APs UniFi 6: Wi-Fi de Próxima Geração
Sabemos que a principal tecnologia de redes sem fio locais (WLAN) é conhecida pelo seu nome comercial Wi-Fi. No entanto esse é apenas um nome comercial e a tecnologia propriamente dita é identificada através de diferentes padrões IEEE 802.11 que são implementados no chipset MAC dos rádios dos dispositivos wireless.
Ao longo dos últimos 20 anos a tecnologia Wi-Fi evoluiu em diferentes padrões, desde o 802.11–1997 original, passando pelos padrões 802.11b (1G), 802.11a (2G), 802.11g (3G) e 802.11n (4G), até chegar ao ainda atual padrão 802.11ac (5G). Nos próximos anos caminhamos para a adoção do padrão 802.11ax (6G) de próxima geração.
Observação: Desde outubro de 2018 a Wi-Fi Alliance anunciou oficialmente um novo sistema de nomes para as diferentes gerações de Wi-Fi com o objetivo de ajudar o usuário a identificar facilmente a tecnologia suportada:
Wi-Fi 4 = 802.11n
Wi-Fi 5 = 802.11ac
Wi-Fi 6 = 802.11ax
As taxas de transmissão nominais dos padrões são: 802.11b (11 Mbps), 802.11a (54 Mbps), 802.11g (54 Mbps), 802.11n (300 Mbps) e o atual padrão 802.11ac (+1 Gbps), sendo que atualmente os mais utilizados são o 802.11ac e o legado 802.11n. Aqueles padrões que operam na mesma faixa de frequência são interoperáveis e, portanto, os dispositivos de diferentes gerações são compatíveis entre si, ainda que seja necessário adotar mecanismos de retrocompatibilidade que degradam o desempenho da rede.
É importante que o leitor tenha em mente que quando falamos em comunicação sem fio, as taxas informadas pelos fabricantes são na realidade valores nominais (data-rate) dos padrões, conforme explicado neste artigo. Na prática os valores reais têm desempenho muito menor porque grande parte da banda é utilizada para tráfego de controle (overhead) que não são os dados do usuário (payload), além de fatores externos que impactam na degradação do sinal de radiofrequência.
Em setembro/2019 a Wi-Fi Alliance oficializou a certificação da tecnologia Wi-Fi 6, o novo padrão que suporta ambas as bandas de 2,4 GHz e 5 GHz (*). A expectativa natural é que esse novo padrão deverá substituir o atual Wi-Fi 5 (802.11ac), no entanto é importante ter em mente que essa tecnologia ainda está em seus estágios preliminares. Certamente sua adoção definitiva levará alguns anos porque requer a renovação de todo o parque atual (N/AC).
(*) Observação: O padrão Wi-Fi 6 é especificado para suportar as bandas de 2.4 GHz e 5 GHz. Esse padrão não deve ser confundido com seu adendo Wi-Fi 6E que também possui suporte adicional à banda de 6 GHz, recém liberada pela Anatel para uso não licenciado em ambientes indoor no Brasil, conforme Ato 1306 de 02/2021.
> Novos APs UniFi 6
Os modelos U6-Lite e U6-LR foram os primeiros APs UniFi 6 oficialmente lançados pela Ubiquiti e ambos já estão homologados Anatel no Brasil. O U6-Lite é o AP de entrada do portfólio UniFi 6 com a melhor relação preço-performance dentre todos os demais.
Observação: À medida que novos modelos derem entrada no processo de homologação Anatel no Brasil, essa tabela será atualizada.
O U6-PRO é um AP com suporte a Wi-Fi 6 (802.11ax) nos dois rádios 2G/5G, enquanto que o U6-Mesh é sua versão outdoor para instalação em ambientes externos, portanto possui certificação IP65 contra intempéries. Para projetos especiais existe o modelo U6-IW que contém um mini-switch embutido, ou seja, oferece mais 4 portas LAN para conexão de outros dispositivos, ideal para residências, escolas e hotéis.
Observação: O processador do U6-Pro, do U6-Mesh e do U6-IW é superior com suporte a MCS13 (4800 Mbps) em HE160 + 4x4, enquanto o U6-LR não suporta 4x4 em HE160 (apenas 2x2). O U6-LR é 4x4 com as outras larguras, por exemplo HE80, por isso metade da taxa máxima teórica do U6-Pro.
Uma dúvida recorrente em relação aos modelos Wi-Fi 6 com interface LAN de 1G é se o uplink cabeado não seria um gargalo frente às velocidades teóricas anunciadas no novo padrão Wi-Fi AX/6. A resposta é que não existe gargalo porque uplink cabeado superior a 1G ainda não passa de expectativa irreal em Wi-Fi, já que em 5 GHz canais superiores a 80 MHz são simplesmente inviáveis e principalmente porque existe muito overhead decorrente dos mecanismos de proteção dos padrões anteriores.
Observação: Essa demanda faz sentido em APs com mais do que 2 rádios de operação, no caso de todos os rádios usarem canais largos, por exemplo o UAP-XG que possui 3 rádios e porta LAN de 10G.
A expectativa daqui alguns anos é que esse panorama comece a mudar com a adoção do Wi-Fi 6E (6E != 6). Além de haver muito mais banda na nova faixa de 6 GHz (59 canais de 20MHz, 29 de 40MHz, 14 de 80 MHz ou 7 de 160 MHz), ela é NOVA e não haverá overhead de retrocompatibilidade.
O modelo topo de linha do portfólio é o U6-Enterprise, um AP Wi-Fi 6E que possui interface LAN de 2.5 Gbps e 3 rádios (tri-band) que operam nas bandas de 2.4 GHz, 5 GHz e 6 GHz. É esse rádio adicional que opera na banda de 6 GHz que justifica uma interface LAN superior a 1 Gbps.
Além de novos recursos que garantem desempenho superior com maior throughput (modulação 1024-QAM) e principalmente maior capacidade de clientes (tecnologia OFDMA), todos os APs UniFi 6 possuem um rádio Bluetooth para fácil configuração através do app UniFi Network no celular, tornando a experiência do usuário ainda melhor.
Todos os APs UniFi 6 são gateways BLE para conexão com as “coisas” UniFi Protect. O rádio Bluetooth embarcado nos APs UniFi 6 é utilizado para prover integração com sensores IoT, por exemplo com o sensor UniFi Protect UP-Sense que é capaz de detectar movimento, abertura de portas e janelas, temperatura, umidade, luminosidade, alarmes sonoros, etc.
Observação: A funcionalidade de bridge para sensores IoT no rádio Bluetooth dos APs UniFi 6 requer o firmware 5.53.1 ou superior. Os APs U6 são automaticamente detectados pela aplicação Protect, a partir da versão 1.18, então os sensores UniFi Protect podem ser gerenciados.
Para alimentar os APs do portfólio U6 com a melhor experiência de gerência da rede sem fio com a rede cabeada é recomendado o uso dos switches UniFi, conforme explicado no vídeo abaixo. Dessa forma todos os switches da infraestrutura são gerenciados através da mesma interface dos APs. Vale destacar que os switches Enterprise possuem interfaces PoE de 2.5 Gbps que são ideais para uso conjunto com o AP U6-Enterprise naqueles novos projetos Wi-Fi 6E.
A tabela abaixo traz uma relação com todos os modelos de APs UniFi homologados no Brasil e seus requisitos de compatibilidade para alimentação via PoE, seja via switch ou injetor (especificação dos injetores da Ubiquiti), inclusive os novos U6 com suporte a Wi-Fi 6/6E/AX.
> Novos Recursos do Wi-Fi 6
A tecnologia Wi-Fi 6 prevê vários novos recursos para garantir maior desempenho e capacidade, mas alguns merecem destaque, conforme explicado nos tópicos numerados abaixo.
Observação: Apesar de todos esses novos recursos serem contemplados no atual estágio do padrão 802.11ax, é previsto que o Wi-Fi 6 será lançado em estágios denominados Waves, assim como aconteceu com o padrão Wi-Fi 5. Nem todos esses recursos estarão disponíveis nesse primeiro momento e não é obrigatório o suporte a todos eles nos APs e dispositivos clientes, por isso é importante consultar a documentação do fabricante.
- Modulação 1024-QAM
Essa nova modulação permite que um único sinal seja capaz de representar informações mais complexas, sendo possível entregar maior velocidade. No atual padrão Wi-Fi 5 a modulação máxima era/é 256-QAM (8 bits por símbolo) e no novo padrão Wi-Fi 6 a modulação é/será 1024-QAM (10 bits por símbolo), ou seja, ainda mais velocidade. Uma observação em relação à velocidade que vale a pena reforçar é que as melhores modulações só podem ser alcançadas se o dispositivo cliente estiver no mesmo cômodo do AP, explicado neste artigo. - MU-OFDMA (*)
Provavelmente o maior benefício do novo padrão Wi-Fi 6 em termos de EFICIÊNCIA porque vai permitir a comunicação simultânea do AP com até 9 clientes por transmissão usando a mesma largura de canal, sendo que antes só era possível um único dispositivo por vez. Diferente da tecnologia MU-MIMO (que já existia no Wi-Fi 5 Wave 2), essa nova técnica consegue dividir o mesmo canal em canais menores para atender múltiplos clientes independente da quantidade de antenas do AP, ou seja, em um único fluxo especial (stream). Essa é uma tecnologia que foi “emprestada” dos padrões 4G/5G da telefonia móvel/celular. - MU-MIMO
O atual padrão Wi-Fi 5 (Wave 2) já possui suporte a MU-MIMO para comunicação do AP com múltiplos clientes (downlink) simultaneamente usando diferentes antenas de transmissão/recepção (stream), desde que o dispositivo cliente também tenha suporte a MU, ainda que esse cliente tenha uma única antena. O novo padrão Wi-Fi 6 vai permitir até 8 antenas para transmissão em ambos os sentidos downlink/uplink, mais um diferencial para otimizar o aproveitamento do airtime. - BSS Coloring
Essa nova técnica vai permitir diminuir a incidência de interferência em ambientes que tenham múltiplos roteadores/APs operando no mesmo canal, através de um mecanismo que permite identificar na própria transmissão qual é a célula (BSSID) de vínculo do dispositivo cliente. A analogia usada para explicar essa tecnologia é que cada transmissão vai ser associada com uma “cor” (código numérico) para que múltiplos APs operando no mesmo canal saibam identificar aquelas transmissões de seu interesse em meio a outras transmissões concorrentes (interferência). - TWT (Target Wake Time)
Uma nova técnica muito atrativa que vai economizar bateria nos dispositivos clientes através de um processo de escalonamento das transmissões entre eles, particularmente útil no contexto de Internet das Coisas (IoT) em que existem muitos dispositivos sensores/controladores que não demandam muito tráfego nem “falam” frequentemente. Dessa forma esses dispositivos serão capazes de sinalizar para o AP que pretendem “dormir” por intervalos de tempo muito maiores do que poucos milissegundos (horas/dias) para economizar bateria. - Segurança WPA3/OWE
Considerado um dos maiores benefícios do novo padrão, já que atualmente é o mecanismo de segurança mais robusto e que CERTAMENTE será o padrão nos próximos anos. Esse novo método resolve o maior problema de segurança do mecanismo anterior (WPA2) no que diz respeito à uma vulnerabilidade conhecida de quebra das chaves durante o processo inicial de associação dos dispositivos clientes com o roteador/AP Wi-Fi (KRACK). Em paralelo ao WPA3 também teremos suporte à técnica OWE que permite criptografar automaticamente a comunicação em hotspots abertos (sem senhas), permitindo ter em ambientes públicos o mesmo grau de segurança do Wi-Fi em empresas e residências.
Observação: Há vários modelos de APs Wi-Fi 5 disponíveis no amplo portfólio UniFi. Para obter informações detalhadas sobre cada um dos modelos, recomendamos a leitura deste artigo.
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