Născut în 1997, Wi-Fi a influențat viața umană mult mai mult decât orice altă celebritate din generația Z. Creșterea și maturizarea sa constantă au eliberat treptat conectivitatea rețelei de regimul străvechi al cablurilor și conectorilor, în măsura în care accesul la Internet în bandă largă fără fir – ceva de neconceput în zilele dial-up – este adesea considerat de la sine înțeles.
Sunt suficient de mare pentru a-mi aminti clicul satisfăcător prin care o mufă RJ45 a însemnat o conexiune de succes la multiversul online în expansiune rapidă. În zilele noastre, am puțină nevoie de RJ45, iar adolescenții saturați de tehnologie ai cunoștinței mele ar putea să nu fie conștienți de existența lor.
În anii 60 și 70, AT&T a dezvoltat sisteme de conectori modulare pentru a înlocui conectorii voluminoase pentru telefon. Aceste sisteme s-au extins ulterior pentru a include RJ45 pentru rețele de computere
Preferința pentru Wi-Fi în rândul populației generale nu este deloc surprinzătoare; Cablurile Ethernet par aproape barbare în comparație cu comoditatea prodigioasă a wireless-ului. Dar, ca inginer preocupat pur și simplu de performanța legăturilor de date, văd în continuare Wi-Fi ca fiind inferior unei conexiuni prin cablu. Va aduce 802.11be Wi-Fi un pas – sau poate chiar un salt – mai aproape de înlocuirea completă a Ethernet-ului?
O scurtă introducere în standardele Wi-Fi: Wi-Fi 6 și Wi-Fi 7
Wi-Fi 6 este numele publicitar pentru IEEE 802.11ax. Aprobat complet la începutul lui 2021 și beneficiind de peste douăzeci de ani de îmbunătățiri acumulate în protocolul 802.11, Wi-Fi 6 este un standard formidabil care nu pare a fi un candidat pentru înlocuire rapidă.
O postare pe blog de la Qualcomm rezumă Wi-Fi 6 ca „o colecție de caracteristici și protocoale menite să conducă cât mai multe date pe cât mai multe dispozitive simultan.” Wi-Fi 6 a introdus diverse capabilități avansate care îmbunătățesc eficiența și cresc debitul, inclusiv multiplexarea în domeniul frecvenței, MIMO multi-utilizator pe legătură în sus și fragmentarea dinamică a pachetelor de date.
Wi-Fi 6 încorporează tehnologia OFDMA (acces multiplu cu diviziune ortogonală de frecvență), care crește eficiența spectrală în medii multi-utilizator
De ce, atunci, grupul de lucru 802.11 este deja pe drumul său spre dezvoltarea unui nou standard? De ce vedem deja titluri despre primul demo Wi-Fi 7? În ciuda colecției sale de tehnologii radio de ultimă generație, Wi-Fi 6 este perceput, cel puțin în unele părți, ca fiind dezamăgitor din două aspecte importante: rata datelor și latența.
Prin îmbunătățirea ratei de date și a performanței latenței Wi-Fi 6, arhitecții Wi-Fi 7 speră să ofere o experiență rapidă, fluidă și fiabilă pentru utilizator, care este încă mai ușor de realizat cu cablurile Ethernet.
Rate de date vs. latențe privind protocoalele Wi-Fi
Wi-Fi 6 acceptă rate de transmisie de date care se apropie de 10 Gbps. Dacă acest lucru este „suficient de bun” într-un sens absolut, este o întrebare extrem de subiectivă. Cu toate acestea, într-un sens relativ, ratele de date Wi-Fi 6 sunt în mod obiectiv slabe: Wi-Fi 5 a obținut o creștere cu o mie la sută a ratei de date în comparație cu predecesorul său, în timp ce Wi-Fi 6 a crescut rata de date cu mai puțin de cincizeci la sută. comparativ cu Wi-Fi 5.
Rata teoretică a fluxului de date nu este cu siguranță un mijloc complet de cuantificare a „vitezei” unei conexiuni la rețea, dar este suficient de important pentru a merita atenția sporită a celor responsabili pentru succesul comercial continuu al Wi-Fi.
Comparație dintre ultimele trei generații de protocoale de rețea Wi-Fi
Latența ca concept general se referă la întârzierile dintre intrare și răspuns.
În contextul conexiunilor de rețea, latența excesivă poate degrada experiența utilizatorului la fel de mult (sau chiar mai mult decât) rata de date limitată - transmisia ultra-rapidă la nivel de biți nu vă ajută prea mult dacă trebuie să așteptați cinci secunde înainte de o pagină web. începe să se încarce. Latența este deosebit de importantă pentru aplicațiile în timp real, cum ar fi videoconferințele, realitatea virtuală, jocurile și controlul echipamentelor de la distanță. Utilizatorii au doar atât de multă răbdare pentru videoclipuri glitchy, jocuri laggy și interfețe ale mașinii dilatoare.
Rata de date și latența Wi-Fi 7
Raportul de autorizare a proiectelor pentru IEEE 802.11be include atât rata crescută de date, cât și o latență redusă ca obiective explicite. Să aruncăm o privire mai atentă la aceste două căi de upgrade.
Modularea ratei de date și a amplitudinii în cuadratura
Arhitecții Wi-Fi 7 vor să vadă un throughput maxim de cel puțin 30 Gbps. Nu știm ce caracteristici și tehnici vor fi încorporate în standardul 802.11be finalizat, dar unii dintre cei mai promițători candidați pentru creșterea ratei de date sunt lățimea canalului de 320 MHz, operarea cu mai multe legături și modulația 4096-QAM.
Cu acces la resurse suplimentare de spectru din banda de 6 GHz, Wi-Fi poate crește în mod fezabil lățimea maximă a canalului la 320 MHz. O lățime a canalului de 320 MHz mărește lățimea de bandă maximă și rata maximă de date teoretică cu un factor de doi în raport cu Wi-Fi 6.
În operarea cu mai multe legături, mai multe stații client cu propriile legături funcționează colectiv ca „dispozitive cu mai multe legături” care au o singură interfață la nivelul de control al legăturii logice al rețelei. Wi-Fi 7 va avea acces la trei benzi (2.4 GHz, 5 GHz și 6 GHz); un dispozitiv Wi-Fi 7 multi-link ar putea trimite și primi date simultan în mai multe benzi. Operațiunea multi-link are potențialul de creștere majoră a debitului, dar implică unele provocări semnificative de implementare.
În operarea cu mai multe legături, un dispozitiv cu mai multe legături are o adresă MAC chiar dacă include mai multe STA (care înseamnă stație, adică un dispozitiv de comunicare, cum ar fi un laptop sau un smartphone)
QAM înseamnă modulare în amplitudine în cuadratura. Aceasta este o schemă de modulație I/Q în care combinații specifice de fază și amplitudine corespund unor secvențe binare diferite. Putem (teoretic) să creștem numărul de biți transmiși pe simbol prin creșterea numărului de puncte de fază/amplitudine din „constelația” sistemului (vezi diagrama de mai jos).
Aceasta este o diagramă de constelație pentru 16-QAM. Fiecare cerc de pe planul complex reprezintă o combinație fază/amplitudine care corespunde unui număr binar predefinit
Wi-Fi 6 folosește 1024-QAM, care acceptă 10 biți per simbol (deoarece 2^10 = 1024). Cu modulația 4096-QAM, un sistem poate transmite 12 biți per simbol - dacă poate obține suficient SNR la receptor pentru a permite demodularea cu succes.
Wi-Fi 7 Caracteristici de latență:
Stratul MAC și Stratul PHY
Pragul pentru funcționalitatea fiabilă a aplicațiilor în timp real este latența în cel mai rău caz de 5–10 ms; latențe de până la 1 ms sunt benefice în unele scenarii de utilizare. Atingerea latențelor atât de scăzute într-un mediu Wi-Fi nu este o sarcină ușoară.
Funcțiile care funcționează atât la nivelul MAC (controlul accesului mediu) cât și la nivelul fizic (PHY) vor ajuta la aducerea performanței latenței Wi-Fi 7 în domeniul sub-10 ms. Acestea includ formarea fasciculului coordonat cu mai multe puncte de acces, rețelele sensibile la timp și operarea cu mai multe legături.
Caracteristicile cheie ale Wi-Fi 7
Cercetările recente indică faptul că agregarea cu mai multe legături, care este inclusă în titlul general al operațiunii cu mai multe legături, poate fi esențială pentru a permite Wi-Fi 7 să satisfacă cerințele de latență ale aplicațiilor în timp real.
Viitorul Wi-Fi 7?
Nu știm încă cum va arăta exact Wi-Fi 7, dar, fără îndoială, va cuprinde noi tehnologii RF și tehnici de procesare a datelor impresionante. Va merita toată cercetarea și dezvoltarea? Va revoluționa Wi-Fi 7 rețelele wireless și va neutraliza definitiv cele câteva avantaje rămase ale cablurilor Ethernet? Simțiți-vă liber să vă împărtășiți gândurile în secțiunea de comentarii de mai jos.
