От OFDM к OFDMA
В предыдущих поколениях Wi-Fi использовалась схема OFDM: канал делится на множество узких поднесущих, и на них параллельно передаются данные. Но весь канал в каждый момент принадлежит одному клиенту. Даже если ему нужно отправить крошечный пакет, остальные ждут, а большая часть поднесущих используется впустую.
OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) добавляет к этому разделение между пользователями: группы поднесущих, называемые ресурсными блоками (RU), назначаются разным клиентам одновременно. Схожий принцип давно применяется в сотовых сетях.
Ресурсные блоки и планирование
В канале 20 МГц Wi-Fi 6 доступно до девяти блоков минимального размера (по 26 поднесущих), и размеры блоков можно укрупнять: 52, 106, 242 и далее до целого канала. Планировщик в точке доступа решает, кому и сколько отдать в каждом цикле. Для этого он рассылает специальный кадр-триггер, по которому клиенты одновременно начинают передачу в своих блоках.
Это важное отличие от конкурентного доступа старых стандартов: там устройства сами борются за эфир, а здесь точка координирует их и уменьшает столкновения.
Чем это полезно
Главный выигрыш — не пиковая скорость, а эффективность и задержка в многолюдной сети. Уведомления, сигналы датчиков, пакеты голосовых звонков и игровых серверов небольшие, и раньше каждый из них занимал весь канал на своё время. Теперь несколько таких потоков могут уместиться в одном цикле.
Поэтому на загруженной сети OFDMA помогает сократить очереди и разброс задержки (джиттер, о котором есть отдельный материал). Для одного устройства при пустом эфире эффект близок к нулю.
Требования и ограничения
Технология входит в стандарт 802.11ax и работает только между точкой и клиентами, поддерживающими Wi-Fi 6. Смешанная сеть тоже допустима: клиенты старых стандартов обслуживаются обычным образом. Планировщик остаётся на усмотрении производителя, поэтому качество реализации у разных роутеров отличается, а ожидания «в разы быстрее» не оправдываются.
Не нужно путать OFDMA с MU-MIMO: первая делит канал по частоте, второй делит пространство по антеннам. Wi-Fi 6 может использовать оба механизма одновременно.
Как заметить у себя
В простых интерфейсах роутера параметр иногда так и называется OFDMA и включён по умолчанию. Реальную работу можно увидеть в анализаторе пакетов: в заголовках кадров Wi-Fi 6 присутствуют поля ресурсных блоков. Для бытовой проверки достаточно сравнить пинг под нагрузкой на Wi-Fi 5 и Wi-Fi 6 при нескольких активных устройствах. Подробнее о поколениях — в статьях про Wi-Fi 6 и Wi-Fi 6E.
Влияние на задержку и энергопотребление
Помимо разделения канала, стандарт Wi-Fi 6 содержит механизм целевого времени пробуждения (TWT). Точка договаривается с клиентом, в какие моменты тому нужно выходить на связь, и в остальное время радиомодуль устройства может спать. Вместе с OFDMA это снижает энергопотребление датчиков, часов и телефонов, потому что им не приходится постоянно соревноваться за эфир и ждать очереди.
Для пользователя это означает меньше подвисаний на загруженной сети и дольше работающие от батареи гаджеты, но только при условии поддержки функций и на роутере, и на клиенте. Пока в доме много устройств старых поколений, часть эффекта теряется, потому что они по-прежнему занимают канал целиком.
Стоит понимать, что большая часть маркетинговых цифр в описании относится к максимальной теоретической скорости в идеальных условиях. Реальный выигрыш OFDMA виден по устойчивости и отзывчивости сети под нагрузкой, а не по числу в тесте загрузки одного файла.
Это важно учитывать при выборе оборудования. Так как основная польза OFDMA — эффективность для множества небольших пакетов, она сильнее всего заметна в общежитиях, офисах, кафе и квартирах с десятками умных устройств. В тихом доме с двумя ноутбуками разницу между Wi-Fi 5 и Wi-Fi 6 чаще создают новые модуляции и более широкие каналы, а не разделение ресурсных блоков.