Wi-Fi که در سال 1997 متولد شد، بسیار بیشتر از هر سلبریتی دیگری از نسل Z بر زندگی انسان تأثیر گذاشته است. رشد و بلوغ مداوم آن به تدریج اتصال شبکه را از رژیم باستانی کابل‌ها و کانکتورها آزاد کرده است تا جایی که دسترسی به اینترنت پهن باند بی‌سیم - چیزی که در روزهای شماره‌گیری غیرقابل تصور بود - اغلب بدیهی تلقی می‌شود.
من آنقدر بزرگ هستم که کلیک رضایت‌بخشی را به خاطر بیاورم که با آن یک پلاگین RJ45 نشان دهنده اتصال موفقیت آمیز به دنیای چندگانه آنلاین است که به سرعت در حال گسترش است. این روزها من نیاز کمی به RJ45 دارم و نوجوانان آشنای من که از فناوری اشباع شده اند ممکن است از وجود آنها بی خبر باشند.
در دهه‌های 60 و 70، AT&T سیستم‌های اتصال مدولار را برای جایگزینی کانکتورهای حجیم تلفن توسعه داد. این سیستم‌ها بعداً گسترش یافتند و RJ45 را برای شبکه‌های رایانه‌ای در بر گرفتند
ترجیح Wi-Fi در میان عموم مردم اصلاً تعجب آور نیست. کابل های اترنت در مقایسه با راحتی فوق العاده بی سیم تقریباً وحشیانه به نظر می رسند. اما به عنوان یک مهندس که صرفاً به عملکرد پیوند داده می پردازد، هنوز Wi-Fi را پایین تر از اتصال سیمی می دانم. آیا 802.11 Wi-Fi را یک قدم یا حتی یک جهش به جابجایی کامل اترنت نزدیک‌تر می‌کند؟
مقدمه ای کوتاه بر استانداردهای وای فای: وای فای 6 و وای فای 7
Wi-Fi 6 نام عمومی IEEE 802.11ax است. Wi-Fi 2021 که در اوایل سال 802.11 به طور کامل تأیید شد و از بیش از بیست سال بهبود انباشته در پروتکل 6 بهره مند شد، استانداردی قدرتمند است که به نظر نمی رسد کاندیدای جایگزینی سریع باشد.
یک پست وبلاگی از کوالکام، Wi-Fi 6 را به عنوان «مجموعه‌ای از ویژگی‌ها و پروتکل‌ها با هدف انتقال داده‌های هر چه بیشتر به هر چه بیشتر دستگاه‌ها به طور همزمان» خلاصه می‌کند. Wi-Fi 6 قابلیت‌های پیشرفته مختلفی را معرفی کرد که کارایی را بهبود می‌بخشد و توان عملیاتی را افزایش می‌دهد، از جمله مالتی پلکس‌سازی دامنه فرکانس، MIMO چند کاربره uplink و تکه تکه شدن پویا بسته‌های داده.
Wi-Fi 6 دارای فناوری OFDMA (دسترسی چندگانه تقسیم فرکانس متعامد) است که کارایی طیفی را در محیط های چند کاربره افزایش می دهد.
پس چرا گروه کاری 802.11 در حال حاضر در راه توسعه یک استاندارد جدید است؟ چرا ما در حال حاضر شاهد عناوین اولین نسخه نمایشی Wi-Fi 7 هستیم؟ علیرغم مجموعه‌ای از فناوری‌های رادیویی پیشرفته، Wi-Fi 6، حداقل در برخی از بخش‌ها، از دو جنبه مهم تلقی می‌شود: سرعت داده و تأخیر.
معماران Wi-Fi 6 امیدوارند با بهبود سرعت داده و عملکرد تأخیر وای فای 7، تجربه کاربری سریع، روان و قابل اعتمادی را ارائه دهند که با کابل های اترنت راحت تر به دست می آید.
نرخ داده در مقابل تأخیرهای مربوط به پروتکل های Wi-Fi
Wi-Fi 6 از سرعت انتقال داده نزدیک به 10 گیگابیت بر ثانیه پشتیبانی می کند. اینکه آیا این "به اندازه کافی خوب" به معنای مطلق است یا خیر، یک سوال بسیار ذهنی است. با این حال، از نظر نسبی، نرخ داده Wi-Fi 6 به طور عینی ضعیف است: Wi-Fi 5 در مقایسه با نسل قبلی خود هزار درصد افزایش نرخ داده را به دست آورد، در حالی که Wi-Fi 6 نرخ داده را کمتر از پنجاه درصد افزایش داد. در مقایسه با وای فای 5.
نرخ تئوری جریان داده قطعا ابزار جامعی برای تعیین کمیت "سرعت" یک اتصال شبکه نیست، اما به اندازه کافی مهم است که شایسته توجه دقیق کسانی باشد که مسئول موفقیت تجاری مداوم Wi-Fi هستند.
مقایسه سه نسل گذشته پروتکل های شبکه Wi-Fi
تأخیر به عنوان یک مفهوم کلی به تاخیر بین ورودی و پاسخ اشاره دارد.
در زمینه اتصالات شبکه، تأخیر بیش از حد می‌تواند تجربه کاربر را به همان اندازه (یا حتی بیشتر از) سرعت داده محدود را کاهش دهد - اگر مجبور باشید پنج ثانیه قبل از یک صفحه وب صبر کنید، انتقال سریع سطح بیت کمک زیادی به شما نمی‌کند. شروع به بارگیری می کند تأخیر به ویژه برای برنامه‌های بلادرنگ مانند کنفرانس ویدیویی، واقعیت مجازی، بازی و کنترل تجهیزات از راه دور مهم است. کاربران فقط برای ویدیوهای پر زرق و برق، بازی‌های با تاخیر و رابط‌های دستگاه گشادکننده صبر زیادی دارند.
سرعت و تأخیر داده Wi-Fi 7
گزارش مجوز پروژه برای IEEE 802.11be شامل افزایش نرخ داده و کاهش تأخیر به عنوان اهداف صریح است. بیایید نگاهی دقیق تر به این دو مسیر ارتقا بیاندازیم.
نرخ داده و مدولاسیون دامنه مربعی
معماران Wi-Fi 7 می‌خواهند حداکثر توان خروجی حداقل 30 گیگابیت در ثانیه را ببینند. ما نمی‌دانیم کدام ویژگی‌ها و تکنیک‌ها در استاندارد نهایی 802.11be گنجانده می‌شوند، اما برخی از امیدوارکننده‌ترین نامزدها برای افزایش نرخ داده، عرض کانال 320 مگاهرتز، عملیات چند پیوندی و مدولاسیون 4096-QAM هستند.
با دسترسی به منابع طیف اضافی از باند 6 گیگاهرتز، Wi-Fi می تواند حداکثر عرض کانال را تا 320 مگاهرتز افزایش دهد. عرض کانال 320 مگاهرتز حداکثر پهنای باند و اوج تئوری سرعت داده را با ضریب دو نسبت به Wi-Fi 6 افزایش می دهد.
در عملیات چند پیوندی، چندین ایستگاه مشتری با پیوندهای خاص خود به طور جمعی به عنوان "دستگاه های چند پیوندی" عمل می کنند که دارای یک رابط با لایه کنترل پیوند منطقی شبکه هستند. Wi-Fi 7 به سه باند (2.4 گیگاهرتز، 5 گیگاهرتز و 6 گیگاهرتز) دسترسی خواهد داشت. یک دستگاه چند پیوندی Wi-Fi 7 می تواند داده ها را به طور همزمان در چندین باند ارسال و دریافت کند. عملیات چند پیوندی پتانسیل افزایش توان عملیاتی عمده را دارد، اما مستلزم برخی چالش‌های اجرایی قابل توجه است.
در عملیات چند پیوندی، یک دستگاه چند پیوندی یک آدرس MAC دارد، حتی اگر شامل بیش از یک STA (که مخفف ایستگاه است، به معنای یک دستگاه ارتباطی مانند لپ‌تاپ یا تلفن هوشمند) باشد.
QAM مخفف مدولاسیون دامنه مربعی است. این یک طرح مدولاسیون I/Q است که در آن ترکیبات خاصی از فاز و دامنه با توالی های باینری مختلف مطابقت دارد. ما می توانیم (در تئوری) تعداد بیت های ارسال شده در هر نماد را با افزایش تعداد نقاط فاز/دامنه در "صورت فلکی" سیستم افزایش دهیم (نمودار زیر را ببینید).
این یک نمودار صورت فلکی برای 16-QAM است. هر دایره در صفحه مختلط یک ترکیب فاز/دامنه را نشان می دهد که مربوط به یک عدد باینری از پیش تعریف شده است.
Wi-Fi 6 از 1024-QAM استفاده می کند که از 10 بیت در هر نماد پشتیبانی می کند (زیرا 2^10 = 1024). با مدولاسیون 4096-QAM، یک سیستم می تواند 12 بیت را در هر نماد ارسال کند – در صورتی که بتواند SNR کافی را در گیرنده برای فعال کردن دمدولاسیون موفقیت آمیز به دست آورد.
Wi-Fi 7 ویژگی های تاخیر:
لایه MAC و لایه PHY
آستانه برای عملکرد قابل اعتماد برنامه های کاربردی بلادرنگ، تأخیر در بدترین حالت 5-10 میلی ثانیه است. تأخیرهای کمتر از 1 میلی ثانیه در برخی سناریوهای استفاده مفید هستند. دستیابی به تأخیر به این میزان در یک محیط Wi-Fi کار آسانی نیست.
ویژگی‌هایی که هم در لایه MAC (کنترل دسترسی متوسط) و هم در لایه فیزیکی (PHY) کار می‌کنند به ارائه عملکرد تأخیر Wi-Fi 7 به قلمرو زیر 10 میلی‌ثانیه کمک می‌کنند. اینها شامل شکل دهی پرتوهای هماهنگ با نقاط دسترسی چندگانه، شبکه های حساس به زمان و عملیات چند پیوندی است.
ویژگی های کلیدی Wi-Fi 7
تحقیقات اخیر نشان می‌دهد که تجمیع چند پیوند، که در عنوان کلی عملیات چند پیوندی گنجانده شده است، ممکن است در فعال کردن Wi-Fi 7 برای برآوردن الزامات تأخیر برنامه‌های بلادرنگ مفید باشد.
آینده Wi-Fi 7؟
ما هنوز نمی دانیم که Wi-Fi 7 دقیقاً چه شکلی خواهد بود، اما بدون شک دارای فناوری های جدید و چشمگیر RF و تکنیک های پردازش داده است. آیا همه تحقیق و توسعه ارزش آن را خواهد داشت؟ آیا Wi-Fi 7 شبکه های بی سیم را متحول می کند و به طور قطع چند مزیت باقی مانده از کابل های اترنت را خنثی می کند؟ با خیال راحت نظرات خود را در بخش نظرات زیر به اشتراک بگذارید.
