יליד 1997, Wi-Fi השפיע על חיי אדם הרבה יותר מכל סלבריטי מדור Z אחר. הצמיחה וההתבגרות המתמדת שלו שיחררו בהדרגה את קישוריות הרשת מהמשטר העתיק של כבלים ומחברים עד כדי כך שגישה לאינטרנט בפס רחב אלחוטי - דבר שלא יעלה על הדעת בימי החיוג - נתפסת לעתים קרובות כמובנת מאליה.
אני מבוגר מספיק כדי לזכור את הקליק המספק שבו תקע RJ45 סימן חיבור מוצלח למולטי-יקום המקוון המתרחב במהירות. כיום אין לי צורך רב ב-RJ45, ויתכן שמתבגרים רוויי טכנולוגיה של מכר שלי לא מודעים לקיומם.
בשנות ה-60 וה-70, AT&T פיתחה מערכות מחברים מודולריות להחלפת מחברי טלפון מגושמים. מערכות אלו התרחבו מאוחר יותר וכללו את ה-RJ45 לרשתות מחשבים
ההעדפה ל-Wi-Fi בקרב כלל האוכלוסייה אינה מפתיעה כלל; כבלי Ethernet נראים כמעט ברבריים בהשוואה לנוחות המופלאה של אלחוטי. אבל כמהנדס שעוסק פשוט בביצועי קישורי נתונים, אני עדיין רואה ב-Wi-Fi נחות מחיבור קווי. האם 802.11be יקרב את ה-Wi-Fi צעד - או אולי אפילו קפיצה - לעקירה מוחלטת של Ethernet?
מבוא קצר לתקני Wi-Fi: Wi-Fi 6 ו- Wi-Fi 7
Wi-Fi 6 הוא השם המפורסם של IEEE 802.11ax. אושר במלואו בתחילת 2021, ונהנה מיותר מעשרים שנה של שיפורים מצטברים בפרוטוקול 802.11, Wi-Fi 6 הוא תקן אדיר שלא נראה כמועמד להחלפה מהירה.
פוסט בבלוג מ-Qualcomm מסכם את Wi-Fi 6 כ"אוסף של תכונות ופרוטוקולים שמטרתם להעביר כמה שיותר נתונים לכמה שיותר מכשירים בו זמנית". Wi-Fi 6 הציג יכולות מתקדמות שונות המשפרות את היעילות ומגדילות את התפוקה, כולל ריבוי תחום תדרים, MIMO מרובה משתמשים בעלי קישור ופיצול דינמי של מנות נתונים.
Wi-Fi 6 משלב טכנולוגיית OFDMA (אורתוגונלית חלוקת תדרים מרובה גישה), המגבירה את היעילות הספקטרלית בסביבות מרובות משתמשים
מדוע, אם כן, קבוצת העבודה 802.11 כבר בדרך לפתח תקן חדש? למה אנחנו כבר רואים כותרות על ההדגמה הראשונה של Wi-Fi 7? למרות אוסף טכנולוגיות הרדיו המתקדמות שלו, Wi-Fi 6 נתפס, לפחות בחלק מהרבעים, כמפחיד משני היבטים חשובים: קצב נתונים והשהייה.
על ידי שיפור קצב הנתונים וביצועי האחזור של Wi-Fi 6, האדריכלים של Wi-Fi 7 מקווים לספק את חוויית המשתמש המהירה, החלקה והאמינה שעדיין מושגת בקלות רבה יותר עם כבלי Ethernet.
שיעורי נתונים לעומת השהיות לגבי פרוטוקולי Wi-Fi
Wi-Fi 6 תומך בקצבי העברת נתונים המתקרבים ל-10 Gbps. האם זה "טוב מספיק" במובן מוחלט זו שאלה סובייקטיבית ביותר. עם זאת, במובן יחסי, קצבי הנתונים של Wi-Fi 6 הם חסרי ברק מבחינה אובייקטיבית: Wi-Fi 5 השיגה עלייה של אלף אחוז בקצב הנתונים בהשוואה לקודמו, בעוד ש-Wi-Fi 6 הגדיל את קצב הנתונים בפחות מחמישים אחוז. בהשוואה ל-Wi-Fi 5.
קצב הנתונים התיאורטי של הזרם הוא בהחלט לא אמצעי מקיף לכימות ה"מהירות" של חיבור רשת, אבל זה חשוב מספיק כדי לזכות לתשומת לב קרובה של האחראים להצלחה המסחרית המתמשכת של Wi-Fi.
השוואה בין שלושת הדורות האחרונים של פרוטוקולי רשת Wi-Fi
חביון כמושג כללי מתייחס לעיכובים בין קלט לתגובה.
בהקשר של חיבורי רשת, זמן השהייה מוגזם יכול לפגוע בחוויית המשתמש עד כדי (או אפילו יותר) מקצב נתונים מוגבל - שידור מהיר ברמת סיביות לא יעזור לך הרבה אם תצטרך להמתין חמש שניות לפני דף אינטרנט מתחיל לטעון. חביון חשוב במיוחד עבור יישומים בזמן אמת כגון ועידת וידאו, מציאות מדומה, משחקים ושליטה בציוד מרחוק. למשתמשים יש רק כל כך הרבה סבלנות לסרטונים תקולים, משחקים לאחורים וממשקי מכונות מרחיבים.
קצב הנתונים והשהייה של Wi-Fi 7
דוח הרשאות הפרויקט עבור IEEE 802.11be כולל קצב נתונים מוגבר והשהייה מופחתת כיעדים מפורשים. בואו נסתכל מקרוב על שני מסלולי השדרוג הללו.
אפנון קצב נתונים ואמפליטודה נצב
האדריכלים של Wi-Fi 7 רוצים לראות תפוקה מקסימלית של לפחות 30 Gbps. איננו יודעים אילו תכונות וטכניקות ישולבו בתקן הסופי 802.11be, אך חלק מהמועמדים המבטיחים ביותר להגדלת קצב הנתונים הם רוחב ערוץ של 320 מגה-הרץ, פעולה מרובת קישורים ואפונון 4096-QAM.
עם גישה למשאבי ספקטרום נוספים מפס ה-6 GHz, Wi-Fi יכול להגדיל את רוחב הערוץ המרבי ל-320 מגה-הרץ. רוחב ערוץ של 320 מגה-הרץ מגדיל את רוחב הפס המרבי ואת קצב השיא התיאורטי של הנתונים בפקטור של שניים ביחס ל-Wi-Fi 6.
בפעולה מרובת קישורים, תחנות לקוח מרובות עם קישורים משלהן מתפקדות ביחד כ"התקנים מרובי קישורים" שיש להם ממשק אחד לשכבת בקרת הקישור הלוגי של הרשת. ל-Wi-Fi 7 תהיה גישה לשלושה פסים (2.4 GHz, 5 GHz ו-6 GHz); מכשיר Wi-Fi 7 מרובה קישורים יכול לשלוח ולקבל נתונים בו זמנית במספר פסים. לפעולה מרובת קישורים יש פוטנציאל לעלייה גדולה בתפוקה, אך היא טומנת בחובה כמה אתגרי יישום משמעותיים.
בפעולה מרובת קישורים, למכשיר רב-קישורי יש כתובת MAC אחת למרות שהוא כולל יותר מ-STA אחד (הקיצור של station, כלומר מכשיר מתקשר כגון מחשב נייד או סמארטפון)
QAM מייצג אפנון משרעת נצב. זוהי סכימת אפנון I/Q שבה שילובים ספציפיים של פאזה ומשרעת תואמים לרצפים בינאריים שונים. אנו יכולים (בתיאוריה) להגדיל את מספר הביטים המועברים לכל סמל על ידי הגדלת מספר נקודות הפאזה/משרעת ב"קונסטלציה" של המערכת (ראה תרשים למטה).
זהו דיאגרמת קונסטלציה עבור 16-QAM. כל עיגול במישור המורכב מייצג שילוב פאזה/משרעת התואם למספר בינארי מוגדר מראש
Wi-Fi 6 משתמש ב-1024-QAM, התומך ב-10 סיביות לסמל (מכיוון ש-2^10 = 1024). עם אפנון 4096-QAM, מערכת יכולה לשדר 12 ביטים לסמל - אם היא יכולה להשיג מספיק SNR במקלט כדי לאפשר דמודולציה מוצלחת.
Wi-Fi 7 תכונות אחזור:
שכבת MAC ושכבת PHY
הסף לפונקציונליות אמינה של יישומים בזמן אמת הוא זמן אחזור במקרה הגרוע ביותר של 5-10 אלפיות השנייה; השהיות נמוכות עד 1 ms מועילות בתרחישי שימוש מסוימים. השגת זמן אחזור נמוך כל כך בסביבת Wi-Fi אינה משימה קלה.
תכונות הפועלות הן בשכבת ה-MAC (בקרת גישה בינונית) והן בשכבה הפיזית (PHY) יעזרו להביא את ביצועי השהיה של Wi-Fi 7 לתחום של מתחת ל-10 אלפיות השנייה. אלה כוללים יצירת אלומה מתואמת נקודות גישה מרובות, רשתות רגישות לזמן ופעולה מרובת קישורים.
תכונות עיקריות של Wi-Fi 7
מחקרים עדכניים מצביעים על כך שצבירה מרובת קישורים, הנכללת בכותרת הכללית של פעולת ריבוי קישורים, עשויה להועיל לאפשר ל-Wi-Fi 7 לספק את דרישות ההשהיה של יישומים בזמן אמת.
העתיד של Wi-Fi 7?
אנחנו עדיין לא יודעים איך בדיוק ייראה Wi-Fi 7, אבל הוא ללא ספק יכלול טכנולוגיות RF חדשות ומרשימות וטכניקות עיבוד נתונים. האם כל המו"פ יהיה שווה את זה? האם Wi-Fi 7 יעשה מהפכה ברשת האלחוטית וינטרל באופן סופי את היתרונות הבודדים שנותרו של כבלי Ethernet? אל תהסס לשתף את המחשבות שלך בקטע ההערות למטה.
