Cyfraddau Data Wi-Fi 7, a Dealltwriaeth Hwyr o Safon IEEE 802.11be

Tabl Cynnwys

Wedi'i eni ym 1997, mae Wi-Fi wedi dylanwadu llawer mwy ar fywyd dynol nag unrhyw seleb Gen Z arall. Mae ei dwf cyson a’i aeddfedu wedi rhyddhau cysylltedd rhwydwaith yn raddol o’r drefn hynafol o geblau a chysylltwyr i’r graddau bod mynediad rhyngrwyd band eang di-wifr—rhywbeth annirnadwy yn nyddiau deialu—yn aml yn cael ei gymryd yn ganiataol.

Rwy'n ddigon hen i gofio'r clic boddhaol a ddefnyddiodd plwg RJ45 yn arwydd o gysylltiad llwyddiannus â'r amlgyfrwng ar-lein a oedd yn ehangu'n gyflym. Y dyddiau hyn does gen i fawr o angen am RJ45s, ac efallai nad yw pobl ifanc yn eu harddegau sy'n dirlawn â thechnoleg yn ymwybodol o'u bodolaeth.

Yn y 60au a'r 70au, datblygodd AT&T systemau cysylltwyr modiwlaidd i ddisodli cysylltwyr ffôn swmpus. Ehangodd y systemau hyn yn ddiweddarach i gynnwys yr RJ45 ar gyfer rhwydweithio cyfrifiadurol

Nid yw dewis Wi-Fi ymhlith y boblogaeth gyffredinol yn syndod o gwbl; Mae ceblau Ethernet yn ymddangos bron yn farbaraidd o'u cymharu â chyfleustra aruthrol diwifr. Ond fel peiriannydd sy'n ymwneud yn syml â pherfformiad datalink, rwy'n dal i weld Wi-Fi yn israddol i gysylltiad â gwifrau. A fydd 802.11 yn dod â Wi-Fi gam - neu efallai naid hyd yn oed - yn nes at ddisodli Ethernet yn llwyr?

Cyflwyniad Byr i Safonau Wi-Fi: Wi-Fi 6 a Wi-Fi 7

Wi-Fi 6 yw'r enw cyhoeddusrwydd ar gyfer IEEE 802.11ax. Wedi'i gymeradwyo'n llawn yn gynnar yn 2021, ac yn elwa ar dros ugain mlynedd o welliannau cronedig yn y protocol 802.11, mae Wi-Fi 6 yn safon aruthrol nad yw'n ymddangos ei bod yn ymgeisydd ar gyfer ailosod cyflym.

Mae post blog gan Qualcomm yn crynhoi Wi-Fi 6 fel “casgliad o nodweddion a phrotocolau gyda’r nod o yrru cymaint o ddata â phosibl i gynifer o ddyfeisiau â phosibl ar yr un pryd.” Cyflwynodd Wi-Fi 6 alluoedd datblygedig amrywiol sy'n gwella effeithlonrwydd ac yn cynyddu trwybwn, gan gynnwys amlblecsio parth amledd, MIMO aml-ddefnyddiwr uplink, a darnio pecynnau data yn ddeinamig.

Mae Wi-Fi 6 yn ymgorffori technoleg OFDMA (mynediad lluosog adran amlder orthogonol), sy'n cynyddu effeithlonrwydd sbectrol mewn amgylcheddau aml-ddefnyddiwr

Pam, felly, fod y gweithgor 802.11 eisoes ar ei ffordd i ddatblygu safon newydd? Pam rydyn ni eisoes yn gweld penawdau am y demo Wi-Fi 7 cyntaf? Er gwaethaf ei gasgliad o dechnolegau radio o'r radd flaenaf, mae Wi-Fi 6 yn cael ei weld, mewn rhai mannau o leiaf, yn llethol mewn dwy ffordd bwysig: cyfradd data a hwyrni.

Trwy wella cyfradd data a pherfformiad hwyrni Wi-Fi 6, mae penseiri Wi-Fi 7 yn gobeithio darparu'r profiad defnyddiwr cyflym, llyfn, dibynadwy sy'n dal yn haws ei gyflawni gyda cheblau Ethernet.

Cyfraddau Data yn erbyn Cuddiau Ynghylch Protocolau Wi-Fi

Mae Wi-Fi 6 yn cefnogi cyfraddau trosglwyddo data sy'n agosáu at 10 Gbps. Mae p’un a yw hyn yn “ddigon da” mewn ystyr absoliwt yn gwestiwn goddrychol iawn. Fodd bynnag, mewn ystyr cymharol, mae cyfraddau data Wi-Fi 6 yn wrthrychol ddiffygiol: cyflawnodd Wi-Fi 5 gynnydd o fil y cant yn y gyfradd ddata o'i gymharu â'i ragflaenydd, tra cynyddodd cyfradd data Wi-Fi 6 lai na hanner cant y cant o'i gymharu â Wi-Fi 5.

Yn bendant, nid yw cyfradd data'r ffrwd ddamcaniaethol yn ddull cynhwysfawr o fesur “cyflymder” cysylltiad rhwydwaith, ond mae'n ddigon pwysig i haeddu sylw manwl y rhai sy'n gyfrifol am lwyddiant masnachol parhaus Wi-Fi.

Cymhariaeth o'r tair cenhedlaeth ddiwethaf o brotocolau rhwydwaith Wi-Fi

Mae hwyrni fel cysyniad cyffredinol yn cyfeirio at oedi rhwng mewnbwn ac ymateb.

Yng nghyd-destun cysylltiadau rhwydwaith, gall hwyrni gormodol ddiraddio profiad y defnyddiwr cymaint (neu hyd yn oed yn fwy na) cyfradd data gyfyngedig - nid yw trawsyrru lefel didau cyflym yn eich helpu llawer os bydd yn rhaid i chi aros pum eiliad cyn tudalen we yn dechrau llwytho. Mae hwyrni yn arbennig o bwysig ar gyfer cymwysiadau amser real megis fideo-gynadledda, rhith-realiti, hapchwarae, a rheoli offer o bell. Dim ond cymaint o amynedd sydd gan ddefnyddwyr ar gyfer fideos glitchy, gemau laggy, a rhyngwynebau peiriannau ymledol.

Cyfradd Data Wi-Fi 7 a Chwyrn

Mae'r Adroddiad Awdurdodi Prosiect ar gyfer IEEE 802.11be yn cynnwys cyfradd data uwch a llai o hwyrni fel amcanion penodol. Gadewch i ni edrych yn agosach ar y ddau lwybr uwchraddio hyn.

Cyfradd Data a Modyliad Osgled Cwadrature

Mae penseiri Wi-Fi 7 eisiau gweld trwybwn uchaf o 30 Gbps o leiaf. Nid ydym yn gwybod pa nodweddion a thechnegau a fydd yn cael eu hymgorffori yn y safon derfynol 802.11be, ond rhai o'r ymgeiswyr mwyaf addawol ar gyfer cynyddu cyfradd data yw lled sianel 320 MHz, gweithrediad aml-gyswllt, a modiwleiddio 4096-QAM.

Gyda mynediad at adnoddau sbectrwm ychwanegol o'r band 6 GHz, gall Wi-Fi gynyddu lled uchaf y sianel i 320 MHz yn ymarferol. Mae lled sianel o 320 MHz yn cynyddu lled band uchaf a chyfradd data brig damcaniaethol gan ffactor o ddau o'i gymharu â Wi-Fi 6.

Mewn gweithrediad aml-gyswllt, mae gorsafoedd cleient lluosog gyda'u cysylltiadau eu hunain yn gweithredu ar y cyd fel “dyfeisiau aml-gyswllt” sydd ag un rhyngwyneb i haen rheoli cyswllt rhesymegol y rhwydwaith. Bydd gan Wi-Fi 7 fynediad i dri band (2.4 GHz, 5 GHz, a 6 GHz); gallai dyfais aml-gyswllt Wi-Fi 7 anfon a derbyn data ar yr un pryd mewn bandiau lluosog. Mae gan y gweithrediad aml-gyswllt y potensial ar gyfer cynnydd mawr mewn mewnbwn, ond mae'n golygu rhai heriau gweithredu sylweddol.

Mewn gweithrediad aml-gyswllt, mae gan ddyfais aml-gyswllt un cyfeiriad MAC er ei fod yn cynnwys mwy nag un STA (sy'n sefyll am orsaf, sy'n golygu dyfais gyfathrebu fel gliniadur neu ffôn clyfar)

Mae QAM yn golygu modiwleiddio osgled pedwarawd. Mae hwn yn gynllun modiwleiddio I/Q lle mae cyfuniadau penodol o gyfnod ac osgled yn cyfateb i ddilyniannau deuaidd gwahanol. Gallwn (mewn theori) gynyddu nifer y didau a drosglwyddir fesul symbol drwy gynyddu nifer y pwyntiau gwedd/osgled yng “cseren” y system (gweler y diagram isod).

Diagram cytser yw hwn ar gyfer 16-QAM. Mae pob cylch ar y plân cymhlyg yn cynrychioli cyfuniad gwedd/osgled sy'n cyfateb i rif deuaidd wedi'i ddiffinio ymlaen llaw

Mae Wi-Fi 6 yn defnyddio 1024-QAM, sy'n cefnogi 10 did y symbol (oherwydd 2 ^ 10 = 1024). Gyda modiwleiddio 4096-QAM, gall system drosglwyddo 12 did y symbol - os gall gyflawni SNR digonol yn y derbynnydd i alluogi dadfododi llwyddiannus.

Wi-Fi 7 Nodweddion Cudd:

Haen MAC a Haen PHY
Y trothwy ar gyfer ymarferoldeb dibynadwy cymwysiadau amser real yw'r hwyrni achos gwaethaf o 5–10 ms; mae cuddni mor isel ag 1 ms yn fuddiol mewn rhai senarios defnydd. Nid yw cyrraedd lefel hwyrni mor isel â hyn mewn amgylchedd Wi-Fi yn dasg hawdd.

Bydd nodweddion sy'n gweithredu ar yr haen MAC (rheoli mynediad canolig) a'r haen ffisegol (PHY) yn helpu i ddod â pherfformiad cuddni Wi-Fi 7 i'r deyrnas is-10 ms. Mae'r rhain yn cynnwys trawstiau cydlynol aml-bwynt mynediad, rhwydweithio amser-sensitif, a gweithrediad aml-gyswllt.

Nodweddion allweddol Wi-Fi 7

Mae ymchwil diweddar yn dangos y gallai agregu aml-gyswllt, sydd wedi'i gynnwys ym mhennawd cyffredinol gweithrediad aml-gyswllt, fod yn allweddol i alluogi Wi-Fi 7 i fodloni gofynion hwyrni cymwysiadau amser real.

Dyfodol Wi-Fi 7?

Nid ydym yn gwybod eto sut olwg fydd ar Wi-Fi 7, ond heb os, bydd yn cynnwys technolegau RF newydd trawiadol a thechnegau prosesu data. A fydd yr holl ymchwil a datblygu yn werth chweil? A fydd Wi-Fi 7 yn chwyldroi rhwydweithio diwifr ac yn niwtraleiddio'n bendant yr ychydig fanteision sy'n weddill o geblau Ethernet? Mae croeso i chi rannu eich barn yn yr adran sylwadau isod.

Sgroliwch i'r brig