Wifi 6E: wat is het en moet je er nu al iets mee?

Abonneer je gratis op Techzine!

Als je de wifimarkt een beetje volgt, dan is het je vast niet ontgaan dat er langzaam maar zeker producten met Wifi 6E-ondersteuning op de markt komen. Wat heb je daar op dit moment aan? In dit artikel duiken we dieper in de wereld van Wifi 5, 6 en 6E en willen we erachter komen wat we zoal van Wifi 6E mogen verwachten. Om antwoord te krijgen op die laatste vraag, gaan we ook in gesprek met Dobias van Ingen, EMEA CTO van Aruba.

Wifi 6E is op zich geen enorm grote stap in de ontwikkeling van de 802.11 IEEE-standaard, laten we dat vooropstellen (maar zie onder voor een verduidelijking). De voorloper, Wifi 6 (802.11ax) was dat wel ten opzichte van Wifi 5 (802.11ac). In die stap zat een zeer fundamentele verbetering. Laten we dus eerst beginnen met een korte beschrijving van Wifi 6, aangezien dat ook de basis is voor Wifi 6E. Om dat op een enigszins duidelijke manier te doen, plaatsen we Wifi 6 eerst tegenover Wifi 5 en haar voorlopers.

Wifi 6 versus Wifi 5

Om te snappen waarom Wifi 6 zo’n grote stap was ten opzichte van Wifi 5, is het belangrijk om vooral de toevoeging van OFDMA aan Wifi 6 goed te kunnen duiden. OFDMA staat voor Orthogonal Frequency-Division Multiple Access en is een doorontwikkeling van OFDM, oftewel Orthogonal Frequency-Division Multiplexing. Dat laatste werd al gebruikt in Wifi 5 (en Wifi 4, 802.11n, en zelfs al in Wifi 3, 802.11g), OFDMA is nieuw sinds Wifi 6. Let wel, nieuw in de wereld van wifi, in de wereld van de mobiele datanetwerken (LTE en 5G) werd en wordt OFDMA al langere tijd gebruikt.

OFDMA maakt het mogelijk om verbindingen tussen access points en clients zo te verdelen dat meerdere clients tegelijkertijd kunnen worden bediend. Dat was met OFDM in principe niet mogelijk, daar werd dit sequentieel oftewel na elkaar gedaan, ook toen MIMO (Multiple In Multiple Out) zijn intrede had gedaan bij 802.11n (Wifi 4 dus). Met MIMO was het weliswaar mogelijk om een kanaal te verdelen in meerdere zogeheten spatial streams, maar die gingen wel allemaal naar dezelfde client toe. Met andere woorden, je voegde er rijbanen aan de snelweg mee toe, maar al die banen gingen naar hetzelfde eindpunt.

Bron; Aruba

Wifi 5 had wel een andere mogelijkheid om meerdere clients tegelijkertijd te bedienen. Die werd geïntroduceerd in de zogeheten Wave 2 van de 802.11ac-standaard die later Wifi 5 genoemd zou worden. Dat was MU MIMO. Hiermee werd het mogelijk om de al eerder aangehaalde gescheiden datastromen ook daadwerkelijk naar meerdere clients tegelijkertijd te sturen. Dat verhoogt de capaciteit van de access points uiteraard. Met een access point met vier antennes en vier spatial streams was het nu mogelijk om drie clients met een enkele antenne simultaan te bedienen.

OFDMA versus MU-MIMO

Het is dus duidelijk dat het kunnen bedienen van meerdere clients tegelijkertijd niet nieuw was in Wifi 6. OFDMA doet dit echter op een fundamenteel andere manier dan MU MIMO. Waar je het kanaal bij MU MIMO als het ware in verticale reepjes snijdt en daar fysiek gescheiden streams van maakt, kun je het kanaal middels OFDMA in horizontale blokjes hakken. Bij MU MIMO is er zogeheten beamforming nodig om de verschillende streams separaat van elkaar bij de verschillende clients te doen belanden. OFDMA maakt hier geen gebruik van. Deze technologie deelt het spectrum op en wijst clients dynamisch een stukje spectrum toe binnen het kanaal, zonder dat er specifieke beamforming plaats hoeft te vinden. Ze krijgen allemaal een eigen zogeheten Resource Unit toegewezen door het access point. Een Resource Unit bestaat dan weer uit subcarriers, die elk een bandbreedte hebben van 78.125 kHz.

Het voornaamste voordeel van OFDMA boven MU MIMO is dat er beduidend meer clients tegelijkertijd mee bediend kunnen worden. Over het algemeen gaat het om een factor vier meer clients. Aangezien het totale 5GHz-spectrum niet groter wordt, betekent dit ook dat er per client minder bandbreedte beschikbaar is met OFDMA. Dat maakt dit ook vooral erg geschikt voor apparatuur met relatief bescheiden eisen op het gebied van bandbreedte. OFDMA is vooral een efficiëntieslag, je moet er geen records van verwachten op het gebied van throughput.

Is er meer bandbreedte nodig, dan is MU MIMO een betere keuze. Dat is in Wifi 6 ook nog altijd beschikbaar trouwens. Sterker nog, de functionaliteit ervan is uitgebreid. Waar MU MIMO in Wifi 5 alleen downstream werkte, werkt het in Wifi 6 ook upstream. Dat klinkt wellicht als een kleine stap, maar maakt de netwerkcommunicatie als geheel een stuk sneller. In Wifi 5 kon je weliswaar heel snel communiceren met meerdere clients vanaf het access point, voor de weg terug moesten de clients nog altijd op elkaar wachten.

Je zou kunnen zeggen dat Wifi 6 met OFDMA en de nieuwste versie van MU MIMO een belangrijk gat met bekabelde netwerken voor een deel gedicht heeft. Wifi heeft met deze technologieën switch-eigenschappen gekregen. Let wel, het is nog altijd niet full-duplex, maar het komt er wel in de buurt.

Overige nieuwe features in Wifi 6

Naast OFDMA en de nieuwste versie van MU MIMO, zijn er nog twee belangrijke zaken. Allereerst is er Target-Wake-Time (TWT). Hiermee kan een access point aan bijvoorbeeld IoT-apparatuur doorgeven wanneer ze gebruik kunnen en mogen maken van het netwerk. Dit verlengt de accuduur van dat soort apparatuur aanzienlijk. Normaal gesproken moeten apparaten regelmatig aan een netwerk laten weten dat ze er nog zijn om toegang te blijven houden tot het netwerk. Dat is nu niet meer nodig.

Tot slot is er dan nog de toevoeging van WPA3 aan Wifi 6. Dit is de nieuwste versie van deze encryptiestandaard. Deze is uiteraard weer veiliger dan de voorloper, zowel in persoonlijke als enterprise-omgevingen. WPA3 Personal neemt afscheid van de Pre-Shared Key (PSK) en vervangt deze door Simultaneous Authentication of Equals (SAE). Dit zorgt ervoor dat ook eenvoudige wachtwoorden beter beveiligd zijn tegen brute-force aanvallen. WPA3 Enterprise biedt indien gewenst de mogelijkheid om verbindingen te voorzien van ten minste 192-bit encryptie. Tot slot is Enhanced Open Mode onderdeel van WPA3. Dit moet meer bescherming bieden in open netwerken. Verkeer wordt altijd voorzien van encryptie, ook als er geen wachtwoord wordt gebruikt. Let wel, dit levert verder geen netwerkbeveiliging op. Iedereen kan nog steeds verbinding maken met het open netwerk. Dus er is geen zekerheid dat gebruikers met het juiste netwerk verbinden.

Wat voegt Wifi 6E toe?

Nu we duidelijk hebben wat de basis van Wifi 6E, namelijk Wifi 6, nu precies toevoegt aan de wereld van wifi, kunnen we naar Wifi 6E. Eigenlijk voegt dit niet zoveel nieuws toe als je puur kijkt naar features. Naast het forceren van WPA3 in omgevingen waarin dat kan, is er eigenlijk maar een noemenswaardige toevoeging. Dat is alleen wel meteen een behoorlijk grote. Wifi 6E voegt namelijk de 6GHz-band toe, naast 2,4 en 5 GHz.

Denk niet dat 6 GHz alleen maar een kopie is van 5 GHz. Het biedt veel meer bandbreedte. Waar je bij 2,4 GHz in totaal zo’n 80 MHz aan frequentiespectrum hebt en bij 5 GHz zo’n 500 MHz, kom je in de 6GHz-band uit op een totaal frequentiespectrum van 1,2 GHz. In theorie betekent dat vooral ook dat je nu veel meer zeer brede kanalen kunt inzetten. Het gebruik van brede kanalen (80 en 160 MHz) werd zeker in zakelijke omgevingen doorgaans afgeraden. Nogal logisch, want je hebt er in de 5GHz-band maar een beperkt aantal van, zeker van 160MHz-kanalen. Het is zonde om daarmee je hele spectrum op te souperen. In de 6GHz-band is er echter ruimte voor een totaal van 7 kanalen met een bandbreedte van 160 MHz en 14 met een bandbreedte van 80 MHz. In dat soort aantallen zijn ze ook echt bruikbaar.

Bron; Aruba

Om eens wat meer inzage te krijgen in de toekomst van wifi en welke rol Wifi 6E hierin speelt, hebben we wat vragen gesteld aan Dobias van Ingen, EMEA CTO bij Aruba. Dat bedrijf heeft recent haar eerste Wifi 6E-access point aangekondigd. Dit komt na de zomer op de markt. Daar moet dus voldoende kennis zitten om onze vragen te beantwoorden.

Uiteraard geldt voor Wifi 6E hetzelfde als voor alle varianten van netwerkcommunicatie. Om de maximale vruchten ervan te kunnen plukken, moeten alle onderdelen in de keten het ondersteunen. Is dat niet het geval, dan heb je er sowieso (nog) niets aan.

Niet het volledige spectrum in Europa

In Europa worden we met betrekking tot Wifi 6E vooralsnog blij gemaakt met een halfdode mus, constateren we. We krijgen hier namelijk niet meteen de volledige extra GHz, maar slechts de helft. Van Ingen geeft aan dat Aruba maar ook alle andere partijen in hun industrie hard bezig zijn geweest om Wifi 6E goedgekeurd te krijgen. Dat is niet zo eenvoudig als het klinkt. Het is namelijk een vrij spectrum, waarvoor je dus geen licenties nodig hebt. Dan moet je goede afspraken maken. Je moet bijvoorbeeld ook rekening houden met bestaande gebruikers van een bepaald gedeelte van het frequentiespectrum. Uiteraard moeten al die afspraken ook nog goedgekeurd worden door onder andere de EU. Dat duurt hier dus kennelijk langer.

Het akkoord in Europa met betrekking tot de onderste 500 MHz zou je dus al een overwinning kunnen noemen, als we zo eens tussen de regels door naar Van Ingen luisteren. Het is ook niet zomaar een vrijblijvendheid binnen de EU, geeft hij aan als we vragen hoe vast dit spectrum nu ligt in Europa. “Uiterlijk 1 december 2021 moeten alle lidstaten van de EU de onderste 500 MHz openzetten”, geeft hij aan. Het blijft natuurlijk wel jammer dat niet het hele spectrum al opengaat. De onderste 500 MHz grenst immers zeer nauw aan de 5GHz-band. Dat levert onherroepelijk een zekere mate van interferentie op. Dit moet je in het access point goed regelen, stelt Van Ingen. Ook daar wordt door de verschillende leveranciers nog druk aan gewerkt. Hun eigen oplossing in de AP-635 is op dit moment nog in de ‘patent pending’ fase, zo nieuw is het allemaal nog.

Regel je de scheiding van 5 en 6 GHz niet goed in je access points, dan krijg je daar onherroepelijk last van. Er zal dan interferentie optreden. Interferentie schaadt de kwaliteit van draadloze verbindingen altijd. Je kunt er als leverancier voor kiezen om zeer scherpe filters in te zetten om de twee radio’s van elkaar te scheiden. Een stuk eenvoudiger is het om gewoon wat kanalen weg te laten. In dat laatste geval zorg je er echter ook voor dat het maximale aantal 80MHz- en 160MHz-kanalen afneemt. Dat is eigenlijk niet wat je wilt, want dat is nu juist een van de belangrijke voordelen van Wifi 6E. Aangezien Van Ingen stelt dat de oplossing in de AP-635 nog in de ‘patent pending’-fase zit, lijkt het ons niet aannemelijk dat men daar voor de tweede optie is gegaan. Van Ingen kon hier verder vanzelfsprekend niet veel meer over vertellen.

NP, LPI, VLP

Als je je gaat verdiepen in de terminologie van Wifi 6E, kom je al snel op de verschillende typen apparatuur. Deze worden aangeduid als Normal Power (NP), Low Power Indoor (LPI) en Very Low Power (VLP). Een van de redenen om dit onderscheid te maken, is het toegestane zendvermogen. En dan vooral het onderscheid tussen indoor en outdoor. Ook op 6 GHz heb je namelijk te maken met andere toepassingen die er gebruik van maken, bijvoorbeeld bestaande straalverbindingen. Dat is nu eenmaal gebruikelijk in vrij spectrum.

Een NP-access point mag je binnen en buiten gebruiken, maar wel alleen met een zogeheten AFC, wat staat voor Automated Frequency Coordination. Een access point moet verbinding maken met een goedgekeurde database waarin staat welke frequenties hij niet mag gebruiken. Dat zijn frequenties die gebruikt worden door andere diensten. Deze standaard is echter niet gecertificeerd door de EU, dus heel relevant is hij niet in onze regio.

Een LPI-access point heeft geen AFC-vereiste. Deze mag wel alleen binnen gebruikt worden. Om dit min of meer te kunnen garanderen, mogen deze access points geen weersbestendige behuizingen hebben. Ook mogen er geen externe antennes op zitten of opgezet kunnen worden en mogen ze niet op een accu werken. De VLP-access points zijn uitsluitend bedoeld voor verbindingen op zeer korte afstand, zowel indoor als outdoor. Hier is geen AFC voor nodig, zoals dat het geval is bij NP-access points. Daar staat tegenover dat ze een zendvermogen mogen hebben van slechts 14 dBm. Voor NP-access points is 36 dBm vastgesteld, LPI-access points moeten het doen met maximaal 23 dBm EIRP. Voor de meeste wifinetwerken is 15 dBm EIRP voldoende, geeft Van Ingen aan. Dus de bovengrens van 23 dBm zou ruimschoots voldoende moeten zijn.

De onderverdeling in verschillende klassen zorgt ervoor dat zoiets als DFS geen issue meer is. Dynamic Frequency Selection zorgt er op 5 GHz voor dat wifi nooit interfereert met andere diensten die gebruikmaken van hetzelfde spectrum. Gebruik je op 6 GHz gewoon netjes indoor een LPI-access point, dan kom je waarschijnlijk nooit in de problemen, geeft Van Ingen aan. Met andere woorden, je zou dan altijd het volledige beschikbare frequentiespectrum moeten kunnen gebruiken.

Nu meteen overstappen?

Een belangrijke vraag op dit moment is wat ons betreft wanneer je moet overstappen op Wifi 6E. Een nieuwe technologie is doorgaans ook duurder. In het geval van Wifi 6E voeg je naast nieuwe softwarematige upgrades ook nog eens een extra radio toe aan het AP. Dat dit duurder uitvalt is op zich niet erg, maar dan moet je er als organisatie ook wel echt iets aan hebben.

Van Ingen geeft desgevraagd aan dat voor de meeste organisaties op dit moment Wifi 6 voldoende zal zijn. Heb je echter zeer specifieke toepassingen die veel bandbreedte nodig hebben, dan kan het wel lonen om over te stappen. Als je veel doet of gaat doen met 4K- of zelfs 8K-video, dan heb je heel veel aan de extra 80MHz-kanalen ten opzichte van 5 GHz, bijvoorbeeld. Van Ingen krijgt vanuit de markt ook voornamelijk vragen rondom dit soort applicaties, of Wifi 6E deze beter kan ondersteunen dan wifi tot nu toe kon.

Overstappen naar Wifi 6E is uiteraard niet alleen een kwestie van de initiële investering. De inrichting van je (draadloze) netwerkinfrastructuur moet er ook mee om kunnen gaan. Van Ingen verwacht dan ook dat het Smart Rate switching-portfolio van Aruba een stevige boost gaat krijgen. Dit type switches kan meerdere linkrates aan, naast 1 ook 2,5, 5 en zelfs 10 Gbps. Dit in de regel zonder de bestaande bekabeling te vervangen. De meeste access points van Aruba beschikken zelf over een 5Gbps LAN-aansluiting. 10 Gbps is vooralsnog een brug te ver gebleken, volgens Van Ingen. Het is daarnaast ook niet nodig, omdat het piekverkeer toch niet boven de 5 Gbps komt. 10Gbps-onderdelen zijn op dit moment verder ook nog altijd erg duur en dus minder interessant voor zowel leverancier als eindgebruiker.

Een nieuwe frequentie betekent vaak ook een nieuwe inrichting. Althans, dat was het geval toen de overstap van single- naar dual-band gemaakt werd. 5GHz-signalen zwakken veel sneller af dan 2,4GHz-signalen, dus moeten er meer access points opgehangen worden om een compleet dekkend draadloos netwerk te krijgen. Is dat bij Wifi 6E ook het geval? Volgens van Ingen valt dat wel mee. “Je kunt in de praktijk gewoon je bestaande 5GHz-inrichting blijven gebruiken”, geeft hij aan. Je hoeft dus niet plots meer access points te kopen. Uiteindelijk is het vooral van belang dat je kijkt wat je nodig hebt. Je hebt misschien sowieso niet overal Wifi 6E nodig. Dan moet je dat ook niet aanschaffen. Het signaal op de 6GHz-band zwakt in ieder geval niet veel sneller af dan dat op 5 GHz, geeft Van Ingen aan.

Wifi en 5G gaan samenwerken

We ontkomen in een gesprek zoals dit niet aan de vraag of Wifi 6E nog iets betekent voor de ‘strijd’ tussen wifi en 5G. Wij horen in ieder geval nog weleens dat er kennelijk gevochten moet worden tussen de twee technologieën. Van Ingen wil hier niets van weten. Hij gelooft heilig in de samenwerking tussen 5G en wifi.

De basis voor dit geloof is vrij eenvoudig: er is al zoveel wifi indoor beschikbaar dat het onzinnig is om dat niet te gebruiken. Tel hierbij op dat vooral het lage spectrum van 5G een redelijk goede penetratie heeft en je daar dus niet de beste prestaties op hebt, en het lijkt vrij voor de hand liggend om een hybride netwerkvorm te behouden.

Daarnaast zal de latency van 5G ondanks de mooie belofte van 1 ms altijd een probleem blijven, stelt hij. Het zal in bepaalde omstandigheden best lukken om een extreem lage latency te halen, maar technologiebreed ziet hij dat echt niet gebeuren. Wifi heeft daarentegen standaard een uitstekende latency en totale capaciteit per vierkante meter.

Uiteindelijk zal er dus een samenwerking ontstaan tussen 5G en wifi. Waarbij offloading onder andere een belangrijke rol speelt. Als iets niet per over de backbone van een 5G-provider hoeft te gaan, dan kan apparatuur dit beter via wifi afhandelen. Dat houdt het 5G-netwerk vrij van zaken waar die technologie aantoonbaar beter in is. Denk hierbij aan zaken zoals fast roaming en connected cars. Vergeet ook niet dat wifi veel energiezuiniger is dan 5G, geeft Van Ingen aan. Dat zal in sommige gevallen ook een doorslaggevende factor zijn om voor wifi te blijven gaan.

Kijk je voorbij bovenstaande technische voor- en nadelen, dan zijn er ook nog enkele praktische zaken. Allereerst is 5G een gelicenseerde band, met allerlei bijkomende eisen en kosten. Wifi is (grotendeels) open. Dat gaat onherroepelijk ook een invloed hebben op wat er zoal op de markt komt.

Als organisatie ben je tot slot ook ongetwijfeld graag goed op de hoogte van wat er zoal in je netwerk gebeurt. Zaken zoals inzicht en security heb je in een wifi-netwerk, uiteraard met een goede basis, veel beter op orde dan via 5G. Providers kunnen je doorgaans niet de inzichten geven die netwerkleveranciers kunnen, aldus Van Ingen. Dit zou overigens best nog eens kunnen veranderen. We hebben de laatste tijd de nodige partnerships voorbij zien komen tussen leveranciers van 5G-infrastructuur en netwerkleveranciers. Dat zou op zich ook helemaal passen bij een steeds betere samenwerking tussen 5G en wifi overigens, dus heel verrassend zijn dat soort samenwerkingen niet.

Conclusie

Wat de exacte verhoudingen tussen wifi en 5G ook gaan zijn, het is vrijwel zeker dat beide technologieën naast elkaar en vaak ook met elkaar blijven bestaan. Wifi 6E is op dit moment wellicht nog niet heel relevant, maar gaat dat ongetwijfeld wel worden. Hoe snel dat zal zijn, hangt van enkele factoren af.

Allereerst zou het prettig zijn als het volledige 6GHz-spectrum ook in Europa beschikbaar komt. Daarnaast zal het afhangen van de applicaties die gebruikt worden. Gaan die steeds meer bandbreedte vragen, dan komt de vraag naar Wifi 6E vanzelf. Uiteraard moet ook de backbone van organisaties ingericht zijn op de toename in traffic die verwerkt moet worden en moeten de adapters aanwezig zijn in de clients om het te kunnen gebruiken. Dat laatste gaat nu al een stuk sneller dan bijvoorbeeld het geval was bij 802.11ac (Wifi 5), dus dat doet vermoeden dat het best rap kan gaan met Wifi 6E. We gaan het hier op Techzine in ieder geval goed in de gaten houden.