Gebore in 1997, het Wi-Fi die menslike lewe baie meer beïnvloed as enige ander Gen Z-beroemdheid. Die bestendige groei en rypwording daarvan het netwerkverbindings geleidelik van die antieke regime van kabels en verbindings bevry tot die mate dat draadlose breëband-internettoegang – iets ondenkbaar in die dae van inbel – dikwels as vanselfsprekend aanvaar word.
Ek is oud genoeg om die bevredigende klik te onthou waarmee 'n RJ45-prop 'n suksesvolle verbinding met die vinnig groeiende aanlyn multiversum beteken. Deesdae het ek min behoefte aan RJ45's, en tegnologie-versadigde tieners van my kennis is dalk onbewus van hul bestaan.
In die 60's en 70's het AT&T modulêre verbindingstelsels ontwikkel om lywige telefoonverbindings te vervang. Hierdie stelsels het later uitgebrei om die RJ45 vir rekenaarnetwerke in te sluit
Die voorkeur vir Wi-Fi onder die algemene bevolking is glad nie verbasend nie; Ethernet-kabels lyk amper barbaars in vergelyking met die wonderlike gerief van draadloos. Maar as 'n ingenieur wat bloot met dataskakelwerkverrigting gemoeid is, sien ek Wi-Fi steeds as minderwaardig as 'n bedrade verbinding. Sal 802.11be Wi-Fi 'n stap - of dalk selfs 'n sprong - nader bring om Ethernet heeltemal te verplaas?
'n Kort inleiding tot Wi-Fi-standaarde: Wi-Fi 6 en Wi-Fi 7
Wi-Fi 6 is die gepubliseerde naam vir IEEE 802.11ax. Volledig goedgekeur vroeg in 2021, en baat by meer as twintig jaar se opgehoopte verbeterings in die 802.11-protokol, is Wi-Fi 6 'n formidabele standaard wat nie 'n kandidaat vir vinnige vervanging blyk te wees nie.
'n Blogplasing van Qualcomm som Wi-Fi 6 op as "'n versameling kenmerke en protokolle wat daarop gemik is om soveel as moontlik data gelyktydig na soveel toestelle as moontlik te stuur." Wi-Fi 6 het verskeie gevorderde vermoëns bekendgestel wat doeltreffendheid verbeter en deurvloei verhoog, insluitend frekwensie-domein-multipleksing, opskakel-multigebruiker-MIMO en dinamiese fragmentasie van datapakkies.
Wi-Fi 6 inkorporeer OFDMA (ortogonale frekwensie-verdeling veelvuldige toegang) tegnologie, wat spektrale doeltreffendheid in multi-gebruiker omgewings verhoog
Waarom is die 802.11-werkgroep dan reeds goed op pad om 'n nuwe standaard te ontwikkel? Hoekom sien ons reeds opskrifte oor die eerste Wi-Fi 7-demo? Ten spyte van die versameling van die nuutste radiotegnologieë, word Wi-Fi 6, ten minste in sommige kringe, as oorweldigend in twee belangrike opsigte beskou: datatempo en latensie.
Deur die datatempo en latensieprestasie van Wi-Fi 6 te verbeter, hoop die argitekte van Wi-Fi 7 om die vinnige, gladde, betroubare gebruikerservaring te lewer wat steeds makliker met Ethernet-kabels bereik word.
Datakoerse teenoor vertragings rakende Wi-Fi-protokolle
Wi-Fi 6 ondersteun data-oordragsnelheid wat 10 Gbps nader. Of dit in 'n absolute sin "goed genoeg" is, is 'n hoogs subjektiewe vraag. In 'n relatiewe sin is Wi-Fi 6-datasnelhede egter objektief flou: Wi-Fi 5 het 'n duisend persent toename in datatempo behaal in vergelyking met sy voorganger, terwyl Wi-Fi 6 datatempo met minder as vyftig persent verhoog het in vergelyking met Wi-Fi 5.
Die teoretiese stroomdatatempo is beslis nie 'n omvattende manier om die "spoed" van 'n netwerkverbinding te kwantifiseer nie, maar dit is belangrik genoeg om die noue aandag te verdien van diegene wat verantwoordelik is vir Wi-Fi se voortgesette kommersiële sukses.
Vergelyking van die afgelope drie generasies Wi-Fi-netwerkprotokolle
Latency as 'n algemene konsep verwys na vertragings tussen insette en reaksie.
In die konteks van netwerkverbindings kan buitensporige latensie gebruikerservaring soveel as (of selfs meer as) beperkte datatempo verswak - blitsvinnige bitvlaktransmissie help jou nie veel as jy vyf sekondes voor 'n webblad moet wag nie begin laai. Latency is veral belangrik vir intydse toepassings soos videokonferensies, virtuele realiteit, speletjies en beheer van afstandtoerusting. Gebruikers het net soveel geduld vir glitchy video's, sloerige speletjies en dilaterende masjienkoppelvlakke.
Wi-Fi 7 se datatempo en vertraging
Die Projekmagtigingsverslag vir IEEE 802.11be sluit beide verhoogde datatempo en verminderde latensie as eksplisiete doelwitte in. Kom ons kyk van naderby na hierdie twee opgraderingspaaie.
Datatempo en Kwadratuur Amplitude Modulasie
Die argitekte van Wi-Fi 7 wil 'n maksimum deurset van minstens 30 Gbps sien. Ons weet nie watter kenmerke en tegnieke in die voltooide 802.11be-standaard geïnkorporeer sal word nie, maar sommige van die mees belowende kandidate vir die verhoging van datatempo is 320 MHz-kanaalwydte, multiskakelwerking en 4096-QAM-modulasie.
Met toegang tot bykomende spektrumhulpbronne vanaf die 6 GHz-band, kan Wi-Fi die maksimum kanaalwydte haalbaar tot 320 MHz verhoog. 'n Kanaalwydte van 320 MHz verhoog maksimum bandwydte en teoretiese piekdatatempo met 'n faktor van twee relatief tot Wi-Fi 6.
In multi-skakel-werking funksioneer veelvuldige kliëntstasies met hul eie skakels gesamentlik as "multi-link-toestelle" wat een koppelvlak tot die netwerk se logiese skakelbeheerlaag het. Wi-Fi 7 sal toegang hê tot drie bande (2.4 GHz, 5 GHz en 6 GHz); 'n Wi-Fi 7 multi-skakel toestel kan data gelyktydig in verskeie bande stuur en ontvang. Die multiskakel-operasie het die potensiaal vir groot deursetverhogings, maar dit behels 'n paar beduidende implementeringsuitdagings.
In multi-skakel-werking het 'n multi-skakel-toestel een MAC-adres al bevat dit meer as een STA (wat staan vir stasie, wat 'n kommunikerende toestel soos 'n skootrekenaar of slimfoon beteken)
QAM staan vir kwadratuur amplitude modulasie. Dit is 'n I/Q-modulasieskema waarin spesifieke kombinasies van fase en amplitude ooreenstem met verskillende binêre rye. Ons kan (in teorie) die aantal bisse wat per simbool versend word, verhoog deur die aantal fase/amplitudepunte in die stelsel se "konstellasie" te verhoog (sien die diagram hieronder).
Dit is 'n konstellasiediagram vir 16-QAM. Elke sirkel op die komplekse vlak verteenwoordig 'n fase/amplitude-kombinasie wat ooreenstem met 'n voorafbepaalde binêre getal
Wi-Fi 6 gebruik 1024-QAM, wat 10 bisse per simbool ondersteun (omdat 2^10 = 1024). Met 4096-QAM-modulasie kan 'n stelsel 12 bisse per simbool oordra—as dit voldoende SNR by die ontvanger kan bereik om suksesvolle demodulasie moontlik te maak.
Wi-Fi 7 Latentiekenmerke:
MAC-laag en PHY-laag
Die drempel vir betroubare funksionaliteit van intydse toepassings is slegste-geval latency van 5–10 ms; vertragings van so laag as 1 ms is voordelig in sommige gebruikscenario's. Dit is nie 'n maklike taak om vertragings so laag in 'n Wi-Fi-omgewing te bereik nie.
Kenmerke wat by beide die MAC (medium toegangsbeheer)-laag en die fisiese laag (PHY) werk, sal help om Wi-Fi 7-vertragingsprestasie in die sub-10 ms-wêreld te bring. Dit sluit in multi-toegangspunt gekoördineerde bundelvorming, tydsensitiewe netwerk, en multi-skakel werking.
Sleutelkenmerke van Wi-Fi 7
Onlangse navorsing dui daarop dat multi-skakel-aggregasie, wat ingesluit is in die algemene opskrif van multi-skakel-operasie, instrumenteel kan wees om Wi-Fi 7 in staat te stel om aan die vertragingsvereistes van intydse toepassings te voldoen.
Die toekoms van Wi-Fi 7?
Ons weet nog nie presies hoe Wi-Fi 7 sal lyk nie, maar dit sal ongetwyfeld indrukwekkende nuwe RF-tegnologieë en dataverwerkingstegnieke bevat. Sal al die R&D die moeite werd wees? Sal Wi-Fi 7 'n rewolusie in draadlose netwerke maak en die paar oorblywende voordele van Ethernet-kabels definitief neutraliseer? Deel gerus jou gedagtes in die kommentaar afdeling hieronder.
