazione ad alta frequenza, come nei doppini di rame, oppure interferenze a banda stretta. Inoltre, l’OFDM è utilizzato in molte applicazioni, tra cui le connessioni ADSL, dove è chiamata modulazione a multi-tono discreta (DMT).
Trasformata di Fourier
La trasformata di Fourier scompone una funzione complessa in una serie di componenti sinusoidali di diverse frequenze. Questo processo è particolarmente utile quando si tratta di analizzare segnali periodici o funzioni periodiche. La trasformata di Fourier consente di visualizzare e comprendere meglio la composizione in frequenza di un segnale.
Matematicamente, la trasformata di Fourier di una funzione è spesso indicata con , dove rappresenta la frequenza angolare. La formula generale per la trasformata di Fourier è:
Qui, rappresenta l’unità immaginaria, è la base del logaritmo naturale, e l’integrale si estende da meno infinito a più infinito. Il risultato fornisce l’ampiezza e la fase di ciascuna componente di frequenza presente nella funzione .
La trasformata di Fourier è applicata in molte aree, inclusi segnali audio, immagini, telecomunicazioni e analisi di sistemi dinamici. La sua controparte discreta, la trasformata discreta di Fourier (DFT), è comunemente utilizzata nell’ambito dell’elaborazione digitale dei segnali (DSP) per analizzare segnali digitali in modo efficiente.
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