U6-Enterprise: Access point chuẩn WiFi 6E đầu tiên của UniFi

Chuẩn WiFi 7 (802.11be) đang trong quá tình phát triển nhưng WiFi 6E thì đã có rồi. Các vấn đề về thiếu hụt chip sản xuất đã ảnh hưởng đến chuỗi cung ứng. Tuy nhiên, WiFi Alliance (tổ chức Liên minh WiFi) ước tính rằng có khoảng 350 triệu thiết bị WiFi 6E đã được tung ra thị trường trong năm 2022. Ngày 11 tháng 2 năm 2022, Ubiquiti đã giới thiệu thiết bị WiFi 6E đầu tiên trên Store với tên gọi là U6-Enterprise.

Đánh giá UniFi U6-Enterprise và phân tích chuyên sâu về WiFi 6E

UniFi U6-Enterprise là thiết bị WiFi của thế hệ tiếp theo, được thiết kế để tận dụng tốc độ WiFi 6E. Chuẩn WiFi này lý tưởng cho các mạng có mật độ cao và đòi hỏi khắc khe về tiêu chuẩn mạng. U6-Enterprise có thể hỗ trợ tới hơn 600 clients trên các kênh 2.4GHz, 5GHz, 6 GHz và cả 3 tần số đều sử dụng công nghệ OFDMA. Điều này giúp phân phối khối lượng dữ liệu lớn một cách khéo léo để đảm bảo rằng tất cả các client kết nối đều, duy trì kết nối chất lượng, nhanh chóng và đáng tin cậy.

Vào ngày 17 tháng 6 năm 2022, Ubiquiti phát hành thêm mã U6-Enterprise chuẩn WiFi 6E. Tiếp theo đó là sự xuất hiện của U6-Enterprise-In-Wall. Mã WiFi này cũng hỗ trợ 3 băng tần, có kích thước lớn hơn gấp đôi (sử dụng box âm tường 2-gang) so với các dòng In-wall cũ như AC-In-Wall và AC-In-Wall-HD. Mã WiFi này được hãng trang bị port uplink 2.5 Gbps với anten 3 băng tần dạng mảng (array).

Mục lục:

• Thông số kỹ thuật U6-Enterprise và U6-Enterprise-In-wall
• Chi tiết về U6-Enterprise
• WiFi 6E là gì?
• Tốc độ, vùng phủ sóng của WiFi tần số 5 Ghz và 6 Ghz
• Chi tiết băng tần 6 Ghz và WiFi 6E
• Giới hạn công suất phát WiFi ở tần số 6 Ghz
• Hiểu đúng về tốc độ WiFi

Thông số kỹ thuật

U6-Enterprise

Đây là thiết bị chuẩn WiFi 6E mạnh mẽ, gắn trần, được thiết kế để cung cấp vùng phủ sóng liền mạch, đa băng tần trong môi trường khách hàng mật độ cao.

• Radios
  • Tri-band, 10.2 Gbps aggregate throughput rate
  • 6 GHz
    • 4×4 DL/UL MU-MIMO and OFDMA
    • Max Radio Rate: 4.8 Gbps
    • Max TX Power: 26 dBm (6 GHz limited by PSD, not EIRP)
    • Antenna Gain: 6 dBi
  • 5 GHz
    • 4×4 DL/UL MU-MIMO and OFDMA
    • Max Radio Rate: 4.8 Gbps
    • Max TX Power: 26 dBm
    • Antenna Gain: 5.3 dBi
  • 2.4 GHz
    • 2×2 UL MU-MIMO
    • Max Radio Rate: 570 Mbps
    • Max TX Power: 22 dBm
    • Antenna Gain: 3.2 dBi
• Ports and Power
  • (1) 2.5GbE RJ45 Ethernet Input
  • Powered with 802.3at PoE+
  • PoE injector not included
  • Optimized for use with USW Enterprise switches, supporting 2.5GbE PoE switching
• Supports up to 600+ clients
• Included mounting plate, backing plate, and screw kit for quick and easy installation

U6-Enterprise-In-Wall

Thiết bị này chuẩn WiFi 6E, treo tường, kiểu dáng đẹp với bộ chuyển mạch bốn cổng tích hợp được thiết kế cho mạng văn phòng mật độ cao.

• Radios
  • Tri-band, 10.2 Gbps aggregate throughput rate
  • 6 GHz
    • 4×4 DL/UL MU-MIMO and OFDMA
    • Max Radio Rate: 4.8 Gbps
    • Max TX Power: 26 dBm (6 GHz limited by PSD, not EIRP)
    • Antenna Gain: 5.8 dBi
  • 5 GHz
    • 4×4 DL/UL MU-MIMO and OFDMA
    • Max Radio Rate: 4.8 Gbps
    • Max TX Power: 26 dBm
    • Antenna Gain: 5.8 dBi
  • 2.4 GHz
    • 2×2 UL MU-MIMO
    • Max Radio Rate: 570 Mbps
    • Max TX Power: 22 dBm
    • Antenna Gain: 4 dBi
• Ports and Power
  • (1) 2.5GbE RJ45 Ethernet Input
  • 4-port Gigabit switch with (1) PoE passthrough output
  • Powered with 802.3at 30W PoE+, 802.3bt 60W PoE++, or 48V PoE injector input
  • PoE passthrough requires PoE++ in
  • PoE injector not included
• Supports up to 600+ clients
• Included aluminum mounting plate and screw kit for quick and easy installation over top of single or double duplex wall outlet.

Chi tiết về U6-Enterprise

Thông số kỹ thuật của U6-Enterprise và U6-Enterprise-In-Wall nhìn vào thì rất đơn giản nhưng riêng chuẩn WiFi 6 GHz thì không. WiFi là một công nghệ phức tạp, thường bị hiểu lầm.

Rất may, có rất nhiều tài liệu mới về Wi-Fi 6E và U6-Enterprise đã có trong cơ sở dữ liệu của FCC kể từ tháng 7 năm 2021. Việc liệt kê công khai các thủ tục giấy tờ theo quy định đã tiết lộ một số chi tiết khác.

• Mã thiết bị được đăng ký với FCC có ID là: SWX-U6EP
• Lần đăng ký đầu tiên của Ubiquiti đã bị từ chối và lá thư từ chối từ tháng 8 năm 2021 này rất thú vị.
• Các quy tắc quản lý chứng nhận 6 GHz của FCC được mô tả tại đây.
• U6-Enterprise là thiết bị WiFi trong nhà, công suất thấp (LPI) lớp 61D.
• U6-Enterprise sẽ hỗ trợ hoạt động DFS ở 5 GHz và 4×4 MIMO với các kênh 160 MHz ở băng tần 5 GHz và 6 GHz.
• Có cùng kích thước, hình dạng với U6-LR và AC-HD.
• U6-Enterprise không đi kèm với bộ cấp nguồn và tất cả các bộ cấp nguồn mà Ubiquiti bán, chỉ hỗ trợ kết nối 100 Mbps hoặc 1 Gbps. Để cấp nguồn cho U6-Enterprise và nhận kết nối Ethernet 2,5 Gbps, bạn sẽ cần:

+ Switch Enterprise 8 PoE

+ Switch Enterprise 24 PoE

+ Switch Enterprise 48 PoE

+ Switch của hãng khác có port 2.5 Gbps and 802.3at PoE+

+ Adaptor cấp nguồn PoE của hãng khác ví dụ như của  TRENDnet’s TPE-215GI với port 2.5 Gbps

+ Thiết bị cũng hỗ trợ để hoạt động được với các Adaptor PoE+ 1 Gbps hoặc Switch cấp nguồn PoE+ 1Gbps của các hãng khác trên thị trường.

WiFi 6E là gì?

Tháng 4 năm 2022, tổ chức FCC của Mỹ đã đồng ý cho phép sử dụng miễn phí băng tần 6 Ghz trong WiFi. Điều này bổ sung thêm 1200 Mhz phổ tần (5,925 đến 7,125 GHz) cho các thiết bị không dây như WiFi. Kể từ đó đã có thêm 70 quốc gia thực hiện theo với một số lựa chọn quy tắc khác, chẳng hạn như Liên minh Châu Âu chỉ cho phép hoạt động trong băng tần U-NII5 với phổ tần 500Mhz thay vì 1200Mhz.

Với WiFi 6E, chúng ta sẽ có thêm nhiều kênh hơn, giúp cho sóng WiFi ít bị nhiễu xuyên kênh hơn.

Tốc độ và vùng phủ sóng của WiFi tần số 5 Ghz và 6 Ghz

Không có gì đặc biệt về tần số 6 GHz để giảm độ trễ hoặc tăng tốc độ. Wi-Fi 6E sử dụng cùng tiêu chuẩn PHY, MIMO và tốc độ điều chế từ Wi-Fi 6. Điểm mới duy nhất là phổ tần 6 GHz và các quy tắc xung quanh việc sử dụng phổ tần này. Một kênh 80 MHz ở 5 GHz sẽ hoạt động tương tự như một kênh 80 MHz ở 6 GHz, với một vài cảnh báo:

• Các tần số cao hơn suy hao nhanh hơn. Do đó, tín hiệu 6 GHz về bản chất cung cấp phạm vi nhỏ hơn một chút so với 5 GHz. Điều này thay đổi theo kênh, nhưng có thể được ước tính đại khái là giảm 10% phạm vi ở một mức công suất nhất định. Vị trí lắp đặt AP để có vùng phủ sóng tốt ở 5 GHz và 6 GHz gần như giống hệt nhau.
• 6 GHz cung cấp nhiều kênh hơn và ít gặp sự cố nhiễu hơn. 6 GHz cho phép tối đa bảy kênh 160 MHz hoặc mười bốn kênh 80 MHz, tùy thuộc vào các quy tắc quốc gia. Phổ bổ sung này làm cho các kênh rộng có thể sử dụng được nhiều hơn trong thế giới thực, đặc biệt là trong các mạng có nhiều AP.
• Các AP Wi-Fi 6E thường có ba băng tần để duy trì khả năng tương thích ngược. Chỉ thiết bị Wi-Fi 6E mới có thể sử dụng băng tần 6 GHz, tất cả các thiết bị khác phải sử dụng băng tần 2,4 hoặc 5 GHz.
• Nói chung, 6 GHz có thể nhanh hơn nếu bạn ở gần một AP sử dụng các kênh rộng. 2,4 GHz và 5 GHz vẫn có những ưu điểm, chẳng hạn như phạm vi hoạt động xa hơn, khả năng xuyên tường tốt hơn và khả năng tương thích với nhiều thiết bị cũ.

Chi tiết băng tần 6 Ghz và WiFi 6E

EIRP (Equivalent Isotropically Radiated Power) vs PSD (Power Spectral Density)

Thông thường, sức mạnh của AP được đo bằng EIRP. Công suất bức xạ đẳng hướng hiệu quả (EIRP) là phép đo công suất phát bức xạ từ một ăng ten đẳng hướng lý tưởng theo một hướng. Ở cấp độ cơ bản nhất, công suất phát và độ lợi của ăng-ten được cộng lại với nhau để có được EIRP của AP.

Decibel (dB) là thước đo công suất logarit. Độ lợi của ăng-ten thường được hiển thị bằng dBi và EIRP được đo bằng dBm hoặc decibel trên mỗi milliwatt. Nói chung, công suất phát cao hơn, độ lợi ăng-ten cao hơn, EIRP cao hơn = phạm vi rộng hơn. Phạm vi thực sự của bất kỳ AP nào phụ thuộc vào nơi bạn đặt nó, những thứ xung quanh nó, thiết bị bạn đang sử dụng và một loạt các yếu tố khác.

Một cách khác để đo công suất của AP là mật độ công suất quang phổ (PSD). Wi-Fi PSD thường được hiển thị dưới dạng dBm/MHz, nghĩa là nó tính đến cả công suất và độ rộng kênh.

Các thiết bị Wi-Fi ở băng tần 2,4 GHz và 5 GHz bị hạn chế bởi EIRP tối đa, không đổi trên các kích thước kênh. Điều này có tác dụng phụ là áp đặt mức nhiễu trên các kênh rộng hơn. Với mỗi lần tăng gấp đôi chiều rộng kênh, độ nhiễu trên kênh cũng tăng gấp đôi. Với EIRP không đổi, điều đó có nghĩa là các kênh rộng hơn có tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu (SNR) thấp hơn và mật độ phổ thấp hơn. Điều này làm giảm phạm vi hiệu quả của các kênh rộng so với các kênh hẹp. Các kênh rộng hoạt động tốt với tín hiệu mạnh, nhưng các kênh hẹp hoạt động tốt hơn ở phạm vi rộng và trong môi trường nhiễu nhiều.

Các thiết bị Wi-Fi 6 GHz bị giới hạn ở mật độ phổ công suất tối đa không đổi. Khi bạn tăng gấp đôi băng thông kênh của mình, bạn cũng có thể tăng gấp đôi (+3 dB) EIRP của mình, cho phép SNR nhất quán với các kênh rộng hơn. Điều này dễ hiểu hơn khi bạn nhìn thấy nó trong biểu đồ sau.

PSD and EIRP values for 6 GHz Wi-Fi devices. Image credit: mist.com

Để biết thêm về mật độ phổ công suất, hay tham khảo link: https://blogs.juniper.net/en-us/industry-solutions-and-trends/power-spectral-density  và mối quan hệ của chúng. Tham khảo thêm mối liên quan giữ mức tăng công suất dBm giữa độ lợi MIMO: https://blog.theitrebel.com/2020/02/04/dont-forget-about-mimo/

Giới hạn công suất phát WiFi ở tần số 6 Ghz

• EIRP tối đa trong 6 GHz thay đổi theo độ rộng kênh
• AP có công suất tiêu chuẩn:

+ Môi trường trong nhà hoặc ngoài trời

+ EIRP tối đa = 36 dBm

+ PSD tối đa = 23 dBm/Mhz

+ Hoạt động ở băng tần U-NII-5 và U-NII-7 (5925 – 6425 MHz, hoặc 6525 – 6875 MHz)

+ Yêu cầu sử dụng AFC system (Automated Frequency Coordination) , tương tự như DFS ở 5 Ghz. Các thiết bị cần xác định vị trí của mình và các thiết bị xung quanh trước khi hoạt động hết công suất để tránh gây nhiễu lẫn nhau.

• AP sử dụng công suất thấp như U6-Enterprise:

+ Duy nhất môi trường trong nhà

+ EIRP tối đa = 30 dBm

+ PSD tối đa = 5 dBm/MHz

+ Hoạt động ở full 1200 MHz

+ Không yêu cầu AFC

• Thiết bị thu WiFi 6E thường có công suất thấp hơn 6 dBm so với thiết bị phát.

Hiểu đúng về tốc độ WiFi

U6-Enterprise thiết bị đầu tiên của UniFi có port mạng uplink 2.5 Gbps, nhưng không phải là thiết bị duy nhất có port uplink lớn hơn 1 Gbps. UAP-XG và UWB-XG là 2 mã cung cấp port uplink lên đến 10 Gbps. Hoặc mã AC-HD nếu sử dụng port group lại thì cũng cung cấp tốc độ uplink 2 Gbps.

U6-Enterprise tuyên bố “tốc độ không dây lên đến 10.2 Gbps”. Vậy con số đó đến từ đâu? Tại sao khi kiểm tra tốc độ tôi lại không thể nào đạt được như vậy?

Nói một cách đơn giản: WiFi là kết nối không dây nên sẽ bị ảnh hưởng bởi môi trường xung quanh. Tốc độ 10.2 Gbps là tổng tốc độ của cả 3 băng tần. Thường thì thiết bị sử dụng WiFi sẽ có anten là MIMO 2×2 nên tốc độ thực sẽ chỉ có 1200 Mbps. Tốc độ này chỉ trên lý thuyết vì thực tế tốc độ thật còn thấp vì các nguyên nhân sau:

• Việc giảm điều chế từ 1024-QAM xuống 256-QAM hoặc thấp hơn
• Mất gói tin khi truyền nhận TCP/IP
• Các tín hiệu điều khiển lưu lượng cũng chiếm 1 phần nhỏ của gói tin
• WiFi thường truyền nhận theo half-duplex nên chỉ 1 thiết bị có thể truyền trên kênh tại một thời điểm
• WiFi là thiết bị chia sẻ nên xếp hàng đợi, truyền lại sẽ gây giảm thông lượng

Vì vậy thiết bị có anten 2×2 trên độ rộng kênh 80 MHz có thể đạt tốc độ 1200 Mbps nhưng thông lượng thực tế chỉ là 600 – 900 Mbps trong điều kiện lý tưởng. Thiết bị có anten 4×4 trên độ rộng kênh 160 MHz có thể đạt tốc độ 2400 Mbps nhưng thông lượng thực tế chỉ là 1200 – 1600 Mbps trong điều kiện lý tưởng.