Vuonna 1997 syntynyt Wi-Fi on vaikuttanut ihmisten elämään paljon enemmän kuin mikään muu Z-sukupolven julkkis. Sen tasainen kasvu ja kypsyminen ovat vähitellen vapauttaneet verkkoyhteydet muinaisista kaapeleiden ja liittimien järjestelmästä siinä määrin, että langatonta laajakaista-Internet-yhteyttä – mikä oli mahdotonta ajatella puhelinverkkoyhteyden päivinä – pidetään usein itsestäänselvyytenä.
Olen tarpeeksi vanha muistaakseni sen tyydyttävän napsautuksen, jolla RJ45-liitin merkitsi onnistunutta yhteyttä nopeasti laajenevaan online-multiversumiin. Nykyään minulla ei ole juurikaan tarvetta RJ45:lle, ja tuttavani tekniikasta kyllästyneet teini-ikäiset eivät ehkä tiedä niiden olemassaolosta.
60- ja 70-luvuilla AT&T kehitti modulaarisia liitinjärjestelmiä korvaamaan tilaa vieviä puhelinliittimiä. Näitä järjestelmiä laajennettiin myöhemmin sisältämään RJ45 tietokoneverkkoihin
Wi-Fi:n suosiminen suuren väestön keskuudessa ei ole ollenkaan yllättävää; Ethernet-kaapelit näyttävät melkein barbaarisilta verrattuna langattoman palvelun mahtavaan mukavuuteen. Mutta insinöörinä, joka on kiinnostunut vain datalinkin suorituskyvystä, pidän Wi-Fiä edelleen huonompana kuin langallinen yhteys. Tuoko 802.11 Wi-Fin askeleen – tai ehkä jopa harppauksen – lähemmäksi Ethernetin syrjäyttämistä?
Lyhyt johdatus Wi-Fi-standardeihin: Wi-Fi 6 ja Wi-Fi 7
Wi-Fi 6 on IEEE 802.11ax:n julkinen nimi. Täysin vuoden 2021 alussa hyväksytty Wi-Fi 802.11, joka hyötyy yli 6 vuoden XNUMX-protokollan parannuksista, on valtava standardi, joka ei näytä olevan ehdokas nopeaan korvaamiseen.
Qualcommin blogiviesti tiivistää Wi-Fi 6:n "kokoelmaksi ominaisuuksia ja protokollia, joiden tarkoituksena on kuljettaa mahdollisimman paljon dataa mahdollisimman moneen laitteeseen samanaikaisesti." Wi-Fi 6 esitteli useita edistyneitä ominaisuuksia, jotka parantavat tehokkuutta ja lisäävät suorituskykyä, mukaan lukien taajuusalueen multipleksointi, nousevan siirtotien monen käyttäjän MIMO ja datapakettien dynaaminen pirstoutuminen.
Wi-Fi 6 sisältää OFDMA-tekniikan (ortogonaalinen taajuusjakoinen monipääsy), joka lisää spektritehokkuutta monen käyttäjän ympäristöissä
Miksi 802.11-työryhmä on siis jo hyvässä vauhdissa uuden standardin kehittämisessä? Miksi näemme jo otsikoita ensimmäisestä Wi-Fi 7 -demosta? Huolimatta huippuluokan radioteknologioiden kokoelmasta, Wi-Fi 6:ta pidetään ainakin joillain tahoilla alivoimaisena kahdessa tärkeässä suhteessa: tiedonsiirtonopeudessa ja latenssissa.
Wi-Fi 6:n tiedonsiirtonopeutta ja latenssia parantamalla Wi-Fi 7:n arkkitehdit toivovat voivansa tarjota nopean, sujuvan ja luotettavan käyttökokemuksen, joka on yhä helpommin saavutettavissa Ethernet-kaapeleilla.
Wi-Fi-protokollien tiedonsiirtonopeudet vs. viiveet
Wi-Fi 6 tukee tiedonsiirtonopeutta, joka on lähellä 10 Gbps. Onko tämä "riittävän hyvä" absoluuttisessa mielessä, on erittäin subjektiivinen kysymys. Kuitenkin suhteellisessa mielessä Wi-Fi 6:n tiedonsiirtonopeudet ovat objektiivisesti katsottuna heikkoja: Wi-Fi 5:n tiedonsiirtonopeus kasvoi tuhat prosenttia edeltäjäänsä verrattuna, kun taas Wi-Fi 6 lisäsi tiedonsiirtonopeutta alle 5 prosenttia. verrattuna Wi-Fi-verkkoon XNUMX.
Teoreettinen stream-datanopeus ei todellakaan ole kattava väline verkkoyhteyden "nopeuden" mittaamiseen, mutta se on riittävän tärkeä ansaitakseen Wi-Fin jatkuvasta kaupallisesta menestyksestä vastuussa olevien tarkkaavaisen huomion.
Wi-Fi-verkkoprotokollien kolmen viime sukupolven vertailu
Latenssi yleisenä käsitteenä viittaa viiveisiin syötteen ja vastauksen välillä.
Verkkoyhteyksien yhteydessä liiallinen latenssi voi heikentää käyttökokemusta yhtä paljon (tai jopa enemmän kuin) rajoitettu tiedonsiirtonopeus – häikäisevän nopea bittitason lähetys ei auta sinua paljon, jos joudut odottamaan viisi sekuntia ennen verkkosivua alkaa latautua. Latenssi on erityisen tärkeä reaaliaikaisissa sovelluksissa, kuten videoneuvotteluissa, virtuaalitodellisuudessa, pelaamisessa ja laitteiden etäohjauksessa. Käyttäjillä on vain niin paljon kärsivällisyyttä häiritseviä videoita, viiveitä pelejä ja hidastavia konerajapintoja kohtaan.
Wi-Fi 7:n tiedonsiirtonopeus ja latenssi
IEEE 802.11be:n Project Authorization -raportti sisältää sekä suuremman tiedonsiirtonopeuden että pienennetyn viiveen nimenomaisina tavoitteina. Tarkastellaanpa tarkemmin näitä kahta päivitystapaa.
Tiedonsiirtonopeus ja kvadratuuriamplitudimodulaatio
Wi-Fi 7:n arkkitehdit haluavat nähdä maksiminopeuden vähintään 30 Gbps. Emme tiedä, mitkä ominaisuudet ja tekniikat sisällytetään lopulliseen 802.11be-standardiin, mutta lupaavimpia ehdokkaita tiedonsiirtonopeuden lisäämiseen ovat 320 MHz kanavan leveys, monilinkkitoiminta ja 4096-QAM-modulaatio.
6 GHz:n taajuusalueen lisätaajuuksien ansiosta Wi-Fi voi nostaa kanavan enimmäisleveyden 320 MHz:iin. Kanavan leveys 320 MHz lisää maksimikaistanleveyttä ja teoreettista huippudatanopeutta kaksinkertaiseksi verrattuna Wi-Fi 6:een.
Monen linkin toiminnassa useat asiakasasemat, joilla on omat linkit, toimivat kollektiivisesti "multi-link-laitteina", joilla on yksi liitäntä verkon loogisen linkin ohjauskerrokseen. Wi-Fi 7:llä on pääsy kolmelle taajuudelle (2.4 GHz, 5 GHz ja 6 GHz); Wi-Fi 7 -monilinkkilaite voisi lähettää ja vastaanottaa dataa samanaikaisesti useilla taajuuksilla. Monilinkkitoiminnassa on potentiaalia suuriin suorituskyvyn kasvuun, mutta siihen liittyy merkittäviä toteutushaasteita.
Multi-link-toiminnassa monilinkkilaitteella on yksi MAC-osoite, vaikka se sisältää useamman kuin yhden STA:n (joka tarkoittaa asemaa eli viestintälaitetta, kuten kannettavaa tietokonetta tai älypuhelinta).
QAM tarkoittaa kvadratuuriamplitudimodulaatiota. Tämä on I/Q-modulaatiomenetelmä, jossa tietyt vaiheen ja amplitudin yhdistelmät vastaavat erilaisia binäärisekvenssejä. Voimme (teoriassa) lisätä symbolia kohti lähetettyjen bittien määrää lisäämällä vaihe/amplitudipisteiden määrää järjestelmän "konstellaatiossa" (katso alla oleva kaavio).
Tämä on 16-QAM:n konstellaatiokaavio. Jokainen kompleksitason ympyrä edustaa vaihe/amplitudi-yhdistelmää, joka vastaa ennalta määritettyä binaarilukua
Wi-Fi 6 käyttää 1024-QAM:ia, joka tukee 10 bittiä symbolia kohden (koska 2^10 = 1024). 4096-QAM-modulaatiolla järjestelmä voi lähettää 12 bittiä per symboli – jos se voi saavuttaa riittävän SNR:n vastaanottimessa onnistuneen demoduloinnin mahdollistamiseksi.
Wi-Fi 7 Latenssiominaisuudet:
MAC-kerros ja PHY-kerros
Reaaliaikaisten sovellusten luotettavan toiminnan kynnys on pahimman tapauksen latenssi 5–10 ms; Jo 1 ms:n viiveet ovat hyödyllisiä joissakin käyttötilanteissa. Näin alhaisen viiveen saavuttaminen Wi-Fi-ympäristössä ei ole helppo tehtävä.
Sekä MAC (Medium Access Control) että fyysinen kerros (PHY) toimivat ominaisuudet auttavat tuomaan Wi-Fi 7 -viiveen alle 10 ms:n alueelle. Näitä ovat usean yhteyspisteen koordinoitu keilanmuodostus, aikaherkkä verkko ja monilinkkitoiminta.
Wi-Fi 7:n tärkeimmät ominaisuudet
Viimeaikaiset tutkimukset osoittavat, että usean linkin yhdistäminen, joka sisältyy usean linkin toiminnan yleiseen otsikkoon, voi auttaa Wi-Fi 7:ssä täyttämään reaaliaikaisten sovellusten latenssivaatimukset.
Wi-Fi 7:n tulevaisuus?
Emme vielä tiedä, miltä Wi-Fi 7 tulee näyttämään, mutta se sisältää epäilemättä vaikuttavia uusia RF-tekniikoita ja tietojenkäsittelytekniikoita. Onko kaikki T&K sen arvoista? Mullistaako Wi-Fi 7 langattoman verkon ja neutraloiko Ethernet-kaapeleiden muutamat jäljellä olevat edut lopullisesti? Voit vapaasti jakaa ajatuksesi alla olevassa kommenttiosassa.
