Intellihome
Wi-Fi 7
Co to je: Wi-Fi 7 (IEEE 802.11be) je nástupce Wi-Fi 6/6E. Hlavní novinky jsou kanály až 320 MHz, modulace 4096-QAM, 16 prostorových toků MU-MIMO, Multi-Link Operation (MLO) a preamble puncturing. Cílem je vyšší propustnost, nižší latence a lepší výkon v hustém prostředí. Wi-Fi Alliance Jak správně navrhnout bezdrátovou síť a představení standardu WiFi7 Pro smarthome ale rozhoduje hlavně funkční 2,4 GHz s Wi-Fi 4 (802.11n), protože na něm běží velká část IoT zařízení. Viz sekce „Proč smarthome potřebuje funkční Wi-Fi 4“ níže.
Klíčové novinky Wi-Fi 7
- 320 MHz kanály: dvojnásobek proti 160 MHz u Wi-Fi 6 (Wi-Fi 5 měla 80 MHz). 320 MHz je jen v pásmu 6 GHz. Jak správně navrhnout bezdrátovou síť a představení standardu WiFi7, Wi-Fi 7: The Next Frontier in Wireless Connectivity, Wi-Fi Alliance
- 4096-QAM („4K-QAM“): 12 bitů na symbol proti 10 u 1024-QAM (Wi-Fi 6). Podle Wi-Fi Alliance o 20 % vyšší přenosová rychlost. Jak správně navrhnout bezdrátovou síť a představení standardu WiFi7, Wi-Fi Alliance Syntéza: hustší modulace potřebuje čistší a silnější signál, prakticky blízko AP.
- MU-MIMO až 16 prostorových toků: AP obsluhuje víc klientů současně. Jak správně navrhnout bezdrátovou síť a představení standardu WiFi7, Wi-Fi 7: The Next Frontier in Wireless Connectivity
- Multi-Link Operation (MLO): klient je k AP připojený přes víc pásem nebo kanálů současně (např. 5 + 6 GHz) a provoz se mezi ně rozkládá. Zvyšuje propustnost a spolehlivost a snižuje latenci. Wi-Fi 7: The Next Frontier in Wireless Connectivity, Wi-Fi Alliance
- Preamble puncturing: když je část širokého kanálu rušená, AP ji „vyřízne“ a zbytek kanálu využije. Bez toho by se promrhal celý kanál. Jak správně navrhnout bezdrátovou síť a představení standardu WiFi7
- Restricted TWT (RTWT): AP vyhradí časová okna pro určitý typ provozu (latency-sensitive), takže prioritní data mají menší zpoždění. Wi-Fi 7: The Next Frontier in Wireless Connectivity Samotné TWT zavedlo Wi-Fi 6. Wi-Fi Alliance
- Pásma: 2,4, 5 a 6 GHz. Zpětná kompatibilita se staršími standardy je povinná. Wi-Fi 7: The Next Frontier in Wireless Connectivity, Wi-Fi Alliance
- Špičková propustnost: desítky Gbps, prezentace uvádí zhruba 5× víc než Wi-Fi 6. Je to teoretická hodnota (max. šířka kanálu, všechny toky, ideální signál). Jak správně navrhnout bezdrátovou síť a představení standardu WiFi7
Rozpor
Wi-Fi 7: The Next Frontier in Wireless Connectivity uvádí v textu špičku 40 Gbps, ale v tabulce a grafu 46 Gbps. Jak správně navrhnout bezdrátovou síť a představení standardu WiFi7 má v grafu zhruba 46 Gbps. Pro praxi je to nepodstatné, reálná rychlost klienta je řádově nižší.
Wi-Fi 6 vs. Wi-Fi 7
| Wi-Fi 6 / 6E (802.11ax) | Wi-Fi 7 (802.11be) | |
|---|---|---|
| Rok | 2019 (6E s 6 GHz později), viz Rozpor | 2023–2024 |
| Pásma | 2,4 + 5 GHz; 6E přidává 6 GHz | 2,4 + 5 + 6 GHz |
| Max. šířka kanálu | 160 MHz | 320 MHz (jen 6 GHz) |
| Modulace | 1024-QAM (10 bit/symbol) | 4096-QAM (12 bit/symbol) |
| MU-MIMO | ano | 16 toků |
| Víc pásem naráz | ne, klient je vždy na jednom pásmu | MLO |
| Rušený kus kanálu | přijde se o celý kanál | preamble puncturing |
| Plánování vysílání | OFDMA, TWT | + RTWT |
| Teoretické maximum | 9,6 Gbps | 40–46 Gbps (viz Rozpor) |
Zdroje tabulky: Jak správně navrhnout bezdrátovou síť a představení standardu WiFi7, Wi-Fi 7: The Next Frontier in Wireless Connectivity, Wi-Fi Alliance (OFDMA, TWT, MU-MIMO u Wi-Fi 6).
Rozpor
Tabulka uvádí pro Wi-Fi 6 rok 2019, Wi-Fi Alliance uvádí rok uvedení 2018. Wi-Fi Alliance je autorita pro certifikační generace, ale rozdíl může být mezi oznámením a spuštěním certifikace.
Syntéza: Wi-Fi 7 je hlavně evoluce Wi-Fi 6E. OFDMA a TWT zůstávají, přibývají širší kanály (320 MHz), hustší modulace a MLO. Největší praktický rozdíl v bytě či domě je MLO (stabilita a latence). 320 MHz a 4K-QAM se projeví jen blízko AP a v 6 GHz.
6 GHz v EU
V EU je pro Wi-Fi povoleno jen 5925–6425 MHz (500 MHz). To dává 24 × 20 MHz, 12 × 40, 6 × 80, 3 × 160 nebo jediný kanál 320 MHz. USA mají 5925–7125 MHz (1,2 GHz). Jak správně navrhnout bezdrátovou síť a představení standardu WiFi7, Wi-Fi 7: The Next Frontier in Wireless Connectivity
Syntéza: v EU je 320 MHz prakticky použitelné jen s jedním AP v dosahu. S víc AP (mesh, sousedé) budou realisticky 160 nebo 80 MHz kanály. Totéž říká tip „hodně AP = menší šířka pásma“. UniFi pro domácnost doporučuje na 6 GHz 160–320 MHz. Help Center UI
Tipy pro návrh Wi-Fi sítě
Hesla z Jak správně navrhnout bezdrátovou síť a představení standardu WiFi7. Výklad je Syntéza, protože snímky obsahují jen nadpisy.
- 5 a 6 GHz má přednost: klienty, kteří to umí (telefony, notebooky, TV), směruj na 5 a 6 GHz. 2,4 GHz je přeplněné a má jen 3 nepřekrývající se kanály.
- 2,4 GHz ruší: mikrovlnka, Bluetooth, baby monitory, bezdrátová sluchátka, herní ovladače, drony, kamery. A také Zigbee, které běží ve stejném pásmu, viz Zigbee.
- „Wi-Fi = klienti“: síť navrhuj podle toho, jací klienti a kolik jich bude (a podle jejich nejslabšího rádia), ne podle parametrů AP.
- „Hodně AP = menší šířka pásma“: víc AP znamená víc kanálů, které se nesmějí překrývat, takže každý musí být užší.
- Vypnout 802.11b: nejstarší a nejpomalejší režim (11 Mbps) zdržuje celé pásmo. Vypíná se jen b, Wi-Fi 4 (n) musí zůstat.
- Hlídat počet SSID: drž jich málo, doma typicky hlavní, IoT a host.
- Design a site survey: u větších instalací prediktivní návrh a měření (Ekahau). Jako cíl pokrytí uvádí prezentace kolem −65 dBm, pro základní konektivitu −75 dBm. UniFi pro stabilní spojení uvádí RSSI −70 dBm nebo lepší. Help Center UI
Proč smarthome potřebuje funkční Wi-Fi 4
Shrnutí: Typické Wi-Fi čipy v IoT zařízeních umí jen 2,4 GHz a 802.11b/g/n (Wi-Fi 4). dok. Espressif Wi-Fi Alliance sama počítá s 2,4 GHz pro základní potřeby a IoT. Wi-Fi Alliance Wi-Fi 7 je zpětně kompatibilní a 2,4 GHz podporuje. Wi-Fi 7: The Next Frontier in Wireless Connectivity UniFi u Wi-Fi 7 AP (U7) doporučuje pro IoT, které se nepřipojí, samostatné SSID jen na 2,4 GHz s WPA2. Help Center UI Syntéza: když 2,4 GHz vypneš nebo ho Wi-Fi 6/7 router nastaví způsobem, který starší zařízení nezvládnou, IoT zařízení se nepřipojí.
Proč IoT zůstává na 2,4 GHz / Wi-Fi 4
- Čipy: ESP8266 a ESP32 jsou jen 2,4 GHz a 802.11b/g/n. Novější ESP32-C6 umí Wi-Fi 6, ale pořád jen na 2,4 GHz a v režimu ax jen s 20 MHz kanálem. dok. Espressif
- Rychlost nepotřebují: ESP8266 má maximum 72,2 Mbps. dok. Espressif Syntéza: senzor, vypínač nebo relé přenáší pár bajtů. Potřebuje dosah a průchod zdmi a v tom je 2,4 GHz nejlepší. Wi-Fi 7: The Next Frontier in Wireless Connectivity (dosah 2,4 GHz)
- Baterie: Wi-Fi 4 přineslo úsporné režimy s delším spánkem zařízení. Wi-Fi Alliance Wi-Fi 6 přidalo TWT, které ESP32-C6 používá pro zařízení na baterie. dok. Espressif
Jak funguje Wi-Fi 4 (802.11n)
- Wi-Fi 4 = IEEE 802.11n, certifikace od roku 2009. Wi-Fi Alliance Zdroj uvádí rychlost 300 Mbps. Wi-Fi 7: The Next Frontier in Wireless Connectivity
- Na příkladu IoT čipů podle dok. Espressif:
- Šířka kanálu 20 MHz (HT20), u ESP32 i 40 MHz (HT40). ESP8266 umí jen 20 MHz.
- Rychlostní stupně MCS0–7 a short guard interval 0,4 µs.
- Agregace rámců A-MPDU / A-MSDU (ESP32).
- Maximum 72,2 Mbps (ESP8266, 20 MHz) a 150 Mbps (ESP32, 40 MHz).
- Vyšší rychlosti potřebují silnější signál: citlivost pro MCS7 je výrazně horší než pro MCS0.
- Pásmo 2,4 GHz má jen 3 nepřekrývající se 20 MHz kanály (typicky 1, 6, 11). Jak správně navrhnout bezdrátovou síť a představení standardu WiFi7 UniFi doporučuje doma na 2,4 GHz šířku 20 MHz. Help Center UI Syntéza: 40 MHz kanál v 2,4 GHz zabere většinu pásma, proto se doma nepoužívá.
Jen tři nepřekrývající se 20MHz Wi-Fi kanály (1/6/11) a mezi nimi místo pro Zigbee 15, 20 a 25. Vlastní schéma (Syntéza) podle Jak správně navrhnout bezdrátovou síť a představení standardu WiFi7 (3 kanály) a dok. HA (doporučené Zigbee kanály 15, 20, 25), viz Zigbee.
Co na Wi-Fi 6/7 routeru hlídat kvůli IoT
Podle Help Center UI (UniFi), pokud není uvedeno jinak:
- Oddělené IoT SSID jen na 2,4 GHz a s WPA2. U U7 (Wi-Fi 7) je to doporučený postup, když se IoT nepřipojuje. Volba „IoT“ ve WiFi Optimization je určená pro starší IoT.
- MLO zapne WPA3, což může omezit IoT. Zapínej ho jen pro Wi-Fi 7 klienty, ne na IoT SSID.
- PMF nech Optional (výchozí). Required může vadit starším klientům.
- Minimum Data Rate může zablokovat pomalé starší IoT.
- Šířka 20 MHz na 2,4 GHz.
- Client Device Isolation se hodí pro guest a IoT sítě. PPSK umožní víc hesel na jednom SSID, každé do jiné VLAN.
- 2,4 GHz nech zapnuté a vypni maximálně 802.11b, viz tipy výše. Jak správně navrhnout bezdrátovou síť a představení standardu WiFi7
- Syntéza: kanál 1, 6 nebo 11 zvol tak, aby se nepřekrýval se Zigbee kanálem.
Integrace
- Smarthome Wi-Fi zařízení postavená na čipech ESP8266 a ESP32 jsou jen 2,4 GHz. dok. Espressif
- Koexistence se Zigbee v pásmu 2,4 GHz.
Souvislosti
- Zigbee: sdílí 2,4 GHz, volba kanálů.
- UniFi: nastavení Wi-Fi pro IoT v praxi.
- Thread: ESP32-C6 má i rádio 802.15.4.
Zdroje
- Jak správně navrhnout bezdrátovou síť a představení standardu WiFi7: prezentace Proficomms (asi 2024). Technické novinky, 6 GHz v EU, tipy k návrhu sítě.
- Wi-Fi 7: The Next Frontier in Wireless Connectivity: přehledový článek 2023 (méně spolehlivý). MLO, RTWT, pásma, tabulka verzí.
- Wi-Fi Alliance: Discover Wi-Fi – generace Wi-Fi 4 až 8: Wi-Fi Alliance, generace Wi-Fi 4 až 7 a jejich funkce.
- Espressif: datasheety ESP8266EX a ESP32, produktová stránka ESP32-C6: datasheety ESP8266EX a ESP32, produktová stránka ESP32-C6.
- UniFi Help Center (konzole, Protect, Access, Wi-Fi pro IoT): nastavení Wi-Fi pro IoT u UniFi.
- Home Assistant documentation (instalace, pojmy, zálohy, MQTT, ZHA, SMLIGHT, UniFi): doporučené Zigbee kanály.