1997. aastal sündinud Wi-Fi on inimelu mõjutanud palju rohkem kui ükski teine Z-põlvkonna kuulsus. Selle pidev kasv ja küpsemine on järk-järgult vabastanud võrguühenduse iidsest kaablite ja pistikute režiimist niivõrd, et traadita lairiba Interneti-juurdepääsu – mis on sissehelistamisseadmete päevil mõeldamatu – peetakse sageli enesestmõistetavaks.
Olen piisavalt vana, et mäletada rahuldavat klõpsu, millega RJ45 pistik tähistas edukat ühendust kiiresti laieneva võrgumultiversumiga. Tänapäeval on mul RJ45 järele vähe vajadust ja minu tuttava tehnikast küllastunud teismelised ei pruugi nende olemasolust teadlikud olla.
60ndatel ja 70ndatel töötas AT&T välja modulaarsed pistikusüsteemid, et asendada mahukad telefonipistikud. Neid süsteeme laiendati hiljem, et hõlmata arvutivõrkude loomiseks mõeldud RJ45
Wi-Fi eelistamine elanikkonna seas pole sugugi üllatav; Etherneti kaablid tunduvad peaaegu barbaarsed võrreldes traadita ühenduse suurepärase mugavusega. Kuid insenerina, kes tegeleb lihtsalt andmesideühenduse toimimisega, näen ma siiski, et Wi-Fi on juhtmega ühendusest halvem. Kas 802.11 toob Wi-Fi sammu – või võib-olla isegi hüppeliselt – lähemale Etherneti täielikule väljatõrjumisele?
Lühike sissejuhatus Wi-Fi standarditesse: Wi-Fi 6 ja Wi-Fi 7
Wi-Fi 6 on IEEE 802.11ax avalikustatud nimi. 2021. aasta alguses täielikult heaks kiidetud ja enam kui kahekümne aasta pikkusest protokolli 802.11 täiustustest kasu saav Wi-Fi 6 on tohutu standard, mis ei näi olevat kiire asendamise kandidaat.
Qualcommi ajaveebipostitus võtab Wi-Fi 6 kokku kui "funktsioonide ja protokollide kogumi, mille eesmärk on juhtida võimalikult palju andmeid korraga võimalikult paljudesse seadmetesse". Wi-Fi 6 tutvustas mitmesuguseid täiustatud võimalusi, mis parandavad tõhusust ja suurendavad läbilaskevõimet, sealhulgas sagedusdomeeni multipleksimine, üleslingi mitme kasutaja MIMO ja andmepakettide dünaamiline killustatus.
Wi-Fi 6 sisaldab OFDMA (ortogonaalse sagedusjaotusega mitme juurdepääsu) tehnoloogiat, mis suurendab spektri efektiivsust mitme kasutajaga keskkondades
Miks on siis 802.11 töörühm uue standardi väljatöötamisel juba tubli? Miks me juba näeme pealkirju Wi-Fi 7 esimese demo kohta? Hoolimata moodsate raadiotehnoloogiate kollektsioonist, peetakse Wi-Fi 6-t vähemalt mõnel pool kahes olulises aspektis: andmeedastuskiiruse ja latentsusaega.
Wi-Fi 6 andmeedastuskiirust ja latentsusaega parandades loodavad Wi-Fi 7 arhitektid pakkuda kiiret, sujuvat ja usaldusväärset kasutuskogemust, mida on Etherneti kaablitega veelgi lihtsam saavutada.
Wi-Fi-protokollide andmeedastuskiirus vs latentsusaeg
Wi-Fi 6 toetab andmeedastuskiirust, mis läheneb 10 Gbps-le. Kas see on absoluutses mõttes "piisavalt hea", on väga subjektiivne küsimus. Suhtelises mõttes on Wi-Fi 6 andmeedastuskiirus aga objektiivselt nõrk: Wi-Fi 5 saavutas eelkäijaga võrreldes tuhande protsendilise tõusu, samas kui Wi-Fi 6 suurendas andmeedastuskiirust vähem kui viiskümmend protsenti. võrreldes Wi-Fi 5-ga.
Teoreetiline andmevoo andmeedastuskiirus ei ole kindlasti kõikehõlmav vahend võrguühenduse "kiiruse" kvantifitseerimiseks, kuid see on piisavalt oluline, et pälvida Wi-Fi jätkuva äriedu eest vastutavate isikute hoolikat tähelepanu.
Wi-Fi võrguprotokollide viimase kolme põlvkonna võrdlus
Latentsus kui üldine mõiste viitab viivitustele sisendi ja vastuse vahel.
Võrguühenduste kontekstis võib liigne latentsusaeg kasutajakogemust halvendada sama palju (või isegi rohkem kui) piiratud andmeedastuskiirus – ülikiire bititaseme edastus ei aita teid palju, kui peate veebilehe avamiseni viis sekundit ootama. hakkab laadima. Latentsus on eriti oluline reaalajas kasutatavate rakenduste jaoks, nagu videokonverentsid, virtuaalreaalsus, mängimine ja seadmete kaugjuhtimine. Kasutajatel on ainult nii palju kannatlikkust tõrgeteta videote, hilinevate mängude ja venitavate masinaliideste jaoks.
Wi-Fi 7 andmeedastuskiirus ja latentsus
IEEE 802.11be projekti autoriseerimise aruanne sisaldab selgesõnaliste eesmärkidena nii suuremat andmeedastuskiirust kui ka väiksemat latentsust. Vaatame neid kahte täiendusteed lähemalt.
Andmeedastuskiirus ja kvadratuuri amplituudi modulatsioon
Wi-Fi 7 arhitektid soovivad näha maksimaalset läbilaskevõimet vähemalt 30 Gbps. Me ei tea, millised funktsioonid ja tehnikad lõplikku 802.11be standardisse kaasatakse, kuid mõned kõige lootustandvamad kandidaadid andmeedastuskiiruse suurendamiseks on 320 MHz kanali laius, mitme lingi toimimine ja 4096-QAM modulatsioon.
Juurdepääsuga 6 GHz sagedusalas täiendavatele spektriressurssidele võimaldab Wi-Fi kanali maksimaalset laiust 320 MHz-ni suurendada. Kanali laius 320 MHz suurendab maksimaalset ribalaiust ja teoreetilist tippandmeedastuskiirust kaks korda võrreldes Wi-Fi 6-ga.
Mitme lingiga töötamise korral toimivad mitmed oma linkidega kliendijaamad ühiselt "mitme lingiga seadmetena", millel on üks liides võrgu loogilise lingi juhtimiskihiga. Wi-Fi 7-l on juurdepääs kolmele sagedusalale (2.4 GHz, 5 GHz ja 6 GHz); Wi-Fi 7 mitme lingiga seade võib andmeid saata ja vastu võtta samaaegselt mitmel sagedusalal. Mitme lingiga toimimine võib oluliselt suurendada läbilaskevõimet, kuid sellega kaasnevad mõned olulised rakendamisega seotud väljakutsed.
Mitme lingiga töötamise korral on mitme lingiga seadmel üks MAC-aadress, kuigi see sisaldab rohkem kui ühte STA-d (mis tähistab jaama, mis tähendab sideseadet, nagu sülearvuti või nutitelefon).
QAM tähistab kvadratuurset amplituudmodulatsiooni. See on I/Q modulatsiooniskeem, milles faasi ja amplituudi spetsiifilised kombinatsioonid vastavad erinevatele kahendjadadele. Saame (teoreetiliselt) suurendada ühe sümboli kohta edastatavate bittide arvu, suurendades faasi-/amplituudipunktide arvu süsteemi “konstellatsioonis” (vt allolevat diagrammi).
See on 16-QAM-i tähtkuju diagramm. Iga ring komplekstasandil tähistab faasi/amplituudi kombinatsiooni, mis vastab eelnevalt määratletud kahendarvule
Wi-Fi 6 kasutab 1024-QAM-i, mis toetab 10 bitti sümboli kohta (kuna 2^10 = 1024). 4096-QAM modulatsiooniga saab süsteem edastada 12 bitti sümboli kohta, kui see suudab saavutada vastuvõtjas piisava SNR-i, et võimaldada edukat demoduleerimist.
Wi-Fi 7 Latentsusfunktsioonid:
MAC-kiht ja PHY-kiht
Reaalajas rakenduste usaldusväärse funktsionaalsuse lävi on halvimal juhul 5–10 ms; nii madalad latentsusajad kui 1 ms on mõne kasutusstsenaariumi korral kasulikud. Nii madala latentsusaja saavutamine Wi-Fi keskkonnas ei ole lihtne ülesanne.
Funktsioonid, mis töötavad nii MAC-i (medium access control) kui ka füüsilisel kihil (PHY), aitavad tuua Wi-Fi 7 latentsuse jõudluse alla 10 ms. Nende hulka kuuluvad mitme pääsupunktiga koordineeritud kiire kujundamine, ajatundlik võrgundus ja mitme lingi toimimine.
Wi-Fi 7 põhifunktsioonid
Hiljutised uuringud näitavad, et mitme lingiga liitmine, mis sisaldub mitme lingi toimimise üldpealkirjas, võib aidata Wi-Fi 7-l täita reaalajas rakenduste latentsusnõudeid.
Wi-Fi 7 tulevik?
Me ei tea veel, milline Wi-Fi 7 täpselt välja näeb, kuid kahtlemata sisaldab see muljetavaldavaid uusi RF-tehnoloogiaid ja andmetöötlustehnikaid. Kas kogu teadus- ja arendustegevus on seda väärt? Kas Wi-Fi 7 muudab traadita võrgu pöörde ja neutraliseerib lõplikult Etherneti kaablite vähesed ülejäänud eelised? Jagage julgelt oma mõtteid allolevas kommentaaride jaotises.
