Rođen 1997., Wi-Fi je utjecao na ljudski život daleko više od bilo koje druge slavne osobe generacije Z. Njegov stalan rast i sazrijevanje postupno su oslobodili mrežnu povezanost od drevnog režima kabela i konektora do te mjere da se bežični širokopojasni pristup internetu - nešto nezamislivo u danima dial-upa - često uzima zdravo za gotovo.
Dovoljno sam star da se sjećam zadovoljavajućeg klika kojim je RJ45 utikač označio uspješnu vezu s online multiverzumom koji se brzo širi. Danas imam malo potrebe za RJ45, a tinejdžeri zasićeni tehnologijom koje poznajem možda nisu ni svjesni njihovog postojanja.
U 60-ima i 70-ima AT&T je razvio modularne sustave konektora koji su zamijenili glomazne telefonske konektore. Ti su se sustavi kasnije proširili na RJ45 za umrežavanje računala
Sklonost Wi-Fi-ju među općom populacijom nije nimalo iznenađujuća; Ethernet kabeli izgledaju gotovo barbarski u usporedbi s nevjerojatnom pogodnošću bežične veze. No, kao inženjer koji se brine jednostavno za performanse podatkovne veze, Wi-Fi još uvijek vidim kao inferiorniji od žične veze. Hoće li 802.11be donijeti Wi-Fi korak – ili možda čak iskorak – bliže potpunom istiskivanju Etherneta?
Kratki uvod u Wi-Fi standarde: Wi-Fi 6 i Wi-Fi 7
Wi-Fi 6 je javno ime za IEEE 802.11ax. U potpunosti odobren početkom 2021. i zahvaljujući više od dvadeset godina akumuliranih poboljšanja u protokolu 802.11, Wi-Fi 6 je impresivan standard koji se ne čini kandidatom za brzu zamjenu.
Qualcommova objava na blogu sažima Wi-Fi 6 kao "skup značajki i protokola usmjerenih na prijenos što je moguće više podataka na što više uređaja istovremeno." Wi-Fi 6 uveo je razne napredne mogućnosti koje poboljšavaju učinkovitost i povećavaju propusnost, uključujući multipleksiranje frekvencijske domene, višekorisnički MIMO uzlazne veze i dinamičku fragmentaciju paketa podataka.
Wi-Fi 6 uključuje tehnologiju OFDMA (orthogonal frequency division multiple access), koja povećava spektralnu učinkovitost u višekorisničkim okruženjima
Zašto je onda radna skupina 802.11 već na dobrom putu da razvije novi standard? Zašto već vidimo naslove o prvoj Wi-Fi 7 demo verziji? Unatoč svojoj kolekciji najsuvremenijih radijskih tehnologija, Wi-Fi 6 se, barem u nekim krugovima, smatra nedostižnim u dva važna aspekta: brzina prijenosa podataka i latencija.
Poboljšanjem brzine prijenosa podataka i izvedbe latencije Wi-Fi 6, arhitekti Wi-Fi 7 se nadaju da će pružiti brzo, glatko i pouzdano korisničko iskustvo koje je još lakše postići s Ethernet kabelima.
Brzine podataka u odnosu na kašnjenja u vezi s Wi-Fi protokolima
Wi-Fi 6 podržava brzine prijenosa podataka koje se približavaju 10 Gbps. Je li to "dovoljno dobro" u apsolutnom smislu vrlo je subjektivno pitanje. Međutim, u relativnom smislu, Wi-Fi 6 brzine prijenosa podataka objektivno su slabe: Wi-Fi 5 postigao je tisuću posto povećanja brzine prijenosa podataka u usporedbi s prethodnikom, dok je Wi-Fi 6 povećao prijenos podataka za manje od pedeset posto u usporedbi s Wi-Fi 5.
Teoretska brzina protoka podataka definitivno nije sveobuhvatno sredstvo za kvantificiranje "brzine" mrežne veze, ali je dovoljno važno da zaslužuje pozornost onih koji su odgovorni za tekući komercijalni uspjeh Wi-Fi-ja.
Usporedba posljednje tri generacije Wi-Fi mrežnih protokola
Latencija kao opći koncept odnosi se na kašnjenja između ulaza i odgovora.
U kontekstu mrežnih veza, prekomjerna latencija može pogoršati korisničko iskustvo koliko (ili čak i više od) ograničena brzina prijenosa podataka—iznimno brzi prijenos na razini bitova ne pomaže vam puno ako morate čekati pet sekundi prije nego što web stranica počinje učitavati. Latencija je osobito važna za aplikacije u stvarnom vremenu kao što su video konferencije, virtualna stvarnost, igranje i daljinsko upravljanje opremom. Korisnici imaju toliko strpljenja samo za neispravne video zapise, spore igre i spora strojna sučelja.
Brzina prijenosa podataka i latencija za Wi-Fi 7
Izvješće o autorizaciji projekta za IEEE 802.11be uključuje i povećanu brzinu prijenosa podataka i smanjenu latenciju kao izričite ciljeve. Pogledajmo pobliže ova dva puta nadogradnje.
Brzina podataka i kvadraturna amplitudna modulacija
Arhitekti Wi-Fi 7 žele vidjeti maksimalnu propusnost od najmanje 30 Gbps. Ne znamo koje će značajke i tehnike biti ugrađene u finalizirani standard 802.11be, ali neki od kandidata koji najviše obećavaju za povećanje brzine prijenosa podataka su širina kanala od 320 MHz, rad s više veza i 4096-QAM modulacija.
Uz pristup dodatnim resursima spektra iz pojasa od 6 GHz, Wi-Fi može izvedivo povećati maksimalnu širinu kanala na 320 MHz. Širina kanala od 320 MHz povećava maksimalnu propusnost i teoretsku vršnu brzinu podataka za faktor dva u odnosu na Wi-Fi 6.
U radu s više veza, višestruke klijentske stanice sa svojim vlastitim vezama zajednički funkcioniraju kao "uređaji s više veza" koji imaju jedno sučelje prema sloju kontrole logičke veze mreže. Wi-Fi 7 će imati pristup trima frekvencijama (2.4 GHz, 5 GHz i 6 GHz); Wi-Fi 7 uređaj s više veza mogao bi slati i primati podatke istovremeno u više pojaseva. Operacija s više veza ima potencijal za velika povećanja propusnosti, ali podrazumijeva neke značajne izazove u implementaciji.
U radu s više veza, uređaj s više veza ima jednu MAC adresu iako uključuje više od jedne STA (što je kratica za stanicu, što znači uređaj za komunikaciju kao što je prijenosno računalo ili pametni telefon)
QAM je kratica za kvadraturnu amplitudnu modulaciju. Ovo je shema I/Q modulacije u kojoj specifične kombinacije faze i amplitude odgovaraju različitim binarnim sekvencama. Možemo (teoretski) povećati broj bitova koji se prenose po simbolu povećanjem broja faznih/amplitudnih točaka u "konstelaciji" sustava (pogledajte donji dijagram).
Ovo je konstelacijski dijagram za 16-QAM. Svaki krug na kompleksnoj ravnini predstavlja kombinaciju faze/amplitude koja odgovara unaprijed definiranom binarnom broju
Wi-Fi 6 koristi 1024-QAM, koji podržava 10 bitova po simbolu (jer 2^10 = 1024). S 4096-QAM modulacijom, sustav može prenijeti 12 bita po simbolu—ako može postići dovoljan SNR na prijemniku da omogući uspješnu demodulaciju.
Wi-Fi 7 Značajke latencije:
MAC sloj i PHY sloj
Prag za pouzdanu funkcionalnost aplikacija u stvarnom vremenu je latencija od 5-10 ms u najgorem slučaju; latencije od čak 1 ms korisne su u nekim scenarijima korištenja. Postizanje ovako niskih latencija u Wi-Fi okruženju nije lak zadatak.
Značajke koje rade i na MAC (srednja kontrola pristupa) sloju i na fizičkom sloju (PHY) pomoći će da se performanse latencije Wi-Fi 7 dovedu u područje ispod – 10 ms. To uključuje koordinirano oblikovanje snopa s više pristupnih točaka, vremenski osjetljivo umrežavanje i rad s više veza.
Ključne značajke Wi-Fi 7
Nedavna istraživanja pokazuju da agregacija s više veza, koja je uključena u opći naslov rada s više veza, može biti ključna u omogućavanju Wi-Fi 7 da zadovolji zahtjeve latencije aplikacija u stvarnom vremenu.
Budućnost Wi-Fi 7?
Još ne znamo kako će točno Wi-Fi 7 izgledati, ali će bez sumnje 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 s komentarima u nastavku.
