{"id":2974,"date":"2022-02-02T17:19:05","date_gmt":"2022-02-02T16:19:05","guid":{"rendered":"https:\/\/techgoggler.com\/it\/?p=2974"},"modified":"2023-04-16T17:27:27","modified_gmt":"2023-04-16T15:27:27","slug":"wi-fi-6-alcune-note-tecniche-su-ofdma","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/techgoggler.com\/it\/wi-fi-6-alcune-note-tecniche-su-ofdma\/","title":{"rendered":"WI-FI 6: alcune note tecniche su OFDMA"},"content":{"rendered":"<h2>Novit\u00e0 di Wi-Fi 6<\/h2>\n<p>Le reti wireless sono diventate sempre pi\u00f9 utilizzate: un maggior numero di dispositivi, pi\u00f9 connessioni e applicazioni che richiedono maggior larghezza di banda. Le reti wireless per il futuro avranno bisogno di sempre maggiore capacit\u00e0 e affidabilit\u00e0. L&#8217;evoluzione attuale si chiama confidenzialmente Wi-Fi 6.<\/p>\n<p>Pi\u00f9 formalmente denominato standard IEEE 802.11ax, si tratta dell&#8217;ultima evoluzione delle WLAN. Basato  sui punti di forza di 802.11ac, promettendo maggior flessibilit\u00e0 e scalabilit\u00e0 alle applicazioni di prossima generazione. <\/p>\n<p>IEEE 802.11ax consente agli access point di supportare pi\u00f9 client, anche in ambienti congestionati, e offrire un&#8217;esperienza d&#8217;uso migliore agli utenti WLAN. Esso fornisce inoltre prestazioni pi\u00f9 stabili per applicazioni avanzate come video 4K, Ultra HD, uffici smart e Internet of Things (IoT). Offrendo una gestione pi\u00f9 flessibile dei tempi di sospensione\/wake-on-lan, il nuovo standard consente ai dispositivi client di restare in stand-by molto pi\u00f9 a lungo rispetto al precedente 802.11ac e di riattivarsi con minori contese. Questo a tutto vantaggio della durata della batteria di smartphone, IoT e altri dispositivi mobili.<\/p>\n<p>Per raggiungere questi risultati, lo standard IEEE 802.11ax agisce in particolare su tre specifiche tecniche:<\/p>\n<ul>\n<li>Modulazione pi\u00f9 densa utilizzando la modulazione di ampiezza in quadratura 1024 (<strong>1024-QAM<\/strong>), che consente una velocit\u00e0 di burst superiore del 35%;<\/li>\n<li>Scheduling basato su OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) per ridurre il sovraccarico e la latenza;<\/li>\n<li>Tecnica di segnalazione pi\u00f9 robusta e ad alta efficienza con un <a href=\"https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Received_signal_strength_indication\" rel=\"noopener noreferrer\" target=\"_blank\">RSSI <\/a>(Received Signal Strength Indication) significativamente inferiore.<\/li>\n<\/ul>\n<h2>OFDMA \u00e8 l&#8217;innovazione pi\u00f9 significativa<\/h2>\n<p>Molte richieste simultanee da parte degli utenti della WLAN provocano congestione della rete e rallentamenti: i client infatti, in queste condizioni di sovraffollamento, devono mettersi in coda per poter completare le trasmissioni. OFDMA \u00e8 un passo avanti per la risoluzione del problema della congestione. Essa \u00e8 in grado di gestire pi\u00f9 utenti contemporaneamente e assegnare a ciascuno la larghezza di banda in modo pi\u00f9 efficiente.<\/p>\n<p>OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access), come detto, consente a pi\u00f9 client di trasmettere o ricevere contemporaneamente da un Access Point condividendo la larghezza di banda disponibile. L&#8217;efficienza spettrale di OFDMA migliora la latenza di trasmissione o il ritardo in ambiente RF, che ha un livello di congestione da moderato ad alto. Inoltre, essa aumenter\u00e0 anche il throughput in alcune implementazioni Wi-Fi 6, a causa della riduzione delle collisioni e dei tempi di contesa.<\/p>\n<p>Pi\u00f9 nel dettaglio, OFDMA consente, data una determinata larghezza di banda del canale, di raggruppare le sottoportanti in segmenti pi\u00f9 piccoli chiamati &#8220;Resource Units&#8221; (RU). Queste RU sono assegnate a stazioni diverse, cosa che consente agli Access Point di servirle contemporaneamente durante le trasmissioni in uplink e downlink.<\/p>\n<figure id=\"attachment_2975\" aria-describedby=\"caption-attachment-2975\" style=\"width: 678px\" class=\"wp-caption alignnone\"><a href=\"https:\/\/techgoggler.com\/it\/wp-content\/uploads\/sites\/2\/2022\/02\/cisco-ofdma.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/techgoggler.com\/it\/wp-content\/uploads\/sites\/2\/2022\/02\/cisco-ofdma.jpg\" alt=\"OFDMA by Cisco\" width=\"678\" height=\"273\" class=\"size-full wp-image-2975\" srcset=\"https:\/\/techgoggler.com\/it\/wp-content\/uploads\/sites\/2\/2022\/02\/cisco-ofdma.jpg 678w, https:\/\/techgoggler.com\/it\/wp-content\/uploads\/sites\/2\/2022\/02\/cisco-ofdma-300x121.jpg 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 678px) 100vw, 678px\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-2975\" class=\"wp-caption-text\">Differenze nella allocazione della banda tra OFDM e OFDMA. Credits: Cisco.<\/figcaption><\/figure>\n<p>Le sottoportanti sono ulteriormente suddivise in componenti pi\u00f9 piccole, dette toni. Possiamo dire che una RU \u00e8 costituita da pi\u00f9 toni. Nel Wi-Fi 6, la spaziatura tra le sottoportanti \u00e8 di 78,125 KHz, ovvero un quarto della spaziatura di 312,5 KHz propria dello standard 802.11ac.<\/p>\n<p>Sulla base di questo, possiamo costruire una formula per calcolare il numero di toni per le diverse larghezze di banda. Ovvero:<\/p>\n<p>Numero di toni = (BW in MHz) \u00f7 (0,078125 MHz). Applicando questa formula per larghezze di banda pari a 20 MHz,40 MHz e 80 MHz si ottiene un numero di toni pari a 256, 512 e 1024 rispettivamente. Tuttavia non tutti questi toni possono essere utilizzati per i dati poich\u00e8 alcuni devono essere riservati per altre operazioni. Sintetizzando, ogni RU potr\u00e0 contenere 26, 52, 106, 242 o 996 toni utili per i dati.<\/p>\n<p>In relazione alla larghezza di banda (vedi figura sottostante), tenendo conto di quanto detto in precedenza ovvero che la separazione tra le sottoportanti \u00e8 di 78,125 KHz, si pu\u00f2 calcolare facilmente che ogni RU con 26 toni corrisponde a circa 2 MHz, con 52 toni a circa 4 Mhz, con 106 toni a circa 8 Mhz e cos\u00ec via.<\/p>\n<figure id=\"attachment_2978\" aria-describedby=\"caption-attachment-2978\" style=\"width: 800px\" class=\"wp-caption alignnone\"><a href=\"https:\/\/techgoggler.com\/it\/wp-content\/uploads\/sites\/2\/2022\/02\/ru-bw.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/techgoggler.com\/it\/wp-content\/uploads\/sites\/2\/2022\/02\/ru-bw.jpg\" alt=\"RU tones bandwidth. Credits Cisco\" width=\"800\" height=\"385\" class=\"size-full wp-image-2978\" srcset=\"https:\/\/techgoggler.com\/it\/wp-content\/uploads\/sites\/2\/2022\/02\/ru-bw.jpg 800w, https:\/\/techgoggler.com\/it\/wp-content\/uploads\/sites\/2\/2022\/02\/ru-bw-300x144.jpg 300w, https:\/\/techgoggler.com\/it\/wp-content\/uploads\/sites\/2\/2022\/02\/ru-bw-768x370.jpg 768w\" sizes=\"auto, (max-width: 800px) 100vw, 800px\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-2978\" class=\"wp-caption-text\">Physical layer protocol data unit (PPDU) e diversi RU. Credits Cisco.<\/figcaption><\/figure>\n<h2>Correlazione tra RU e larghezza di banda del canale<\/h2>\n<p>La tabella seguente rappresenta la relazione tra numero di sottoportanti e larghezza di banda del canale. Possiamo dire, semplificando, che la tabella rappresenta il numero di utenti OFDMA per un particolare tono per una determinata larghezza di banda. Ad esempio, per una banda di 80 Mhz, sono supportati un massimo  di 37 utenti con RU a 26 toni. A 40 Mhz, con lo stesso RU sono supportati un massimo di 18 utenti. A 20Mhz, un massimo di 9 utenti. Ove si legge 1 \u00e8 il caso di un singolo utente (SU), in cui gli viene allocato l&#8217;intero spettro.<\/p>\n<figure id=\"attachment_2980\" aria-describedby=\"caption-attachment-2980\" style=\"width: 678px\" class=\"wp-caption alignnone\"><a href=\"https:\/\/techgoggler.com\/it\/wp-content\/uploads\/sites\/2\/2022\/02\/allocation.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/techgoggler.com\/it\/wp-content\/uploads\/sites\/2\/2022\/02\/allocation-678x203.jpg\" alt=\"Relazione tra toni, larghezza di banda e numero di utenti. Credits Cisco.\" width=\"678\" height=\"203\" class=\"size-mh-magazine-content wp-image-2980\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-2980\" class=\"wp-caption-text\">Relazione tra toni, larghezza di banda e numero di utenti. Credits Cisco.<\/figcaption><\/figure>\n<p>La allocazione degli RU pu\u00f2 essere fatta scegliendo diverse combinazioni di toni. Se, ad esempio, sono associate tre stazioni, l&#8217;Access Point pu\u00f2 assegnare 106 toni ai primi due utenti e 26 toni al terzo utente. Oppure l&#8217;AP potrebbe assegnare 52 toni al terzo utente. Le decisioni di assegnazione degli RU vengono prese dinamicamente dall&#8217;AP in base al tipo di traffico del client e al suo ammontare di dati da trasmettere. L&#8217;AP pu\u00f2 verificare lo stato del buffer del client utilizzando un meccanismo di polling periodico. Le applicazioni audio\/video in tempo reale, molto sensibili alla latenza, sono i candidati principali per OFDMA.<\/p>\n<h2>Allocazione RU e accesso al canale<\/h2>\n<p>Gli Access Point Wi-Fi 6 deve contendere l&#8217;accesso ai canali con le stazioni non Wi-Fi 6, e questo avviene utilizzando EDCA (Enhanced Distributed Channel Access). <a href=\"https:\/\/ieeexplore.ieee.org\/document\/4024121\" rel=\"noopener noreferrer\" target=\"_blank\">EDCA <\/a>fornisce un accesso senza contesa al canale per un periodo noto come Transmit Opportunity (TXOP), durante il quale una stazione pu\u00f2 trasmettere il massimo numero di frames. Le allocazioni RU in entrambe le direzioni di downlink e uplink vengono eseguite dall&#8217;AP su base del TXOP. Durante questo tempo, l&#8217;Access Point pu\u00f2 soddisfare multipli utenti Wi-Fi 6 utilizzando un singolo MU PPDU o pacchetti di dati.<\/p>\n<p>EDCA, inoltre, incorpora un tag detto categoria di accesso (AC): voce, video, best effort e sfondo. Le stazioni che inviano dati nella stessa categoria di accesso (AC) vengono servite insieme utilizzando pacchetti OFDMA multiutente (MU). Le stazioni con tag AC diversi vengono servite utilizzando diversi pacchetti di dati MU.<\/p>\n<h2>Conclusione<\/h2>\n<p>Situazioni wireless ad alta densit\u00e0 di traffico con applicazioni sensibili alla latenza sono ovvie candidate alla adozione di Wi-Fi 6. Ne trarranno anche beneficio i dispositivi IOT, con migliorate prestazioni ed efficienza sia nella banda 2,4 GHz che 5 GHz. OFDMA, in particolare, \u00e8 la risposta migliore a problemi di sovraffollamento con audio\/video instabile in uffici, scuole, centri commerciali, aeroporti e anche nelle abitazioni con molteplici dispositivi di streaming.<\/p>\n<h2>Altre risorse<\/h2>\n<p>Per la struttura del frame 802.11ax e il suo formato PPDU, <a href=\"https:\/\/www.rfwireless-world.com\/Terminology\/WLAN-802-11ax-frame-structure.html\" rel=\"noopener noreferrer\" target=\"_blank\">vedi questo articolo<\/a>.<\/p>\n<p>Per il confronto del PPDU tra i differenti standard WLAN, <a href=\"https:\/\/it.mathworks.com\/help\/wlan\/gs\/wlan-ppdu-structure.html\" rel=\"noopener noreferrer\" target=\"_blank\">vedi questo articolo<\/a>.<\/p>\n<p>Alcune belle immagini riassuntive dei vantaggi di Wi-Fi 6 <a href=\"https:\/\/www.tp-link.com\/it\/wifi6\/\" rel=\"noopener noreferrer\" target=\"_blank\">dal sito TP-LINK<\/a>.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<div class=\"mh-excerpt\"><p>OFDMA \u00e8 forse l&#8217;innovazione pi\u00f9 significativa del nuovo standard 802.11ax, comunemente detto Wi-Fi 6. <a class=\"mh-excerpt-more\" href=\"https:\/\/techgoggler.com\/it\/wi-fi-6-alcune-note-tecniche-su-ofdma\/\" title=\"WI-FI 6: alcune note tecniche su OFDMA\"><\/a><\/p>\n<\/div>","protected":false},"author":2,"featured_media":2985,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[120],"tags":[257,127],"class_list":{"0":"post-2974","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","7":"category-telecomunicazioni","8":"tag-learning-telecom","9":"tag-wlan"},"yoast_head":"<!-- This site is optimized with the Yoast SEO plugin v27.4 - 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