1997. gadā dzimušais Wi-Fi ir ietekmējis cilvēka dzīvi daudz vairāk nekā jebkura cita Z paaudzes slavenība. Tā vienmērīgā izaugsme un nobriešana ir pakāpeniski atbrīvojusi tīkla savienojamību no senā kabeļu un savienotāju režīma tādā mērā, ka bezvadu platjoslas interneta piekļuve — kaut kas neiedomājams iezvanpieejas laikos — bieži tiek uzskatīts par pašsaprotamu.
Esmu pietiekami vecs, lai atcerētos apmierinošo klikšķi, ar kuru RJ45 spraudnis nozīmēja veiksmīgu savienojumu ar strauji augošo tiešsaistes multiversu. Mūsdienās man ir maz vajadzības pēc RJ45, un ar tehnoloģijām piesātināti manu paziņu pusaudži var nezināt par to esamību.
60. un 70. gados AT&T izstrādāja moduļu savienotāju sistēmas, lai aizstātu lielgabarīta tālruņu savienotājus. Šīs sistēmas vēlāk tika paplašinātas, iekļaujot RJ45 datoru tīklu izveidei
Iedzīvotāju priekšroka Wi-Fi nav nemaz pārsteidzoša; Ethernet kabeļi šķiet gandrīz barbariski salīdzinājumā ar brīnišķīgajām bezvadu ērtībām. Bet kā inženieris, kas rūpējas tikai par datu saites veiktspēju, es joprojām uzskatu, ka Wi-Fi ir zemāks par vadu savienojumu. Vai 802.11 tuvinās Wi-Fi soli vai pat soli tuvāk Ethernet pilnīgai aizstāšanai?
Īss ievads Wi-Fi standartos: Wi-Fi 6 un Wi-Fi 7
Wi-Fi 6 ir IEEE 802.11ax publiskotais nosaukums. Wi-Fi 2021, kas pilnībā apstiprināts 802.11. gada sākumā un gūst labumu no vairāk nekā divdesmit gadu uzkrātajiem 6 protokola uzlabojumiem, ir milzīgs standarts, kas, šķiet, nav piemērots ātrai nomaiņai.
Qualcomm emuāra ziņā Wi-Fi 6 ir apkopots kā "funkciju un protokolu kolekcija, kuras mērķis ir vadīt pēc iespējas vairāk datu uz pēc iespējas vairāk ierīcēm vienlaikus." Wi-Fi 6 ieviesa dažādas uzlabotas iespējas, kas uzlabo efektivitāti un palielina caurlaidspēju, tostarp frekvences domēna multipleksēšanu, augšupsaites daudzlietotāju MIMO un datu pakešu dinamisku sadrumstalotību.
Wi-Fi 6 ietver OFDMA (ortogonālās frekvenču dalīšanas vairākkārtējas piekļuves) tehnoloģiju, kas palielina spektrālo efektivitāti vairāku lietotāju vidēs.
Kāpēc tad 802.11 darba grupa jau ir ceļā uz jauna standarta izstrādi? Kāpēc mēs jau redzam virsrakstus par pirmo Wi-Fi 7 demonstrāciju? Neskatoties uz jaunāko radiotehnoloģiju kolekciju, Wi-Fi 6 vismaz dažos ceturkšņos tiek uztverts kā neapmierinošs divos svarīgos aspektos: datu pārraides ātrumā un latentumā.
Uzlabojot Wi-Fi 6 datu pārraides ātrumu un latentuma veiktspēju, Wi-Fi 7 arhitekti cer nodrošināt ātru, vienmērīgu un uzticamu lietotāja pieredzi, ko joprojām ir vieglāk sasniegt ar Ethernet kabeļiem.
Datu pārraides ātrumi salīdzinājumā ar latentumiem saistībā ar Wi-Fi protokoliem
Wi-Fi 6 atbalsta datu pārraides ātrumu, kas tuvojas 10 Gbps. Tas, vai tas ir "pietiekami labi" absolūtā nozīmē, ir ļoti subjektīvs jautājums. Tomēr relatīvā nozīmē Wi-Fi 6 datu pārraides ātrums ir objektīvi vājš: Wi-Fi 5 sasniedza tūkstoš procentu pieaugumu datu pārraides ātrumā salīdzinājumā ar tā priekšgājēju, savukārt Wi-Fi 6 palielināja datu pārraides ātrumu par mazāk nekā piecdesmit procentiem. salīdzinot ar Wi-Fi 5.
Teorētiskais straumes datu pārraides ātrums noteikti nav visaptverošs līdzeklis tīkla savienojuma “ātruma” kvantitatīvai noteikšanai, taču tas ir pietiekami svarīgs, lai pelnītu to personu uzmanību, kuras ir atbildīgas par Wi-Fi pastāvīgajiem komerciālajiem panākumiem.
Pēdējo trīs paaudžu Wi-Fi tīkla protokolu salīdzinājums
Latentums kā vispārējs jēdziens attiecas uz aizkavi starp ievadi un atbildi.
Tīkla savienojumu kontekstā pārmērīgs latentums var pasliktināt lietotāja pieredzi tikpat lielā mērā (vai pat vairāk nekā) ierobežots datu pārraides ātrums — pārsteidzoši ātra bitu līmeņa pārraide jums neko daudz nepalīdz, ja pirms tīmekļa lapas ir jāgaida piecas sekundes. sāk ielādēt. Latentums ir īpaši svarīgs reāllaika lietojumprogrammām, piemēram, video konferencēm, virtuālajai realitātei, spēlēm un aprīkojuma tālvadībai. Lietotājiem ir tikai tik daudz pacietības, lai redzētu neveiksmīgus videoklipus, aizkavētas spēles un kavējošus mašīnu interfeisus.
Wi-Fi 7 datu pārraides ātrums un latentums
Projekta autorizācijas ziņojumā par IEEE 802.11be ir iekļauts gan palielināts datu pārraides ātrums, gan samazināts latentums kā skaidri mērķi. Sīkāk apskatīsim šos divus jaunināšanas veidus.
Datu ātruma un kvadratūras amplitūdas modulācija
Wi-Fi 7 arhitekti vēlas redzēt maksimālo caurlaidspēju vismaz 30 Gbps. Mēs nezinām, kuras funkcijas un metodes tiks iekļautas pabeigtajā 802.11be standartā, taču daži no daudzsološākajiem kandidātiem datu pārraides ātruma palielināšanai ir 320 MHz kanāla platums, vairāku saišu darbība un 4096-QAM modulācija.
Piekļūstot papildu spektra resursiem no 6 GHz joslas, Wi-Fi var palielināt maksimālo kanāla platumu līdz 320 MHz. Kanāla platums 320 MHz palielina maksimālo joslas platumu un teorētisko maksimālo datu pārraides ātrumu divas reizes salīdzinājumā ar Wi-Fi 6.
Vairāku saišu darbībā vairākas klientu stacijas ar savām saitēm kopā darbojas kā “vairāku saišu ierīces”, kurām ir viena saskarne ar tīkla loģiskās saites vadības slāni. Wi-Fi 7 varēs piekļūt trim joslām (2.4 GHz, 5 GHz un 6 GHz); Wi-Fi 7 vairāku saišu ierīce varētu sūtīt un saņemt datus vienlaikus vairākās joslās. Vairāku saišu darbībai ir potenciāls ievērojami palielināt caurlaidspēju, taču tā ietver dažas būtiskas ieviešanas problēmas.
Vairāku saišu darbībā vairāku saišu ierīcei ir viena MAC adrese, pat ja tajā ir vairāk nekā viena STA (kas apzīmē staciju, kas nozīmē saziņas ierīci, piemēram, klēpjdatoru vai viedtālruni).
QAM apzīmē kvadrātveida amplitūdas modulāciju. Šī ir I/Q modulācijas shēma, kurā noteiktas fāzes un amplitūdas kombinācijas atbilst dažādām binārajām sekvencēm. Mēs varam (teorētiski) palielināt viena simbola pārraidīto bitu skaitu, palielinot fāzes/amplitūdas punktu skaitu sistēmas “konstelācijā” (skat. diagrammu zemāk).
Šī ir 16-QAM konstelācijas diagramma. Katrs aplis kompleksajā plaknē apzīmē fāzes/amplitūdas kombināciju, kas atbilst iepriekš noteiktam bināram skaitlim
Wi-Fi 6 izmanto 1024-QAM, kas atbalsta 10 bitus uz vienu simbolu (jo 2^10 = 1024). Izmantojot 4096-QAM modulāciju, sistēma var pārraidīt 12 bitus uz vienu simbolu, ja tā var sasniegt pietiekamu SNR uztvērējā, lai nodrošinātu veiksmīgu demodulāciju.
Wi-Fi 7 Latenta funkcijas:
MAC slānis un PHY slānis
Reāllaika lietojumprogrammu uzticamas funkcionalitātes slieksnis ir sliktākā gadījuma latentums 5–10 ms; Dažos lietošanas scenārijos ir izdevīgi pat 1 ms latenti. Tik zema latentuma sasniegšana Wi-Fi vidē nav viegls uzdevums.
Funkcijas, kas darbojas gan MAC (vidējās piekļuves kontroles) slānī, gan fiziskajā slānī (PHY), palīdzēs nodrošināt Wi-Fi 7 latentuma veiktspēju zem 10 ms. Tie ietver vairāku piekļuves punktu koordinētu staru veidošanu, laika ziņā jutīgu tīklu un vairāku saišu darbību.
Galvenās Wi-Fi 7 funkcijas
Jaunākie pētījumi liecina, ka vairāku saišu apkopošana, kas ir iekļauta vairāku saišu darbības vispārīgajā pozīcijā, var būt noderīga, lai Wi-Fi 7 varētu apmierināt reāllaika lietojumprogrammu latentuma prasības.
Wi-Fi 7 nākotne?
Mēs vēl nezinām, kā tieši izskatīsies Wi-Fi 7, taču tas neapšaubāmi ietvers iespaidīgas jaunas RF tehnoloģijas un datu apstrādes metodes. Vai visa pētniecība un attīstība būs tā vērta? Vai Wi-Fi 7 mainīs bezvadu tīklu un galīgi neitralizēs dažas atlikušās Ethernet kabeļu priekšrocības? Jūtieties brīvi dalīties savās domās komentāru sadaļā zemāk.
