Az 1997-ben született Wi-Fi sokkal jobban befolyásolta az emberi életet, mint bármely más Z generációs híresség. Folyamatos növekedése és kifejlődése fokozatosan felszabadította a hálózati kapcsolatot a kábelek és csatlakozók ősi rendszere alól olyan mértékben, hogy a vezeték nélküli szélessávú internet-hozzáférést – ami a betárcsázás napjaiban elképzelhetetlen volt – gyakran természetesnek tekintik.
Elég idős vagyok ahhoz, hogy emlékezzek arra a megnyugtató kattanásra, amellyel egy RJ45-ös csatlakozó sikeres csatlakozást jelentett a gyorsan bővülő online multiverzumhoz. Manapság már alig van szükségem RJ45-re, és ismerősöm technológiával átitatott tinédzserei talán nem is tudnak a létezésükről.
A 60-as és 70-es években az AT&T moduláris csatlakozórendszereket fejlesztett ki a terjedelmes telefoncsatlakozók helyettesítésére. Ezek a rendszerek később kibővültek az RJ45-tel a számítógépes hálózatokhoz
A Wi-Fi előnyben részesítése a lakosság körében egyáltalán nem meglepő; Az Ethernet-kábelek szinte barbárnak tűnnek a vezeték nélküli szolgáltatások elképesztő kényelméhez képest. De mint mérnök, aki egyszerűen az adatkapcsolat teljesítményével foglalkozik, továbbra is úgy látom, hogy a Wi-Fi rosszabb, mint a vezetékes kapcsolat. A 802.11 közelebb viszi a Wi-Fi-t az Ethernet teljes kiszorításához – vagy talán még egy ugrással is?
A Wi-Fi szabványok rövid bemutatása: Wi-Fi 6 és Wi-Fi 7
A Wi-Fi 6 az IEEE 802.11ax nyilvános neve. A 2021 elején teljes körűen jóváhagyott, és a 802.11 protokoll több mint húsz éve halmozott fejlesztéseinek előnyeit élvező Wi-Fi 6 egy félelmetes szabvány, amely nem tűnik gyors cserének.
A Qualcomm blogbejegyzése a Wi-Fi 6-ot úgy foglalja össze, mint „olyan funkciók és protokollok gyűjteményét, amelyek célja, hogy a lehető legtöbb adatot a lehető legtöbb eszközre irányítsák egyszerre”. A Wi-Fi 6 különféle fejlett funkciókat vezetett be, amelyek javítják a hatékonyságot és növelik az átviteli sebességet, beleértve a frekvencia-tartomány multiplexelést, a felfelé irányuló többfelhasználós MIMO-t és az adatcsomagok dinamikus töredezettségét.
A Wi-Fi 6 magában foglalja az OFDMA (ortogonális frekvenciaosztásos többszörös hozzáférés) technológiát, amely növeli a spektrális hatékonyságot többfelhasználós környezetben
Akkor miért van már jó úton a 802.11-es munkacsoport egy új szabvány kidolgozása felé? Miért látunk már címeket az első Wi-Fi 7 demóról? A legkorszerűbb rádiótechnológiák gyűjteménye ellenére a Wi-Fi 6-ot – legalábbis bizonyos körökben – két fontos szempontból alulmaradtnak tartják: az adatsebesség és a késleltetés szempontjából.
A Wi-Fi 6 adatsebességének és késleltetési teljesítményének javításával a Wi-Fi 7 tervezői azt remélik, hogy a gyors, zökkenőmentes és megbízható felhasználói élményt még mindig könnyebben elérhető Ethernet-kábelekkel.
Adatsebességek és késések a Wi-Fi-protokollokkal kapcsolatban
A Wi-Fi 6 a 10 Gbps-hoz közelítő adatátviteli sebességet támogatja. Hogy ez abszolút értelemben „elég jó-e”, az erősen szubjektív kérdés. Relatív értelemben azonban a Wi-Fi 6 adatátviteli sebessége objektíven gyenge: a Wi-Fi 5 ezer százalékos adatátviteli sebességnövekedést ért el elődjéhez képest, míg a Wi-Fi 6 kevesebb mint ötven százalékkal növelte az adatátviteli sebességet. a Wi-Fi 5-höz képest.
Az elméleti adatfolyam adatsebesség határozottan nem egy átfogó eszköz a hálózati kapcsolat „sebességének” számszerűsítésére, de elég fontos ahhoz, hogy kiérdemelje a Wi-Fi folyamatos kereskedelmi sikeréért felelős személyek figyelmét.
A Wi-Fi hálózati protokollok elmúlt három generációjának összehasonlítása
A késleltetés általános fogalomként a bemenet és a válasz közötti késésekre utal.
A hálózati kapcsolatok kontextusában a túlzott késleltetés a korlátozott adatátviteli sebességhez hasonlóan (vagy még annál is jobban) ronthatja a felhasználói élményt – a rendkívül gyors bitszintű átvitel nem sokat segít, ha öt másodpercet kell várnia egy weboldal előtt. elkezd betölteni. A késleltetés különösen fontos a valós idejű alkalmazásokhoz, például a videokonferenciákhoz, a virtuális valósághoz, a játékokhoz és a berendezések távoli vezérléséhez. A felhasználóknak csak annyi türelmük van a hibás videókhoz, a késleltetett játékokhoz és a tágító gépi felületekhez.
A Wi-Fi 7 adatátviteli sebessége és késleltetése
Az IEEE 802.11be projektengedélyezési jelentése kifejezett célkitűzésként a megnövelt adatsebességet és a csökkentett késleltetést is tartalmazza. Nézzük meg közelebbről ezt a két frissítési utat.
Adatsebesség és kvadratúra amplitúdó moduláció
A Wi-Fi 7 építészei legalább 30 Gbps maximális átviteli sebességet szeretnének látni. Nem tudjuk, mely funkciók és technikák épülnek be a véglegesített 802.11be szabványba, de a legígéretesebb jelöltek az adatsebesség növelésére a 320 MHz-es csatornaszélesség, a többkapcsolatos működés és a 4096-QAM moduláció.
A 6 GHz-es sávból további spektrumforrásokhoz való hozzáféréssel a Wi-Fi a maximális csatornaszélességet 320 MHz-re növelheti. A 320 MHz-es csatornaszélesség kétszeresére növeli a maximális sávszélességet és az elméleti csúcs adatsebességet a Wi-Fi 6-hoz képest.
Többkapcsolatos működés esetén több, saját kapcsolattal rendelkező kliens állomás együttesen „többkapcsolatos eszközként” működik, amelyek egyetlen interfésszel rendelkeznek a hálózat logikai kapcsolatvezérlő rétegéhez. A Wi-Fi 7 három sávhoz fog hozzáférni (2.4 GHz, 5 GHz és 6 GHz); egy Wi-Fi 7 többkapcsolatos eszköz egyszerre több sávban is küldhet és fogadhat adatokat. A többkapcsolatos működés jelentős átviteli sebességnövekedést rejt magában, de néhány jelentős megvalósítási kihívással jár.
Többkapcsolatos működés esetén a többkapcsolatos eszköznek egy MAC-címe van, még akkor is, ha egynél több STA-t tartalmaz (amely az állomást jelenti, ami egy kommunikációs eszköz, például laptop vagy okostelefon)
A QAM a kvadratúra amplitúdó moduláció rövidítése. Ez egy I/Q modulációs séma, amelyben a fázis és amplitúdó specifikus kombinációi különböző bináris szekvenciáknak felelnek meg. (Elméletileg) növelhetjük a szimbólumonként továbbított bitek számát, ha növeljük a fázis/amplitúdópontok számát a rendszer „konstellációjában” (lásd az alábbi ábrát).
Ez a 16-QAM konstellációs diagramja. A komplex síkon minden kör egy fázis/amplitúdó kombinációt jelöl, amely egy előre meghatározott bináris számnak felel meg
A Wi-Fi 6 1024-QAM-ot használ, amely szimbólumonként 10 bitet támogat (mivel 2^10 = 1024). A 4096-QAM modulációval egy rendszer szimbólumonként 12 bitet tud továbbítani – ha elegendő SNR-t tud elérni a vevőnél a sikeres demodulációhoz.
Wi-Fi 7 A késleltetési funkciók:
MAC réteg és PHY réteg
A valós idejű alkalmazások megbízható működésének küszöbe a legrosszabb esetben 5–10 ms-os késleltetés; Az 1 ms-os késleltetések bizonyos használati forgatókönyvekben előnyösek. Nem könnyű feladat ilyen alacsony késleltetés elérése Wi-Fi környezetben.
A MAC (közepes hozzáférés-vezérlés) és a fizikai rétegen (PHY) egyaránt működő funkciók segítenek a Wi-Fi 7 késleltetési teljesítményének a 10 ms alatti tartományba helyezésében. Ide tartozik a több hozzáférési ponttal koordinált sugárformálás, az időérzékeny hálózatkezelés és a többkapcsolatos működés.
A Wi-Fi 7 főbb jellemzői
A legújabb kutatások azt mutatják, hogy a többkapcsolatos aggregáció, amely a többkapcsolatos működés általános címsorába tartozik, nagyban hozzájárulhat ahhoz, hogy a Wi-Fi 7 kielégítse a valós idejű alkalmazások késleltetési követelményeit.
A Wi-Fi 7 jövője?
Még nem tudjuk, hogy fog kinézni pontosan a Wi-Fi 7, de kétségtelenül lenyűgöző új RF technológiákat és adatfeldolgozási technikákat fog tartalmazni. Megéri az összes K+F? A Wi-Fi 7 forradalmasítja a vezeték nélküli hálózatot, és véglegesen semlegesíti az Ethernet-kábelek néhány megmaradt előnyét? Nyugodtan ossza meg gondolatait az alábbi megjegyzések részben.
