Нарадзіўшыся ў 1997 годзе, Wi-Fi паўплываў на жыццё чалавека значна больш, чым любая іншая знакамітасць пакалення Z. Яе няўхільны рост і сталенне паступова вызвалілі падключэнне да сеткі ад старажытнага рэжыму кабеляў і раздымаў да такой ступені, што бесправадны шырокапалосны доступ у Інтэрнэт - штосьці неймавернае ў дні камутаванага доступу - часта ўспрымаецца як належнае.
Я дастаткова дарослы, каб запомніць задавальняючае націсканне, з дапамогай якога штэкер RJ45 азначаў паспяховае злучэнне з мультысусветам онлайн, які хутка пашыраецца. У наш час мне мала патрэбныя раз'ёмы RJ45, і насычаныя тэхналогіямі падлеткі маіх знаёмых могуць і не ведаць пра іх існаванне.
У 60-х і 70-х гадах AT&T распрацавала модульныя сістэмы раздымаў, каб замяніць грувасткія тэлефонныя раздымы. Пазней гэтыя сістэмы былі пашыраны і ўключылі RJ45 для камп'ютэрных сетак
Перавага Wi-Fi сярод насельніцтва зусім не дзіўная; Кабелі Ethernet выглядаюць амаль варварствам у параўнанні з надзвычайнай зручнасцю бесправадной сувязі. Але як інжынер, заклапочаны проста прадукцыйнасцю канала перадачы дадзеных, я па-ранейшаму лічу Wi-Fi горшым у параўнанні з правадным злучэннем. Ці наблізіць 802.11be Wi-Fi на крок — ці, магчыма, нават на скачок — да поўнага выцяснення Ethernet?
Кароткія ўводзіны ў стандарты Wi-Fi: Wi-Fi 6 і Wi-Fi 7
Wi-Fi 6 - гэта агульнапрынятая назва IEEE 802.11ax. Поўнасцю зацверджаны ў пачатку 2021 года і карыстаючыся больш чым дваццаццю гадамі назапашаных удасканаленняў у пратаколе 802.11, Wi-Fi 6 з'яўляецца магутным стандартам, які, здаецца, не можа быць кандыдатам на хуткую замену.
Паведамленне ў блогу ад Qualcomm рэзюмуе Wi-Fi 6 як «калекцыю функцый і пратаколаў, накіраваных на перадачу як мага большай колькасці дадзеных на як мага больш прылад адначасова». Wi-Fi 6 прадставіў розныя пашыраныя магчымасці, якія павышаюць эфектыўнасць і павялічваюць прапускную здольнасць, у тым ліку мультыплексаванне ў частотнай вобласці, шматкарыстальніцкую MIMO па ўзыходзячай лініі сувязі і дынамічную фрагментацыю пакетаў даных.
Wi-Fi 6 уключае тэхналогію OFDMA (множны доступ з артаганальным частотным падзелам), якая павышае спектральную эфектыўнасць у шматкарыстальніцкіх асяроддзях
Чаму ж рабочая група 802.11 ужо на шляху да распрацоўкі новага стандарту? Чаму мы ўжо бачым загалоўкі аб першай дэманстрацыі Wi-Fi 7? Нягледзячы на набор самых сучасных радыётэхналогій, Wi-Fi 6 успрымаецца, прынамсі ў некаторых колах, як недастатковы ў двух важных аспектах: хуткасць перадачы дадзеных і затрымка.
Палепшыўшы хуткасць перадачы дадзеных і прадукцыйнасць затрымкі Wi-Fi 6, архітэктары Wi-Fi 7 спадзяюцца забяспечыць хуткі, плыўны і надзейны карыстацкі досвед, якога лягчэй дасягнуць з дапамогай кабеляў Ethernet.
Хуткасць перадачы дадзеных у параўнанні з затрымкамі адносна пратаколаў Wi-Fi
Wi-Fi 6 падтрымлівае хуткасць перадачы даных, набліжаную да 10 Гбіт/с. Ці з'яўляецца гэта «дастаткова добрым» у абсалютным сэнсе - вельмі суб'ектыўнае пытанне. Аднак у адносным сэнсе хуткасць перадачы дадзеных Wi-Fi 6 аб'ектыўна цьмяная: Wi-Fi 5 дасягнуў тысячапрацэнтнага павелічэння хуткасці перадачы дадзеных у параўнанні са сваім папярэднікам, у той час як Wi-Fi 6 павялічыў хуткасць перадачы дадзеных менш чым на пяцьдзесят працэнтаў. у параўнанні з Wi-Fi 5.
Тэарэтычная хуткасць перадачы дадзеных патоку, безумоўна, не з'яўляецца ўсёабдымным сродкам колькаснай ацэнкі «хуткасці» сеткавага злучэння, але яна дастаткова важная, каб заслужыць пільную ўвагу тых, хто адказвае за камерцыйны поспех Wi-Fi.
Параўнанне сеткавых пратаколаў Wi-Fi апошніх трох пакаленняў
Затрымка як агульнае паняцце адносіцца да затрымкі паміж уводам і адказам.
У кантэксце сеткавых злучэнняў празмерная затрымка можа пагоршыць карыстальніцкую працу гэтак жа, як (ці нават больш, чым) абмежаваная хуткасць перадачы даных — неверагодна хуткая перадача бітавага ўзроўню не вельмі дапамагае, калі вам давядзецца чакаць пяць секунд перад адкрыццём вэб-старонкі пачынае загружацца. Затрымка асабліва важная для прыкладанняў у рэжыме рэальнага часу, такіх як відэаканферэнцыі, віртуальная рэальнасць, гульні і дыстанцыйнае кіраванне абсталяваннем. У карыстальнікаў хапае цярпення толькі для відэа з збоямі, гульняў з адставаннем і запаволення машынных інтэрфейсаў.
Хуткасць перадачы дадзеных і затрымка Wi-Fi 7
Справаздача аб аўтарызацыі праекта для IEEE 802.11be уключае як павелічэнне хуткасці перадачы дадзеных, так і памяншэнне затрымкі ў якасці відавочных задач. Давайце больш падрабязна разгледзім гэтыя два шляхі абнаўлення.
Хуткасць перадачы дадзеных і квадратурная амплітудная мадуляцыя
Архітэктары Wi-Fi 7 хочуць бачыць максімальную прапускную здольнасць не менш за 30 Гбіт/с. Мы не ведаем, якія функцыі і метады будуць уключаны ў дапрацаваны стандарт 802.11be, але некаторыя з найбольш перспектыўных кандыдатаў для павелічэння хуткасці перадачы дадзеных - гэта шырыня канала 320 МГц, шматканальная праца і мадуляцыя 4096-QAM.
Маючы доступ да дадатковых рэсурсаў спектру з дыяпазону 6 ГГц, Wi-Fi можа рэальна павялічыць максімальную шырыню канала да 320 МГц. Шырыня канала ў 320 МГц павялічвае максімальную прапускную здольнасць і тэарэтычную пікавую хуткасць перадачы дадзеных у два разы ў параўнанні з Wi-Fi 6.
Пры шматканальнай працы некалькі кліенцкіх станцый са сваімі ўласнымі каналамі сумесна працуюць як «шматканальныя прылады», якія маюць адзін інтэрфейс да ўзроўню кіравання лагічным каналам сеткі. Wi-Fi 7 будзе мець доступ да трох дыяпазонаў (2.4 ГГц, 5 ГГц і 6 ГГц); шматканальная прылада Wi-Fi 7 можа адпраўляць і атрымліваць дадзеныя адначасова ў некалькіх дыяпазонах. Шматканальная праца мае патэнцыял для значнага павелічэння прапускной здольнасці, але яна цягне за сабой некаторыя значныя праблемы пры рэалізацыі.
Пры шматканальнай працы шматканальная прылада мае адзін MAC-адрас, нават калі яна ўключае ў сябе больш чым адзін STA (што расшыфроўваецца як station, што азначае прыладу сувязі, такую як ноўтбук або смартфон).
QAM расшыфроўваецца як квадратурная амплітудная мадуляцыя. Гэта схема мадуляцыі I/Q, у якой пэўныя камбінацыі фазы і амплітуды адпавядаюць розным бінарным паслядоўнасцям. Мы можам (тэарэтычна) павялічыць колькасць бітаў, якія перадаюцца на сімвал, павялічваючы колькасць кропак фазы/амплітуды ў «сузор'і» сістэмы (гл. дыяграму ніжэй).
Гэта дыяграма сузор'я для 16-QAM. Кожны круг на комплекснай плоскасці ўяўляе сабой камбінацыю фазы/амплітуды, якая адпавядае загадзя зададзенаму двайковаму ліку
Wi-Fi 6 выкарыстоўвае 1024-QAM, які падтрымлівае 10 біт на сімвал (таму што 2^10 = 1024). З мадуляцыяй 4096-QAM сістэма можа перадаваць 12 біт на сімвал, калі яна можа дасягнуць дастатковага SNR на прыёмніку для паспяховай дэмадуляцыі.
Wi-Fi 7 Асаблівасці затрымкі:
Узровень MAC і ўзровень PHY
Парогам для надзейнай функцыянальнасці прыкладанняў у рэжыме рэальнага часу з'яўляецца найгоршы варыянт затрымкі 5-10 мс; затрымкі да 1 мс карысныя ў некаторых сцэнарах выкарыстання. Дасягненне такой нізкай затрымкі ў асяроддзі Wi-Fi - няпростая задача.
Функцыі, якія працуюць як на ўзроўні MAC (сярэдні кантроль доступу), так і на фізічным узроўні (PHY), дапамогуць знізіць прадукцыйнасць затрымкі Wi-Fi 7 да вобласці менш за 10 мс. Сюды ўваходзяць скаардынаванае фарміраванне прамяня з некалькімі кропкамі доступу, адчувальная да часу сетка і шматканальная праца.
Асноўныя магчымасці Wi-Fi 7
Апошнія даследаванні паказваюць, што шматканальная агрэгацыя, якая ўключана ў агульны загаловак шматканальнай працы, можа дапамагчы Wi-Fi 7 задаволіць патрабаванні да затрымкі прыкладанняў у рэжыме рэальнага часу.
Будучыня Wi-Fi 7?
Мы яшчэ не ведаем, як менавіта будзе выглядаць Wi-Fi 7, але ён, несумненна, будзе ўключаць у сябе ўражлівыя новыя радыёчастотныя тэхналогіі і метады апрацоўкі даных. Ці акупяцца ўсе даследаванні і распрацоўкі? Ці зробіць Wi-Fi 7 рэвалюцыю ў бесправадных сетках і канчаткова нейтралізуе нешматлікія перавагі кабеляў Ethernet, якія засталіся? Не саромейцеся дзяліцца сваімі думкамі ў раздзеле каментарыяў ніжэй.
