Wi-Fi 6 o 5G: Analisi delle tecnologie e applicazioni

È risaputo che le reti 5G forniranno una velocità 50 volte superiore, una latenza 10 volte inferiore e una capacità 1.000 volte superiore rispetto al suo predecessore 4G/LTE, offrendo una connettività più veloce per una migliore esperienza degli utenti. Il Wi-Fi 6, la sesta generazione della tecnologia Wi-Fi, con una larghezza di banda teorica di 9,6 Gbps, offre una maggiore velocità, una maggiore capacità, una migliore efficienza, una copertura più ampia, un minore consumo energetico, una gestione più intelligente e un maggior numero di dispositivi da servire contemporaneamente. Sia il 5G che il Wi-Fi 6 sono le ultime versioni delle rispettive tecnologie. Quali sono le loro somiglianze e differenze? E quali sono le applicazioni del 5G e del Wi-Fi 6? Qui presentiamo un'analisi approfondita di Wi-Fi 6 e 5G.

Connettività di livello successivo - Confronto tra Wi-Fi 6 e 5G

5G vs Wi-Fi 6: amici o nemici nel campo del wireless? Non si tratta di una frase fatta. Entrambe sono progettate per le connessioni wireless. Le differenze tra queste due tecnologie risiedono in vari aspetti. Concentrandosi sulle tecniche e sulle caratteristiche, la parte che segue confronta e contrappone il Wi-Fi 6 e il 5G.

Tecnologie condivise da Wi-Fi 6 e 5G

Tecnologia OFDMA

L'accesso multiplo a divisione di frequenza ortogonale (OFDMA) si è evoluto dall'OFDM. Normalmente, l'intero canale viene occupato quando si inviano dati, indipendentemente dalle dimensioni dei pacchetti. L'accesso multiplo si ottiene con l'ausilio dell'OFDMA assegnando sottoportanti a singoli utenti, consentendo la trasmissione simultanea di dati a bassa velocità da parte di più utenti. Il diagramma seguente illustra visivamente la notevole forza dell'OFDMA rispetto all'OFDM:

Senza accodamento o prelazione del canale, l'OFDMA ha ridotto notevolmente i ritardi e migliorato l'efficienza, ideale per gli scenari multiutente in cui viene trasmesso un gran numero di piccoli pacchetti di dati. Il Wi-Fi 6 adotta questa tecnica per aumentare l'efficienza di utilizzo dello spettro. La tecnologia standard dell'interfaccia aerea impiegata dal 5G è anch'essa derivata dall'OFDM e ha un design simile all'OFDMA in termini di sottoportanti e larghezza di banda di frequenza.

Tecnologia MU-MIMO

MU-MIMO sta per "multi-utente, ingresso multiplo, uscita multipla". Il principio di funzionamento del MU-MIMO può essere riassunto in poche parole: una rete wireless che consente di trasmettere e ricevere più di un segnale di dati contemporaneamente sullo stesso canale radio, aumentando così la capacità di dati di una rete a banda stretta senza richiedere più spettro.

Il Wi-Fi 6 migliora questa tecnologia e la potenzia supportando il MU-MIMO in uplink, consentendo di avere array di antenne fino a 8x8 rispetto al Wi-Fi 5. Anche il 5G adotta questa tecnologia, ma la aggiorna a "Massive MIMO". Come suggerisce il nome, il numero di porte d'antenna può arrivare a 64T64R (64 in trasmissione, 64 in ricezione) per una copertura più ampia. L'implementazione può essere chiamata anche "3D MIMO" grazie al supporto di entrambe le direzioni, orizzontale e verticale.

Caratteristiche intrinseche del Wi-Fi 6 rispetto al 5G

Uso dello spettro

2,4 GHz e 5 GHz sono le due bande di frequenza che il Wi-Fi 6 trasporta. La banda a 2,4 GHz è utilizzata comunemente come frequenza wireless, ma con elevate interferenze. La banda di frequenza Wi-Fi a 5 GHz è più veloce in termini di velocità e migliore in termini di anti-interferenza. Grazie alla natura di frequenza più elevata, la distanza di trasmissione è più breve. Con l'autorizzazione di altre bande di frequenza, il Wi-Fi 6 potrà essere ampiamente sviluppato in futuro.

Le bande di frequenza del 5G possono essere suddivise in due categorie. Le bande di frequenza inferiori a 3 GHz sono state utilizzate nelle reti esistenti con usi diversi. Di conseguenza, le bande di frequenza a 3,5 GHz sono utilizzate principalmente nell'era del 5G. Anche le bande di frequenza inferiori a 6 GHz (che operano al di sotto dei 6 GHz) possono essere utilizzate per le applicazioni 5G, offrendo una maggiore copertura e capacità di penetrazione.

Attualmente, le bande di frequenza utilizzate dal Wi-Fi sono gratuite, il che significa che qualsiasi persona o azienda può utilizzarle senza registrazione. Rispetto al Wi-Fi, lo spettro 5G è una risorsa strategica che può essere venduta solo ai vettori del paese. In realtà, alcuni governi hanno iniziato ad assegnare lo spettro 5G a entità commerciali per la combinazione di telecomunicazioni e industrie verticali, ma la condivisione dello spettro è ancora considerata un problema da considerare.

Dispositivi di rete

Grazie alla funzione Wi-Fi, innumerevoli dispositivi come smartphone, laptop, stampanti e TV di proiezione possono accedere alle reti personali o aziendali. Gli attuali AP WLAN supportano i protocolli IoT, consentendo a questi dispositivi di collegarsi direttamente alla rete Wi-Fi. Se alcuni dispositivi non supportano il Wi-Fi, possono affidarsi a RFID, ZigBee o Bluetooth. A differenza del Wi-Fi, le reti 5G si concentrano maggiormente sulla priorità dei terminali mobili personali, consentendo alla maggior parte dei telefoni cellulari e ad alcuni tablet di accedere alle reti cellulari utilizzando le schede SIM.

Stabilità di rete

Gli utenti possono notare che le reti Wi-Fi sembrano essere meno stabili delle reti cellulari. Ciò è dovuto al fatto che le bande di frequenza del Wi-Fi sono pubbliche e soggette a interferenze, per cui all'aumentare del numero di utenti si verificheranno conflitti. L'OFDMA e il MU-MIMO adottati nel Wi-Fi 6 risolvono efficacemente questo problema, migliorando l'efficienza e la capacità della rete. Pertanto, la stabilità della rete wireless aumenterà notevolmente nell'era del Wi-Fi 6, non inferiore a quella del 5G.

Flessibilità di rete

Le reti Wi-Fi sono flessibili e comode da implementare o espandere. Se sono coinvolti più utenti o è necessaria una copertura più ampia, il processo di implementazione consiste nell'aggiungere AP e personalizzare i criteri per controllare le risorse di rete accessibili ai diversi tipi di terminali e la loro larghezza di banda di accesso. I nuovi terminali possono accedere facilmente alla rete Wi-Fi creando un account. Ma per una rete 5G, il traffico di accesso di tutti i terminali deve passare attraverso la rete del vettore, con conseguente inefficienza della trasmissione. Quando un nuovo terminale tenta di accedere alla rete, è necessario richiedere una licenza. Inoltre, i carrier devono fornire assistenza se è necessaria un'espansione della copertura di rete.

Sicurezza di rete

WPA3, la nuova generazione di sicurezza Wi-Fi, è indispensabile per i dispositivi Wi-Fi 6 e rende il Wi-Fi 6 più sicuro. Garantendo la crittografia dei pacchetti di richiesta di autenticazione degli utenti, il 5G risolve il problema della fuga di informazioni degli utenti lasciato dal 4G. Inoltre, il 5G migliora la sicurezza estendendo la lunghezza della chiave da 128 a 256 bit. Una chiave più lunga significa maggiore sicurezza.

Sommario: Tabella di confronto Wi-Fi 6 vs 5G

Applicazione Next-Gen - Analisi Wi-Fi 6 vs 5G

Il 5G è una nuova tendenza nel settore delle telecomunicazioni, di cui hanno beneficiato sempre più utenti. Poiché il 5G può coprire sia l'interno che l'esterno dei complessi, la tecnologia Wi-Fi non sarà più necessaria? 5G vs Wi-Fi 6, il 5G farà cadere il Wi-Fi nell'oblio? Cercare di scegliere un vincitore tra i due non ha senso. L'analisi che segue mostra come queste due tecnologie differiscano e si completino a vicenda.

Copertura interna

Da un lato, sia il 5G che il Wi-Fi 6 possono essere implementati nella connessione di rete quotidiana all'interno dell'edificio. In generale, il 5G può ospitare un terminale per metro quadrato, pari a un milione di terminali per chilometro quadrato. Pertanto, questa soluzione non è adatta per i siti in cui ogni utente ha almeno due terminali o per alcune aree ad alta densità. Con la soluzione flessibile Wi-Fi 6, questo problema può essere facilmente risolto. L'AP wireless è una scelta obbligata per la maggior parte degli utenti. La potenza di trasmissione dell'AP può essere controllata per ridurre l'area di copertura. Pertanto, è possibile collegare alla rete due o tre terminali in modo sincrono per metro quadrato. Inoltre, è possibile installare antenne direzionali per coprire aree speciali con requisiti di accesso ad alta densità.

D'altra parte, anche il 5G e il Wi-Fi 6 possono essere applicati ai servizi IoT. Le comunicazioni massive di tipo macchina 5G (mMTC) sono progettate per collegare dispositivi IoT di grandi dimensioni. Ma è difficile installare direttamente le NIC 5G sui dispositivi necessari per la comunicazione, a causa dei diversi protocolli IoT richiesti per le diverse applicazioni. La maggior parte degli AP WLAN dispone oggi di moduli funzionali integrati come RFID, ZigBee e Bluetooth e può supportare altri protocolli IoT tramite schede esterne. La combinazione dell'IoT con il Wi-Fi offre una soluzione economicamente vantaggiosa, rendendo il Wi-Fi adatto a scenari interni con dispositivi IoT di grandi dimensioni.

Copertura esterna

In genere, il Wi-Fi 6 all'aperto viene utilizzato principalmente per fornire agli utenti in alcuni scenari ad alta densità come i parchi e giardini, mentre il 5G è più adatto a fornire una copertura esterna su larga scala, ad esempio nei luoghi panoramici. Le stazioni di base macro 5G all'aperto superano il Wi-Fi 6 sia in termini di copertura che di roaming. Pertanto, il 5G è ora la scelta ottimale per supportare auto autonome, droni e alcuni dispositivi IoT (come i lampioni intelligenti) nelle città intelligenti.

Ecco uno schizzo che illustra gli scenari applicativi tipici del Wi-Fi 6 e del 5G per gli ambienti interni ed esterni.

Intrattenimento

Le applicazioni emergenti nel campo dell'intrattenimento, come VR/AR/4K/8K, hanno requisiti di larghezza di banda elevati. Ad esempio, il 4K richiede una larghezza di banda di oltre 50 Mbps, mentre la VR/AR richiede una larghezza di banda di oltre 100 Mbps.

Il 5G adotta due bande ad alta frequenza per migliorare la larghezza di banda degli utenti: Sub-6G e mmWave - la prima supporta una larghezza di banda massima di 100 MHz, mentre la seconda di 400 MHz. A causa delle loro grandi dimensioni e dei limiti di spazio per l'installazione, vengono generalmente utilizzate antenne MIMO 4T4R più piccole rispetto a quelle massicce 64T64R. Poiché il numero di micro-stazioni base distribuite deve corrispondere al numero di AP, i costi della copertura 5G indoor sono aumentati di conseguenza.

Tutti gli AP Wi-Fi 6 ad alte prestazioni supportano 8x8 MIMO con tre canali non sovrapposti nella larghezza di banda di 80 MHz. Un terminale che supporta 2x2 MIMO, in teoria, la cui larghezza di banda di 80 MHz può fornire una larghezza di banda di 1,2 Gbps, soddisfacendo facilmente i requisiti di larghezza di banda di VR/AR/4K. Tuttavia, il 5G è migliore per quelle applicazioni VR di assistenza remota sensibili alla latenza che coinvolgono un solo utente alla volta.

Produzione industriale

Tradizionalmente, i produttori potevano collegare le applicazioni solo attraverso tecnologie cablate. L'emergere di dispositivi come AGV, AR industriale e visione artificiale vengono applicati su larga scala, rendendo le reti wireless IoT una necessità per le officine di produzione. Il Wi-Fi 6, con una larghezza di banda elevata e una bassa latenza, è in grado di soddisfare le esigenze delle reti di produzione industriale impiegate per l'accesso wireless in alcuni scenari di produzione e fabbricazione intelligente.

In alcune situazioni specifiche che prevedono applicazioni estremamente sensibili alla latenza, come i robot collaborativi che richiedono una latenza inferiore a 5 ms, è sconsigliabile trasmettere i dati di tali applicazioni (che richiedono una latenza inferiore a 20 ms) su reti Wi-Fi. Il 5G fornirà una soluzione ottimale per questo tipo di scenario.

Wi-Fi 6 vs 5G: Pro e contro

Una nuova era di accesso wireless

Le tecnologie Wi-Fi 6 e 5G sono destinate ad avere un impatto profondo su tutti gli ambiti della vita. Sebbene alcune funzioni e applicazioni del Wi-Fi 6 e del 5G possano sovrapporsi, tutti i segnali indicano che sfruttare i vantaggi di entrambe le tecnologie è più saggio e porterà i massimi benefici alle aziende.

Nonostante il 5G stia crescendo vigorosamente e cominci a essere adottato in alcuni settori verticali, ci vuole ancora un po' di tempo prima che venga applicato alle imprese in modo maturo e completo. Per quanto riguarda la tecnologia Wi-Fi 6, invece, esistono attualmente molte soluzioni applicabili alle imprese in vari settori. Infatti, l'adozione della tecnologia Wi-Fi 6 nell'implementazione della rete aiuterà a stabilire le reti più rapidamente e a ridurre le spese operative, migliorando allo stesso tempo le personalizzazioni delle imprese. La rete 5G, adatta a requisiti di roaming e latenza elevati, si concentra maggiormente sulle reti pubbliche. Con lo sviluppo della tecnologia 5G, essa svolgerà un ruolo importante anche nell'aggiornamento delle reti Wi-Fi.

Il Wi-Fi 6 e il 5G hanno ciascuno i rispettivi scenari più applicabili, dove nessuno dei due può sostituire l'altro. La combinazione di 5G e Wi-Fi 6 è una tendenza inevitabile per le reti pubbliche e private in un futuro prevedibile, grazie ai loro ruoli complementari. La scelta della tecnologia più appropriata in base ai requisiti dello scenario aiuterà le imprese a migliorare l'efficienza con un budget ridotto, accelerando infine la trasformazione digitale.