Cosa significa Wi-Fi 6 e come funziona: quello che conta è la rete, non la velocità

Su queste pagine, parliamo sempre più spesso di Wi-Fi 6, uno standard ormai piuttosto diffuso nelle nostre case. Non solo router Wi-Fi, ma anche altri dispositivi come PC e smartphone vengono dichiarati compatibili con questo standard . 

Ma cosa significa esattamente Wi-Fi 6, e quali sono i vantaggi che porta rispetto agli standard Wi-Fi precedenti (Wi-Fi 5 in primis)? In questo articolo cercheremo di rispondere a queste e altre domande, con uno sguardo alla sua evoluzione attuale, Wi-Fi 6E, e al futuro.

Il Wi-Fi 6 è uno standard IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) per reti locali senza fili (Wireless Local Area Networks, WLAN), noto anche IEEE 802.11ax o "Wi-Fi ad alta efficienza", per i miglioramenti che ha apportato in ambienti congestionati.

Wi-Fi 6 è, come lo standard precedente Wi-Fi 5, dual band,a 2.4 e 5 GHz. La differenza principale tra le bande da 2.4 e 5 GHz è data da copertura e larghezza di banda (velocità). La banda a 2.4 GHz offre una copertura maggiore, ma trasmette i dati a velocità inferiori. La banda a 5 GHz offre meno copertura ma invia i dati a velocità più elevate (quindi è più utile per esempio per lo streaming tra dispositivi).

Come si può intuire già a questo punto, il Wi-Fi 6 risponde a una specifica esigenza, la necessità di migliorare le performance dell'intera rete. Fino allo standard precedente Wi-Fi 5 (IEEE 802.11ac), infatti, l'attenzione era rivolta alla velocità "di picco". Con l'aumentare dei dispositivi intelligenti nelle case (che hanno applicazioni e necessità eterogenee), ci si è accorti che questo non era più sufficiente e bisognava aumentare l'efficienza nella gestione simultanea dei dispositivi da parte degli access point (AP). Il concetto è piuttosto semplice, quando più dispositivi usano le stesse frequenze, il canale si satura in fretta e la velocità crolla, un po' come il traffico congestionato da tante auto con un solo passeggero blocca la viabilità su una strada. 

IEEE e Wi-Fi Alliance, l'organizzazione no profit che detiene il marchio Wi-Fi, hanno collaborato per rilasciare il nuovo standard nel 2018 (ma è stato ufficialmente approvato nel 2021) con l'obiettivo preciso di rispondere a queste necessità. Il Wi-Fi 6 presenta una serie di caratteristiche rispetto al Wi-Fi 5, alcune completamente nuove, altre che invece rappresentano un'evoluzione.

Come abbiamo detto, lo standard 802.11ax, nato per migliorare l'efficienza in reti ad alta densità, in realtà sfrutta i punti di forza degli standard precedenti migliorando al contempo efficienza, flessibilità, scalabilità e sicurezza. Ecco i miglioramenti principali rispetto al Wi-Fi 5:

• Maggiore capacità di throughput (trasferimento): fino a tre volte rispetto all' 802.11ac (da 3,5 Gbit al secondo a 9,6 Gbit al secondo), ottenuta grazie a una migliore efficienza dello spettro. Il punto importante qui non è la maggiore velocità nominale, ma "per area", da cui deriva il temine "alta efficienza".
• Minore latenza: grazie alla migliore efficienza della gestione di grandi quantità di traffico di rete, si può ottenere una riduzione della latenza fino al 75%
• possibilità di sfruttare le bande a 2,4 GHz e 5 GHz per numerosi casi d'uso
• Prestazioni multiutente: questo si ricollega direttamente al primo punto ed è possibile grazie tre importanti novità che, riprendendo l'immagine del traffico, è come se permettessero di caricare i dati su degli autobus invece che metterli in auto singole:
• OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access): permette la trasmissione dei dati di ogni dispositivo simultaneamente e in parallelo, proprio come nella tecnologia delle comunicazioni cellulari, separando lo spettro in unità di risorse tempo-frequenza (UR). Questo determina un miglioramento delle prestazioni, soprattutto per pacchetti piccoli e sensibili alla latenza come il traffico voce e i dispositivi IoT, che così possono essere trasmessi simultaneamente. 
• 1024 QAM (Quadrature Amplitude Modulation): i QAM consentono la trasmissione di due segnali analogici modulando le ampiezze di due onde portanti. Dai 256 QAM del Wi-Fi 5, si è passati al supporto a 1024 QAM, che permette 10 bit per simbolo al posto dei precedenti 8. Ma cosa vuol dire questo? Banalmente, una maggiore efficienza: si possono codificare più dati mantenendo la stessa quantità di spettro.
• MU-MIMO in uplink: lo standard 802.11ac (Wi-Fi 5) aveva introdotto la tecnologia Multi-user Multiple Input/Multiple Output (MU MIMO) in downlink, che consente al punto di accesso (AP) di trasmettere contemporaneamente a più stazioni. La tecnologia MU-MIMO funziona in maniera diversa dalla OFDMA, in quanto separa i dispositivi in diversi flussi spaziali. Con lo standard 802.11ax, la funzionalità è stata migliorata, aggiungendo la funzionalità in uplink , che permette all'AP di ricevere contemporaneamente da più stazioni (massimo 8). Questo permette di gestire con maggior efficienza grandi pacchetti, ad esempio video HD in streaming.
• Migliore efficienza energetica: grazie all'introduzione del Target Wake Time (TWT, sviluppato nello standard 802.11ah). Il TWT consente ai dispositivi di rimanere inattivi finché non arriva il loro turno per la trasmissione dei dati in base a uno schema di pianificazione impostato con gli AP. Questo riduce i conflitti tra dispositivi e riduce il consumo energetico (particolarmente importante per dispositivi a batteria come smartphone, tablet e dispositivi IoT).
• Maggiore sicurezza: il Wi-Fi 6 introduce lo standard di sicurezza WPA3 (sempre del 2018), che sostituisce il WPA2. Il nuovo standard utilizza una serie di tecnologie
• crittografia a 192 bit (in modalità WPA3-Enterprisel)
• sostituisce lo scambio di chiavi pre-condivise (PSK) con lo scambio di autenticazione simultanea di Equals (SAE), che permette di scegliere password più facili da ricordare e offre una protezione avanzata senza modificare il modo in cui gli utenti accedono alla rete.
• La Wi-Fi Alliance afferma inoltre che WPA3 attenuerà i problemi di sicurezza posti da password deboli (grazie al SAE) e semplificherà il processo di configurazione dei dispositivi senza interfaccia di visualizzazione.

Come ultimo appunto, tutti i sistemi Wi-Fi 6 sono retrocompatibili con gli standard precedenti, e quindi con il Wi-Fi 5.

Abbiamo quindi compreso che la velocità del Wi-Fi 6 non è il suo punto più interessante. Con velocità massime nell'ordine dei 9,6 Gbps (comunque ben oltre le capacità delle reti domestiche medie), non rappresenta un salto generazionale così evidente. Per quello, bisognerà aspettare il Wi-Fi 7 (ne parliamo qui sotto). Per il momento l'attenzione è rivolta alle reti ad alta densità.

Ma cosa si intende per reti ad alta densità? A seconda delle applicazioni o dei dispositivi in uso, anche un ambiente con venti o più apparecchi, come uffici, aule o magazzini. Vista la diffusione dei dispositivi anche IoT nelle nostre case, però, è facile arrivare a questi numeri. Rispetto allo standard 802.11ac, il Wi-Fi 6 permette quindi di poter giocare o guardare video in streaming ad alta risoluzione con la certezza che il router ci darà sempre tutta la quantità di banda di cui abbiamo bisogno. Ovviamente la banda disponibile deve essere sufficiente, quindi si parla di connessioni a banda larga come la fibra, e i nuovi standard Wi-Fi permettono di accedere a prestazioni assolutamente compatibili.

Router

Al momento ci sono sempre più router compatibili con il Wi-Fi 6. La cosa importante è controllare la presenza sulla scatola o tra le specifiche di: 

• logo Wi-Fi 6 Certified
• logo Wi-Fi 6
• sigla AX 
• riferimento a 160 MHz

Essendo una rete, non è sufficiente che il router sia compatibile con il Wi-Fi 6, ma i dispositivi collegati devono supportarlo, altrimenti non riusciranno a sfruttarne le caratteristiche. 

Smartphone e tablet

Per controllare che uno smartphone sia compatibile con lo standard Wi-Fi 6, potete controllare 

• la scheda tecnica sulla confezione, dove sarà presente la scritta IEEE 802.11ax o AX
• La scheda tecnica sul nostro sito.
  • Cercate in alto a destra il vostro modello 
  • scorrete fino a "Connessioni"
  • sotto Wi-Fi trovate una serie di sigle di questo tipo: "a/b/g/n/ac/6". "6" indica che il dispositivo supporta il Wi-Fi 6 (immagine sopra).
• Alcuni dispositivi Android mostrano se la rete a cui si è connessi è Wi-Fi 5 o 6 nelle "impostazioni rete". Se si sa che il proprio router è Wi-Fi 6 e sul telefono si vede Wi-Fi 5, vuol dire che non è compatibile con il nuovo standard.

PC

Per controllare la compatibilità di un PC con il Wi-Fi 6, vale lo stesso discorso degli smartphone. Per controllare dal PC inoltre si può andare nelle impostazioni di sistema: 

• premete Windows+X
• selezionate Gestione dispositivi
• cliccate due volte su Schede di rete 
• cercate la scheda di rete wireless. Se questa mostra le scritte Wi-Fi 6, AX o 160 MHz, vuol dire che il computer supporta lo standard Wi-Fi 6, se invece si trova la scritta AC, vuol dire che è compatibile con il Wi-Fi 5.

EasyMesh è uno standard certificato Wi-Fi, introdotto nel 2018 (guarda un po') dalla Wi-Fi alliance, che rende l'hardware Wi-Fi mesh compatibile indipendentemente dal produttore. Per reti "mesh" si intendono reti Wi-Fi che utilizzano più punti di accesso (AP), in cui i vari elementi, chiamati "nodi", concorrono in ugual misura alla distribuzione dei pacchetti dati, senza alcun ordine gerarchico e formando una rete unificata.

Una volta stabilita, la rete si automonitora per garantire prestazioni ottimizzate. Wi-Fi EasyMesh utilizza un controller per gestire la rete, formata dal controller stesso più AP aggiuntivi (agent). La presenza di controller per gestire e coordinare l'attività tra gli agent è necessaria per fare in modo che ciascun AP non interferisca con l'altro, offrendo sia una copertura estesa e uniforme che un servizio più efficiente. Se infatti c'è un sovraccarico su un AP, il controller indirizza i nuovi client (dispositivi) verso AP meno sfruttati. Appare quindi evidente che le reti mesh (e ancora di più se certificate EasyMesh) sono particolarmente indicata in reti Wi-Fi 6, perché rendono il flusso di dati più efficiente, intelligente e scalabile.

I maggiori operatori hanno iniziato da qualche tempo a fornire modem Wi-Fi compatibili con lo standard 802.11ax. Scopriamo quali sono.

Vodafone 

Per le sue offerte fibra FTTH, Vodafone include in comodato d'uso gratuito la sua Vodafone Wi-Fi 6 Station, ovviamente compatibile con Wi-Fi 6 e dotata di 8 antenne, 4 porte Gigabit Ethernet, 2 porte USB, software Wi-Fi Optimizer Vodafone.

TIM

Per alcune sue offerte fibra, TIM propone in comodato d'uso gratuito il modem TIM HUB+, un modem ZTE H388X compatibile con Wi-Fi 6 e dotato di 8 antenne.

WindTre

Nella sua offerta SuperFibra, WindTre include gratuitamente un modem Wi-Fi 6 con sette antenne, 4 porte Ethernet e 1 porta USB 3.0. 

Altri

Aruba e Iliad includono invece nelle loro offerte fibra dei router Wi-Fi 5, FRITZ!Box 7530 (non la versione AX) e IliadBox rispettivamente.

Wi-Fi 6E e Wi-Fi Release 2

Nel 2020, la Federal Communication Commission (FCC) ha votato per l'apertura della banda a 6 GHz, in aggiunta alle bande da 2,4 GHz e 5 GHz, negli USA. Lo standard funzionante sulla banda dei 6 GHz è stato chiamato Wi-Fi 6E, anche per far capire che non si tratta di un nuovo tipo di rete, ma solo di una nuova versione del Wi-Fi 6. Nel 2021 anche l'Europa ha liberato la banda da 6 GHz, così i dispositivi Wi-Fi 6E potranno operare in 14 canali aggiuntivi da 80 MHz e in 7 canali aggiuntivi da 160 MHz. La nuova banda inoltre non soffre di interferenze da microonde o altro, perché solo i dispositivi che supportano il 6E possono utilizzare questa banda.

Ma tutto questo cosa comporta? La banda a 6 GHz riesce a quadruplicare lo spazio disponibile sulla rete, riducendo la congestione della rete, soprattutto in aree affollate. C'è ovviamente un rovescio della medaglia. La banda a 6 GHz ha una penetrazione ancora minore di quella da 5 GHz, quindi i dispositivi devono essere molto vicini al router per poterla sfruttare. La Wi-Fi Alliance ha redatto una lista di dispositivi compatibili con il Wi-Fi 6E.

Oltre a questo, al recente CES di Las Vegas è stato presentato il Wi-Fi 6 Relase 2 , che dovrebbe consentire migliori prestazioni in aree dense e una migliore efficienza energetica. 

Wi-Fi 7

E per il futuro? È più vicino di quanto si pensi. Il Wi-Fi 7, 802.11be, è infatti in fase di sviluppo e promette maggiore velocità di trasferimento dati (teoricamente fino a 46Gbps), minore latenza e canali con larghezza di banda elevata. Secondo i primi dettagli emersi, il Wi-Fi 7 sarà a tre bande come il Wi-Fi 6E e avrà le seguenti caratteristiche:

• fino a tre canali dati con frequenza a 6 GHz, ciascuno con una larghezza di banda di 320 MHz e in grado di arrivare a 2,4 Gbps ciascuno
• QAM-4096, quindi quadruplicato rispetto al Wi-Fi 6, il che implica che può trasmettere ancora più dati per ciclo. 
• raddoppia il numero di stream spaziali dagli attuali 8 a 16.
• introduzione del Multi Link Operation (MLO), simile all'aggregazione del vettore utilizzata dai fornitori di telefoni cellulari per aumentare il throughput dei dati combinando le capacità di canali separati. Secondo Intel, MLO può aumentare di sette volte la velocità dei dati riducendo la latenza e migliorando l'affidabilità perché i canali collegati funzionano in parallelo.

E quando arriveranno i nuovi dispositivi? Secondo alcune indicazioni, Qualcomm porterà sul mercato i primi router per la fine del prossimo anno. Ma niente paura, il Wi-Fi 6 non diventerà all'improvviso obsoleto: come abbiamo detto, i dispositivi attuali non sono in grado di saturare le reti Wi-Fi 6, quindi i due standard coesisteranno per qualche tempo.