Rođen 1997. godine, Wi-Fi je utjecao na ljudski život mnogo više od bilo koje druge poznate ličnosti iz generacije Z. Njegov stalni rast i sazrijevanje postepeno su oslobodili mrežnu povezanost od drevnog režima kablova i konektora do te mjere da se bežični širokopojasni pristup internetu – nešto nezamislivo u danima dial-up-a – često uzima zdravo za gotovo.
Dovoljno sam star da se setim zadovoljavajućeg klika kojim je RJ45 utikač označavao uspešnu vezu sa brzo širećim onlajn multiverzumom. Danas imam malu potrebu za RJ45, a tehnološki zasićeni tinejdžeri mog poznanika možda nisu svjesni njihovog postojanja.
U 60-im i 70-im godinama, AT&T je razvio modularne sisteme konektora za zamjenu glomaznih telefonskih konektora. Ovi sistemi su se kasnije proširili i uključili RJ45 za kompjutersko umrežavanje
Sklonost Wi-Fi-ju među opštom populacijom uopšte nije iznenađujuća; Ethernet kablovi izgledaju gotovo varvarski u poređenju sa neverovatnom praktičnošću bežične veze. Ali kao inženjer koji se bavi samo performansama data veze, i dalje vidim da je Wi-Fi inferioran u odnosu na žičanu vezu. Hoće li 802.11 donijeti Wi-Fi korak — ili možda čak i skok — bliže potpunom istiskivanju Etherneta?
Kratak uvod u Wi-Fi standarde: Wi-Fi 6 i Wi-Fi 7
Wi-Fi 6 je javno objavljeno ime za IEEE 802.11ax. Potpuno odobren početkom 2021. godine i koristi od više od dvadeset godina akumuliranih poboljšanja u 802.11 protokolu, Wi-Fi 6 je zastrašujući standard koji ne izgleda kao kandidat za brzu zamjenu.
Objava na blogu kompanije Qualcomm sažima Wi-Fi 6 kao „zbirku funkcija i protokola koji imaju za cilj da prenose što više podataka na što više uređaja istovremeno. Wi-Fi 6 je uveo različite napredne mogućnosti koje poboljšavaju efikasnost i povećavaju propusnost, uključujući multipleksiranje u frekvencijskom domenu, višekorisnički MIMO uzlazne veze i dinamičku fragmentaciju paketa podataka.
Wi-Fi 6 uključuje OFDMA (ortogonalna frekvencijska podjela višestruki pristup) tehnologiju, koja povećava spektralnu efikasnost u višekorisničkim okruženjima
Zašto je onda radna grupa 802.11 već na dobrom putu da razvije novi standard? Zašto već viđamo naslove o prvoj demo verziji Wi-Fi 7? Uprkos svojoj kolekciji najsavremenijih radio tehnologija, Wi-Fi 6 se percipira, barem u nekim krugovima, kao nedovoljan u dva važna aspekta: brzini prenosa podataka i kašnjenju.
Poboljšanjem brzine prenosa podataka i performansi kašnjenja Wi-Fi 6, arhitekti Wi-Fi 7 se nadaju da će pružiti brzo, glatko i pouzdano korisničko iskustvo koje se još lakše postiže Ethernet kablovima.
Brzine podataka u odnosu na kašnjenja u vezi sa Wi-Fi protokolima
Wi-Fi 6 podržava brzine prenosa podataka koje se približavaju 10 Gbps. Da li je ovo „dovoljno dobro“ u apsolutnom smislu, vrlo je subjektivno pitanje. Međutim, u relativnom smislu, brzine prenosa podataka Wi-Fi 6 objektivno su slabe: Wi-Fi 5 je postigao hiljadu posto povećanja brzine prijenosa podataka u odnosu na svog prethodnika, dok je Wi-Fi 6 povećao brzinu prijenosa podataka za manje od pedeset posto u poređenju sa Wi-Fi 5.
Teoretska brzina prijenosa podataka definitivno nije sveobuhvatno sredstvo za kvantificiranje “brzine” mrežne veze, ali je dovoljno važna da zaslužuje veliku pažnju onih koji su odgovorni za tekući komercijalni uspjeh Wi-Fi mreže.
Poređenje prethodne tri generacije Wi-Fi mrežnih protokola
Latencija se kao opći koncept odnosi na kašnjenja između unosa i odgovora.
U kontekstu mrežnih veza, prekomjerno kašnjenje može degradirati korisničko iskustvo koliko (ili čak i više od) ograničene brzine prijenosa podataka - nevjerovatno brz prijenos na nivou bita ne pomaže vam puno ako morate čekati pet sekundi prije web stranice počinje da se učitava. Latencija je posebno važna za aplikacije u realnom vremenu kao što su video konferencije, virtuelna stvarnost, igre i daljinsko upravljanje opremom. Korisnici imaju samo toliko strpljenja za kvarne video zapise, igre sa kašnjenjem i sučelja mašina za odlaganje.
Brzina prenosa podataka i kašnjenje Wi-Fi 7
Izvještaj o autorizaciji projekta za IEEE 802.11be uključuje povećanu brzinu podataka i smanjeno kašnjenje kao eksplicitne ciljeve. Pogledajmo bliže ova dva puta nadogradnje.
Brzina podataka i modulacija kvadrature amplitude
Arhitekti Wi-Fi 7 žele da vide maksimalnu propusnost od najmanje 30 Gbps. Ne znamo koje će karakteristike i tehnike biti ugrađene u finalizovani 802.11be standard, ali neki od kandidata koji najviše obećavaju za povećanje brzine prenosa podataka su širina kanala od 320 MHz, multi-link rad i 4096-QAM modulacija.
Uz pristup dodatnim resursima spektra iz opsega od 6 GHz, Wi-Fi može povećati maksimalnu širinu kanala na 320 MHz. Širina kanala od 320 MHz povećava maksimalnu širinu pojasa i teoretsku vršnu brzinu podataka za faktor dva u odnosu na Wi-Fi 6.
U multi-link operaciji, višestruke klijentske stanice sa svojim vlastitim vezama funkcionišu zajedno kao “multi-link uređaji” koji imaju jedno sučelje prema sloju kontrole logičke veze mreže. Wi-Fi 7 će imati pristup do tri opsega (2.4 GHz, 5 GHz i 6 GHz); Wi-Fi 7 multi-link uređaj mogao bi slati i primati podatke istovremeno u više opsega. Operacija sa više veza ima potencijal za značajno povećanje propusnosti, ali uključuje neke značajne izazove u implementaciji.
U multi-link operaciji, multi-link uređaj ima jednu MAC adresu iako uključuje više od jedne STA (što znači stanica, što znači uređaj za komunikaciju kao što je laptop ili pametni telefon)
QAM je skraćenica za kvadraturnu amplitudnu modulaciju. Ovo je I/Q modulaciona šema u kojoj specifične kombinacije faze i amplitude odgovaraju različitim binarnim sekvencama. Možemo (u teoriji) povećati broj bitova koji se prenose po simbolu povećanjem broja faznih/amplitudnih tačaka u “konstelaciji” sistema (pogledajte dijagram ispod).
Ovo je dijagram konstelacije za 16-QAM. Svaki krug na kompleksnoj ravni predstavlja kombinaciju faza/amplituda koja odgovara unaprijed definiranom binarnom broju
Wi-Fi 6 koristi 1024-QAM, koji podržava 10 bitova po simbolu (jer je 2^10 = 1024). Sa 4096-QAM modulacijom, sistem može prenijeti 12 bita po simbolu—ako može postići dovoljan SNR na prijemniku da omogući uspješnu demodulaciju.
Wi-Fi 7 Karakteristike kašnjenja:
MAC sloj i PHY sloj
Prag za pouzdanu funkcionalnost aplikacija u realnom vremenu je latencija u najgorem slučaju od 5–10 ms; latencije od samo 1 ms su korisne u nekim scenarijima upotrebe. Postizanje ovako niske latencije u Wi-Fi okruženju nije lak zadatak.
Funkcije koje rade i na MAC (srednja kontrola pristupa) sloju i na fizičkom sloju (PHY) pomoći će da se performanse Wi-Fi 7 latencije dovedu u područje ispod – 10 ms. To uključuje koordinirano formiranje zraka sa više pristupnih tačaka, vremenski osjetljivo umrežavanje i rad s više veza.
Ključne karakteristike Wi-Fi 7
Nedavna istraživanja pokazuju da multi-link agregacija, koja je uključena u opšti naslov multi-link operacija, može biti ključna u omogućavanju Wi-Fi 7 da zadovolji zahtjeve za kašnjenje aplikacija u realnom vremenu.
Budućnost Wi-Fi 7?
Još ne znamo kako će tačno Wi-Fi 7 izgledati, ali će nesumnjivo sadržavati impresivne nove RF tehnologije i tehnike obrade podataka. Hoće li se svo istraživanje i razvoj isplatiti? Hoće li Wi-Fi 7 revolucionirati bežično umrežavanje i definitivno neutralizirati nekoliko preostalih prednosti Ethernet kabela? Slobodno podijelite svoja razmišljanja u odjeljku za komentare ispod.
