Wi-Fi 6 vs. Wi-Fi 5: что дает стандарт нового поколения?

На рынке появляется все больше устройств с поддержкой Wi-Fi 6, и, конечно, возникает вопрос: целесообразен ли апгрейд беспроводного сетевого оборудования до стандарта нового поколения? Сегодня мы посмотрим, как работают типовые системы Wi-Fi 6 в сравнении с системами предыдущего поколения. Наша задача здесь заключается не в оценке конкретного бренда или устройства, а в оценке новой технологии в целом.

Когда мы сравниваем производительность беспроводных систем, то обычно сравниваем измеряемые значения основных характеристик. К ним в первую очередь относится скорость передачи, но уровень сигнала и емкость сети также важны. Отлично, если рядом с роутером вы получаете высокую скорость подключения, но если она резко падает, как только вы переходите в соседнюю комнату, то что здесь хорошего? Итак, мы будем оценивать производительность систем Wi-Fi по трем вышеуказанным аспектам.

Как и в случае любого другого капитального обновления стандарта массовой технологии, Wi-Fi 6 (802.11ax) принес с собой множество качественных и количественных усовершенствований по сравнению со стандартом Wi-Fi 5 (802.11ac), которые были подробно описаны в нашей статье, посвященной Wi-Fi 6. Стандарт Wi-Fi 6 позволяет передавать больше битов информации с каждым пересылаемым пакетом, благодаря чему повышается скорость приема-передачи. Он также более эффективно использует выделенный частотный диапазон, что улучшает качество связи в условиях высокой загруженности эфира клиентскими устройствами. При менее плотной загрузке Wi-Fi 6 позволяет сети поддерживать большее количество одновременных подключений пользовательских устройств без снижения скорости передачи данных.

Хотя Wi-Fi 6 определенно предлагает более высокие скорости по сравнению с предыдущими стандартами, это не единственная его основная задача. В новом стандарте большое внимание уделяется оптимизации существующих технологий. Будущие обновления, ближайшее из которых – Wi-Fi 6E, откроют для беспроводных сетей новые участки частотного диапазона, что позволит еще больше повысить скорость, но это будет не ранее чем через год.

В нашем сегодняшнем тестировании принимают участие четыре устройства/системы, два из которых поддерживают предыдущий стандарт Wi-Fi 5, а два – новый стандарт Wi-Fi 6. Каждая сторона представлена одним одиночным роутером и одной двухузловой системой. На рынке имеется множество роутеров каждой категории, различающихся по производительности и цене. Для сравнения Wi-Fi 6 и Wi-Fi 5 мы выбрали наиболее типичные модели, представляющие каждую категорию и не обязательно являющиеся самыми быстрыми из имеющихся на рынке.

Стандарт Wi-Fi 6 представляют двухузловая система Asus ZenWiFi XT8 и одиночный роутер Asus RT-AX3000. На стороне Wi-Fi 5 выступают двухузловая система D-Link Covr 2202 и одиночный роутер D-Link DIR-882.

На момент написания статьи эти модели стоили соответственно $430, $180, $280 и $130. Ценники здесь не имеют решающего значения, поскольку нас занимают показатели эффективности технологий, а не конкретных устройств. Вы можете найти на рынке как более бюджетные двухузловые системы Wi-Fi 6 по цене до $300, так и роутеры Wi-Fi 5 класса high-end по цене, близкой к $400.

Блоки узловых систем Wi-Fi

Нашу методологию тестирования иллюстрирует рисунок, приведенный ниже: каждый роутер (узел) размещался на позиции, отмеченной красным, а клиентские устройства находились в контрольных точках, отмеченных синим. Во всех тестах в качестве клиентских устройств мы использовали: на первом этапе – устройство с Wi-Fi 6 в режиме одиночного подключения, и затем – это же устройство в режиме одновременного подключения с устройством Wi-Fi 5. В точках 1, 3 и 5 стандарт Wi-Fi 6 поддерживал высокопроизводительный адаптер Wi-Fi 6 на базе PCIe, в остальных точках – ноутбук Acer Swift 3 со встроенным модулем Wi-Fi 6. В качестве клиента Wi-Fi 5 во всех точках использовался смартфон OnePlus 6T.

Данные от каждого клиента передавались серверу, который отслеживал скорость работы сети. Результаты тестов с пометкой "wired" (проводные) показывают скорость передачи данных серверу, подключенному к роутеру через Ethernet, тогда как в тестах с пометкой "wireless" (беспроводные) данные передавались серверу, соединенному с тем же роутером беспроводным путем. В «проводных» тестах данные передавались по Wi-Fi от клиентского устройства роутеру и далее через Ethernet – серверу. В «беспроводных» тестах данные передавались по Wi-Fi дважды: от клиентского устройства роутеру и от роутера серверу. Полностью беспроводные тесты предъявляют к роутеру более высокие требования, поскольку он должен обеспечивать сигнал Wi-Fi и в направлении клиента, и в направлении сервера.

Размещение различных устройств в нескольких точках по соседству друг от друга дает нам более реалистичную картину работы сети Wi-Fi, чем если бы мы тестировали каждое устройство изолированно.

Тестирование в открытых условиях подразумевает, что соседствующие роутеры будут создавать взаимные помехи. Эти роутеры не поддерживают продвинутые алгоритмы распределения выделенной полосы частот и организации очередности подключений клиентских устройств, которые предлагает стандарт Wi-Fi 6, поэтому здесь мы не можем непосредственно протестировать этот функционал. С этой точки зрения изолированное тестирование было бы предпочтительнее, но это единственный аргумент в его пользу. А в остальном наши результаты достаточно адекватно отражают работу Wi-Fi в условиях дома или небольшого офиса.

Показатели производительности

Начнем с уровня сигнала, который здесь измеряется в дБм (dBm) и характеризует мощность сигнала на входе приемника. Значения – отрицательные, и большие из них (то есть более близкие к нулю) означают более сильный сигнал. Увеличение уровня сигнала на 3 дБм по логарифмической шкале соответствует двукратному увеличению мощности сигнала. Существуют федеральные стандарты, ограничивающие мощность передающих устройств; таким образом, результаты этого теста характеризуют качество (КПД и характеристики направленности) антенны и общую эффективность устройства, работающего в условиях ограничений на выходную мощность передатчика.

В диапазоне 2.4 ГГц в целом лучший уровень сигнала предлагает двухузловая система Wi-Fi 6. В диапазоне 5 ГГц результаты более плотные. На большем расстоянии от роутера преимущество узловых систем становится очевидным.

Одиночные устройства едва достают до противоположного угла дома. Однако и в этом случае роутер Wi-Fi 6 обеспечивает немного лучший сигнал.

Принимая во внимание все результаты, полученные в обоих диапазонах, сложно сделать какое-либо однозначное заключение по уровню сигнала. Переход на Wi-Fi 6 ничего не меняет в части мощности передатчика и подразумевает работу в том же самом диапазоне 5 ГГц. Решающее значение здесь всегда будут иметь характеристики направленности (включая beamforming – автоматическое формирование диаграммы направленности в сторону клиентского устройства) и эффективность антенн.

Переходим к скорости передачи данных. Эти результаты были получены с помощью iPerf3, стандартного набора тестов для определения пропускной способности беспроводной сети. Первый тест – Ideal – показывает производительность в условиях, когда передатчик и приемник находятся рядом друг с другом.

Результаты этого теста соответствуют наибольшей скорости, с которой способно работать устройство при отсутствии затухания и каких-либо препятствий на пути сигнала. Возможно, в лабораторных условиях при отсутствии помех можно было бы получить еще большую скорость, но эти результаты показывают тот практический максимум, который может получить обычный пользователь.

Получив 950 Мбит/с на устройстве Wi-Fi 6, мы впервые столкнулись с ситуацией, когда скорость беспроводного устройства ограничивается его интерфейсом Gigabit Ethernet. Это означает, что вам, чтобы иметь возможность воспользоваться преимуществом максимально высокой скорости Wi-Fi 6, нужно будет сделать апгрейд вашего сетевого оборудования с повышением пропускной способности интерфейса до 2.5 Гбит/с или до 10 Гбит/с.

Google Fiber и xFinity предлагают интернет-оснащение с пропускной способностью 2 Гбит/с, но это крайне редкий сценарий. Итак, при идеальных условиях Wi-Fi 6 предлагает примерно в полтора раза большую скорость по сравнению с Wi-Fi 5. При этом оба одиночных роутера превосходят своих узловых собратьев на 10-20%. Это справедливо для обоих поколений Wi-Fi, поскольку узловые системы обычно состоят из нескольких менее мощных блоков и использование узловых систем на ограниченном пространстве в результате дает меньшие максимальные скорости, чем можно получить при использовании одиночных роутеров.

Следующий тест тоже проводился в пределах одной комнаты, но с большим расстоянием между приемником и передатчиком. И мы видим почти такое же распределение результатов, как в тесте Ideal, только с немного меньшими скоростями. Добавление второго устройства в трех из четырех наших случаев слегка снижает скорость, тогда как в случае узловой системы Wi-Fi 6 скорость даже немного возрастает. При увеличении числа конкурирующих клиентских устройств, подключенных к одному и тому же беспроводному каналу, общая скорость чаще всего снижается по сравнению со скоростью одного-единственного подключения. Тем не менее, явным победителем здесь становится одиночный роутер Wi-Fi 6. Имейте в виду, что это фактические скорости передачи файлов, а не теоретические маркетинговые характеристики.

Теперь рассмотрим ситуацию, когда клиентское устройство находится в подвальном помещении (позиция 5 на схеме). В «проводном» тесте мы получаем лучшую скорость от одиночных роутеров, поскольку связь осуществляется все-таки на довольно близком расстоянии. При одновременном подключении двух клиентских устройств самую высокую скорость обеспечивает одиночный роутер Wi-Fi 5. Он не демонстрирует ни существенного увеличения, ни снижения скорости при подключении второго устройства, тогда как роутеры Wi-Fi 6 начинают работать заметно медленнее.

В тестах с беспроводным сервером, который располагался в точке 3, мы видим значительное снижение скорости у всех роутеров. Тот же одиночный роутер Wi-Fi 5, показавший хорошие результаты в проводном тесте, здесь занимает последнее место, а победителями по очереди становятся системы Wi-Fi 6 (двухузловая и одиночный роутер).

Мы также провели тест с расположением клиентских устройств на улице, чтобы проверить, насколько хорошо сигнал проходит через наружную стену дома. Поскольку контрольная точка на улице находится достаточно близко к роутерам, одиночные модели показывают лучшие результаты. Неожиданно, но старшая модель роутера Wi-Fi 5 обеспечивает более высокую скорость по сравнению с более новым роутером Wi-Fi 6.

Интересно также, что от узловых систем мы получили заметно большую скорость при одновременном подключении двух устройств. Возможно, это вызвано тем, что контрольная точка располагается примерно на одинаковом расстоянии от обоих узлов и каждое из двух клиентских устройств может обслуживаться «своим» узлом.

Следующая контрольная точка (3) находится через комнату от роутера. И это как раз пограничный пункт, определяющий начало «дальней» зоны, в которой лучшую скорость обеспечивают узловые системы. При подключении одного клиентского устройства обе двухузловые системы превзошли своих одиночных собратьев по стандарту.

Когда мы подключаем второе устройство, производительность немного снижается у двухузловой системы Wi-Fi 6 и почти не изменяется у одиночного роутера Wi-Fi 6 и двухузловой системы Wi-Fi 5. Одиночный роутер Wi-Fi 5 начинает испытывать трудности и скорость подключений заметно падает. В целом Wi-Fi 6 здесь работает быстрее, но преимущество в скорости не очень большое.

Последний тест соответствует наиболее неблагоприятному сценарию, когда клиент и роутер находятся в противоположных концах и на разных этажах дома. Обычно роутер стараются разместить на как можно более центральной позиции, но это не всегда возможно. Преимущества узловых систем здесь совершенно очевидны.

Подключения через одиночные роутеры в этой ситуации работают очень плохо – даже с одним клиентом, а с двумя подключениями роутер Wi-Fi 5 завис полностью. На таком расстоянии оптимизированный стандарт Wi-Fi 6 наглядно показывает свою эффективность.

Нужно ли делать апгрейд?

Мы рассмотрели достаточно много диаграмм и цифр, но давайте оглянемся назад и поговорим о том, что все это значит на практике. Системы Wi-Fi 6 очевидно быстрее, но не так чтобы очень сильно. Если у вас уже есть рабочая система Wi-Fi 5, которой вы довольны, то апгрейд вам, скорее всего, не нужен. Единственное, что, возможно, стоит обновить – это гигабитный интернет-интерфейс, в целях максимизации пропускной способности. Что касается улучшения производительности в других аспектах, то мы не видели каких-то выдающихся результатов, могущих служить основанием для апгрейда. Большинство сценариев домашнего использования, будь то стриминг или веб-серфинг, подразумевает меньшую нагрузку на подключение по сравнению с тестовой.

Если же ваша текущая система вас не устраивает и вы собираетесь покупать новый роутер, то в этом случае мы однозначно рекомендуем присмотреться к Wi-Fi 6.

Однако имейте в виду, что некоторые усовершенствования Wi-Fi 6, касающиеся увеличения емкости сети и оптимизации управления пользовательскими подключениями, полностью окупятся только в том случае, если большая часть клиентских устройств, подключающихся к вашей сети, будет поддерживать Wi-Fi 6. Через год-другой, когда все устройства будут выпускаться с поддержкой Wi-Fi 6, этот вопрос отпадет сам собой.

Одиночные Wi-Fi роутеры

Если говорить об одиночном роутере, то в категории устройств, которые мы тестировали сегодня, поддержка Wi-Fi 6 обойдется вам в дополнительные $50, хотя тут многое зависит от типа устройства, бренда и т.д. И, если ваша территория не выходит за радиус действия одиночного роутера, мы все-таки рекомендуем вам Wi-Fi 6. Уже сейчас вы получите некоторую прибавку к скорости, а в дальнейшем – намного более существенные дивиденды в части производительности сети Wi-Fi.

Что касается узловых систем, то здесь дело с выбором обстоит немного сложнее. Узловые системы Wi-Fi появились сравнительно недавно, поэтому, если такая система у вас уже есть, она не может быть слишком старой и срочный апгрейд вам, скорее всего, не нужен. Узловая система может понадобиться для более масштабной сети – с большей зоной охвата и большим количеством обслуживаемых устройств. Wi-Fi 6 здесь зарекомендовал себя отлично, но его преимущества будут реально проявляться только при большом числе клиентов с поддержкой Wi-Fi 6. Если у вас относительно старые клиентские устройства – телефоны или ноутбуки – и вы не планируете обновлять их в течение ближайшего года, то покупать систему Wi-Fi 6 прямо сейчас вам не нужно. Вы можете спокойно подождать до того момента, когда парк клиентских устройств будут составлять преимущественно устройства с Wi-Fi 6. Однако, если у вас уже есть новый ноутбук или смартфон с поддержкой Wi-Fi 6, вы сможете сразу оценить новый высокоэффективный стандарт Wi-Fi, и мы со спокойной совестью рекомендуем вам апгрейд.

Читайте наши обзоры новейших роутеров Wi-Fi 6 и делайте грамотный выбор.