Ви-Фи 7 Брзине података и кашњење Разумевање стандарда ИЕЕЕ 802.11бе

Преглед садржаја

Рођен 1997. године, Ви-Фи је утицао на људски живот много више од било које друге познате личности из генерације З. Његов стални раст и сазревање постепено су ослободили мрежну повезаност од древног режима каблова и конектора до те мере да се бежични широкопојасни приступ интернету — нешто незамисливо у данима диал-уп-а — често узима здраво за готово.

Довољно сам стар да се сетим задовољавајућег клика којим је РЈ45 утикач означавао успешну везу са мултиверзумом на мрежи који се брзо шири. Данас имам мало потребе за РЈ45, а технолошки засићени тинејџери мог познаника можда нису свесни њиховог постојања.

Током 60-их и 70-их, АТ&Т је развио модуларне системе конектора да замени гломазне телефонске конекторе. Ови системи су се касније проширили и укључили РЈ45 за рачунарско умрежавање

Склоност према Ви-Фи-ју међу општом популацијом уопште није изненађујућа; Етернет каблови изгледају готово варварски у поређењу са невероватном погодношћу бежичне везе. Али као инжењер који се бави само перформансама везе за пренос података, и даље видим да је Ви-Фи инфериоран у односу на жичану везу. Да ли ће 802.11 донети Ви-Фи корак — или можда чак и скок — ближе потпуном истискивању Етхернета?

Кратак увод у Ви-Фи стандарде: Ви-Фи 6 и Ви-Фи 7

Ви-Фи 6 је јавно објављено име за ИЕЕЕ 802.11ак. Потпуно одобрен почетком 2021. године и користи од преко двадесет година акумулираних побољшања у 802.11 протоколу, Ви-Фи 6 је застрашујући стандард који не изгледа као кандидат за брзу замену.

Пост на блогу компаније Куалцомм резимира Ви-Фи 6 као „збирку функција и протокола који имају за циљ да преносе што више података на што више уређаја истовремено. Ви-Фи 6 је увео различите напредне могућности које побољшавају ефикасност и повећавају пропусност, укључујући мултиплексирање у фреквентном домену, вишекориснички МИМО узлазне везе и динамичку фрагментацију пакета података.

Ви-Фи 6 укључује ОФДМА (ортогоналну фреквенцијску подјелу вишеструког приступа) технологију, која повећава спектралну ефикасност у окружењима са више корисника

Зашто је онда радна група 802.11 већ на добром путу да развије нови стандард? Зашто већ видимо наслове о првој демонстрацији Ви-Фи 7? Упркос својој колекцији најсавременијих радио технологија, Ви-Фи 6 се сматра, барем у неким круговима, неодољивим у два важна аспекта: брзини преноса података и кашњењу.

Побољшањем брзине преноса података и перформанси кашњења Ви-Фи 6, архитекти Ви-Фи 7 се надају да ће пружити брзо, глатко и поуздано корисничко искуство које се још лакше постиже помоћу Етхернет каблова.

Стопе података у односу на кашњење у вези са Ви-Фи протоколима

Ви-Фи 6 подржава брзине преноса података које се приближавају 10 Гбпс. Да ли је ово „довољно добро“ у апсолутном смислу веома је субјективно питање. Међутим, у релативном смислу, Ви-Фи 6 брзине преноса података су објективно слабе: Ви-Фи 5 је постигао хиљаду процената повећања брзине преноса података у односу на свог претходника, док је Ви-Фи 6 повећао брзину преноса података за мање од педесет процената у поређењу са Ви-Фи 5.

Теоретска брзина преноса података дефинитивно није свеобухватно средство за квантификацију „брзине“ мрежне везе, али је довољно важна да заслужује велику пажњу оних који су одговорни за текући комерцијални успех Ви-Фи мреже.

Поређење претходне три генерације Ви-Фи мрежних протокола

Латенција као општи концепт се односи на кашњења између уноса и одговора.

У контексту мрежних конекција, прекомерно кашњење може да угрози корисничко искуство колико (или чак и више од) ограничене брзине преноса података – невероватно брз пренос на нивоу бита не помаже вам много ако морате да чекате пет секунди пре веб странице почиње да се учитава. Латенција је посебно важна за апликације у реалном времену као што су видео конференције, виртуелна стварност, игре и даљинско управљање опремом. Корисници имају само толико стрпљења за кварне видео записе, игрице са кашњењем и интерфејсе машина за кашњење.

Брзина преноса података и кашњење Ви-Фи 7

Извештај о ауторизацији пројекта за ИЕЕЕ 802.11бе укључује повећану брзину података и смањено кашњење као експлицитне циљеве. Хајде да ближе погледамо ова два пута надоградње.

Модулација брзине преноса података и квадратуре амплитуде

Архитекти Ви-Фи 7 желе да виде максималну пропусност од најмање 30 Гбпс. Не знамо које карактеристике и технике ће бити уграђене у финализовани 802.11бе стандард, али неки од кандидата који највише обећавају за повећање брзине преноса података су ширина канала од 320 МХз, рад са више веза и 4096-КАМ модулација.

Уз приступ додатним ресурсима спектра из опсега од 6 ГХз, Ви-Фи може повећати максималну ширину канала на 320 МХз. Ширина канала од 320 МХз повећава максималну пропусност и теоријску вршну брзину података за фактор два у односу на Ви-Фи 6.

У раду са више веза, вишеструке клијентске станице са сопственим везама функционишу заједно као „уређаји са више веза“ који имају један интерфејс за слој контроле логичке везе. Ви-Фи 7 ће имати приступ до три опсега (2.4 ГХз, 5 ГХз и 6 ГХз); Ви-Фи 7 мулти-линк уређај би могао да шаље и прима податке истовремено у више опсега. Операција са више веза има потенцијал за значајно повећање пропусности, али укључује неке значајне изазове у имплементацији.

У раду са више веза, уређај са више веза има једну МАЦ адресу иако укључује више од једног СТА (што значи станица, што значи уређај за комуникацију као што је лаптоп или паметни телефон)

КАМ је скраћеница за квадратурну амплитудну модулацију. Ово је И/К модулациона шема у којој специфичне комбинације фазе и амплитуде одговарају различитим бинарним секвенцама. Можемо (у теорији) повећати број битова који се преносе по симболу повећањем броја тачака фазе/амплитуде у „констелацији“ система (погледајте дијаграм испод).

Ово је дијаграм констелације за 16-КАМ. Сваки круг на комплексној равни представља комбинацију фаза/амплитуда која одговара унапред дефинисаном бинарном броју

Ви-Фи 6 користи 1024-КАМ, који подржава 10 битова по симболу (јер је 2^10 = 1024). Са 4096-КАМ модулацијом, систем може да пренесе 12 бита по симболу—ако може да постигне довољан СНР на пријемнику да омогући успешну демодулацију.

Ви-Фи КСНУМКС Карактеристике кашњења:

МАЦ слој и ПХИ слој
Праг за поуздану функционалност апликација у реалном времену је латенција у најгорем случају од 5–10 мс; латенције од само 1 мс су корисне у неким сценаријима коришћења. Постизање овако ниске латенције у Ви-Фи окружењу није лак задатак.

Функције које раде и на МАЦ (средња контрола приступа) слоју и на физичком слоју (ПХИ) ће помоћи да се перформансе Ви-Фи 7 латенције доведу у област испод 10 мс. То укључује координирано формирање снопа са више приступних тачака, временски осетљиво умрежавање и рад са више веза.

Кључне карактеристике Ви-Фи 7

Недавна истраживања показују да агрегација са више веза, која је укључена у општи наслов операција са више веза, може бити од кључног значаја за омогућавање Ви-Фи 7 да задовољи захтеве кашњења апликација у реалном времену.

Будућност Ви-Фи 7?

Још не знамо како ће тачно изгледати Ви-Фи 7, али ће несумњиво садржати импресивне нове РФ технологије и технике обраде података. Да ли ће сво истраживање и развој бити вредно тога? Да ли ће Ви-Фи 7 револуционисати бежично умрежавање и дефинитивно неутралисати неколико преосталих предности Етхернет каблова? Слободно поделите своје мисли у одељку за коментаре испод.

Дођите на врх