อัตรา Wi-Fi 7Data, และเวลาแฝงทำความเข้าใจมาตรฐาน IEEE 802.11be

เกิดใน 1997, Wi-Fi มีอิทธิพลต่อชีวิตมนุษย์มากกว่าคนดัง Gen Z คนอื่น ๆ. การเติบโตและการเจริญเติบโตอย่างต่อเนื่องของมันได้รับการเชื่อมต่อเครือข่ายที่ได้รับการปลดปล่อยอย่างค่อยเป็นค่อยไปจากระบอบการปกครองโบราณของสายเคเบิลและตัวเชื่อมต่อจนถึงระดับที่การเข้าถึงอินเทอร์เน็ตบรอดแบนด์ไร้สาย.

ฉันโตพอที่จะจดจำการคลิกที่น่าพอใจโดยที่ปลั๊ก RJ45 แสดงถึงการเชื่อมต่อที่ประสบความสำเร็จกับลิขสิทธิ์ออนไลน์ที่กำลังขยายตัวอย่างรวดเร็ว. ทุกวันนี้ฉันมีความต้องการ RJ45s เพียงเล็กน้อย, และวัยรุ่นที่มีความอิ่มตัวของเทคโนโลยีของฉันอาจไม่ทราบถึงการมีอยู่ของพวกเขา.

ในยุค 60 และ 70, ที่&T ระบบเชื่อมต่อแบบแยกส่วนที่พัฒนาขึ้นเพื่อแทนที่ตัวเชื่อมต่อโทรศัพท์ขนาดใหญ่. ระบบเหล่านี้ขยายตัวในภายหลังเพื่อรวม RJ45 สำหรับเครือข่ายคอมพิวเตอร์

การตั้งค่า Wi-Fi ในหมู่ประชาชนทั่วไปไม่น่าแปลกใจเลย; สายเคเบิลอีเธอร์เน็ตดูเหมือนจะป่าเถื่อนเกือบจะเมื่อเทียบกับความสะดวกสบายที่ยอดเยี่ยมของไร้สาย. แต่ในฐานะวิศวกรที่เกี่ยวข้องกับประสิทธิภาพของ Datalink, ฉันยังเห็น Wi-Fi ต่ำกว่าการเชื่อมต่อแบบมีสาย. 802.11be จะนำ Wi-Fi มาเป็นขั้นตอน-หรืออาจเป็นการก้าวกระโดด-closer เพื่อแทนที่อีเธอร์เน็ตอย่างสมบูรณ์?

การแนะนำสั้น ๆ เกี่ยวกับมาตรฐาน Wi-Fi: Wi-Fi 6 และ Wi-Fi 7

Wi-Fi 6 เป็นชื่อที่เผยแพร่สำหรับ IEEE 802.11ax. ได้รับการอนุมัติอย่างเต็มที่ในช่วงต้น 2021, และได้รับประโยชน์จากการปรับปรุงที่สะสมมานานกว่ายี่สิบปี 802.11 โปรโตคอล, Wi-Fi 6 เป็นมาตรฐานที่น่าเกรงขามซึ่งไม่ปรากฏว่าเป็นตัวเลือกสำหรับการเปลี่ยนอย่างรวดเร็ว.

โพสต์บล็อกจาก Qualcomm สรุป Wi-Fi 6 ในฐานะ“ คอลเลกชันของคุณสมบัติและโปรโตคอลที่มุ่งเน้นการขับขี่ข้อมูลให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้สำหรับอุปกรณ์จำนวนมากเท่าที่จะเป็นไปได้พร้อมกัน” Wi-Fi 6 แนะนำความสามารถขั้นสูงที่หลากหลายซึ่งปรับปรุงประสิทธิภาพและเพิ่มปริมาณงาน, รวมถึงมัลติเพล็กซิ่งโดเมนความถี่, อัปลิงค์ Multi-user Mimo, และการกระจายตัวของแพ็คเก็ตข้อมูลแบบไดนามิก.

Wi-Fi 6 รวม OFDMA (การเข้าถึงความถี่แบบมุมฉากหลายการเข้าถึง) เทคโนโลยี, ซึ่งเพิ่มประสิทธิภาพของสเปกตรัมในสภาพแวดล้อมที่มีผู้ใช้หลายคน

ทำไม, แล้ว, คือ 802.11 คณะทำงานได้ดีในการพัฒนามาตรฐานใหม่? ทำไมเราถึงได้เห็นหัวข้อข่าวเกี่ยวกับ Wi-Fi แรกแล้ว 7 การสาธิต? แม้จะมีคอลเลกชันของเทคโนโลยีวิทยุล้ำสมัย, Wi-Fi 6 รับรู้, อย่างน้อยในบางไตรมาส, เป็นสองประการที่สำคัญ: อัตราข้อมูลและเวลาแฝง.

โดยการปรับปรุงตามอัตราข้อมูลและประสิทธิภาพเวลาแฝงของ Wi-Fi 6, สถาปนิกของ Wi-Fi 7 หวังว่าจะส่งมอบความรวดเร็ว, เรียบ, ประสบการณ์การใช้งานที่เชื่อถือได้ซึ่งยังทำได้ง่ายขึ้นด้วยสายเคเบิลอีเธอร์เน็ต.

อัตราข้อมูลเทียบกับ. เวลาแฝงที่เกี่ยวข้องกับโปรโตคอล Wi-Fi

Wi-Fi 6 รองรับอัตราการส่งข้อมูลที่ใกล้เข้ามา 10 Gbps. ไม่ว่าจะเป็น "ดีพอ" ในแง่ที่แน่นอนหรือไม่เป็นคำถามที่เป็นอัตวิสัยสูง. อย่างไรก็ตาม, ในแง่ที่สัมพันธ์กัน, Wi-Fi 6 อัตราข้อมูลนั้นขาดความดแจ่มใสอย่างเป็นกลาง: Wi-Fi 5 เพิ่มอัตราข้อมูลเพิ่มขึ้นหนึ่งพันเปอร์เซ็นต์เมื่อเทียบกับรุ่นก่อน, ในขณะที่ Wi-Fi 6 เพิ่มอัตราข้อมูลน้อยกว่าห้าสิบเปอร์เซ็นต์เมื่อเทียบกับ Wi-Fi 5.

อัตราการสตรีมเชิงทฤษฎีไม่ใช่วิธีที่ครอบคลุมในการหาปริมาณ "ความเร็ว" ของการเชื่อมต่อเครือข่าย, แต่มันสำคัญพอที่จะได้รับความสนใจอย่างใกล้ชิดของผู้ที่รับผิดชอบต่อความสำเร็จในเชิงพาณิชย์ของ Wi-Fi.

การเปรียบเทียบโปรโตคอลเครือข่าย Wi-Fi สามรุ่นที่ผ่านมา

เวลาแฝงเป็นแนวคิดทั่วไปหมายถึงความล่าช้าระหว่างการป้อนข้อมูลและการตอบสนอง.

ในบริบทของการเชื่อมต่อเครือข่าย, เวลาแฝงที่มากเกินไปสามารถลดประสบการณ์ผู้ใช้ให้มากที่สุด (หรือมากกว่า) อัตราข้อมูลที่ จำกัด-การส่งบิตระดับบิตที่รวดเร็วไม่ได้ช่วยคุณมากนักหากคุณต้องรอห้าวินาทีก่อนที่หน้าเว็บจะเริ่มโหลด. เวลาแฝงมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับแอปพลิเคชันแบบเรียลไทม์เช่นการประชุมทางวิดีโอ, ความเป็นจริงเสมือนจริง, การเล่นเกม, และการควบคุมอุปกรณ์ระยะไกล. ผู้ใช้มีความอดทนมากสำหรับวิดีโอที่ผิดพลาด, เกมล่าช้า, และอินเทอร์เฟซเครื่องจักรขัง.

อัตราข้อมูลและเวลาแฝงของ Wi-Fi 7

รายงานการอนุญาตโครงการสำหรับ IEEE 802.11BE รวมทั้งอัตราข้อมูลที่เพิ่มขึ้นและเวลาแฝงที่ลดลงตามวัตถุประสงค์ที่ชัดเจน. มาดูเส้นทางการอัพเกรดทั้งสองนี้ให้ละเอียดยิ่งขึ้น.

อัตราข้อมูลและการปรับแอมพลิจูดแบบสี่เหลี่ยมจัตุรัส

สถาปนิกของ Wi-Fi 7 ต้องการดูปริมาณงานสูงสุดอย่างน้อย 30 Gbps. เราไม่ทราบว่าคุณลักษณะและเทคนิคใดจะรวมอยู่ในมาตรฐาน 802.11be ที่สรุปได้, แต่ผู้สมัครที่มีแนวโน้มมากที่สุดสำหรับอัตราข้อมูลที่เพิ่มขึ้นคือ 320 ความกว้างของช่อง MHz, การดำเนินการหลายลิงค์, และการปรับ 4096-QAM.

ด้วยการเข้าถึงทรัพยากรสเปกตรัมเพิ่มเติมจาก 6 วง GHZ, Wi-Fi สามารถเพิ่มความกว้างของช่องสูงสุดได้อย่างเป็นไปได้ 320 MHz. ความกว้างของช่อง 320 MHz เพิ่มแบนด์วิดท์สูงสุดและอัตราข้อมูลสูงสุดทางทฤษฎีโดยปัจจัยสองเท่ากับ Wi-Fi 6.

ในการดำเนินการหลายลิงค์, สถานีไคลเอนต์หลายแห่งที่มีฟังก์ชั่นลิงค์ของตัวเองรวมกันเป็น "อุปกรณ์หลายลิงค์" ที่มีหนึ่งอินเตอร์เฟสไปยังเลเยอร์ควบคุมลิงก์แบบลอจิคัลของเครือข่าย. Wi-Fi 7 จะสามารถเข้าถึงสามวงดนตรี (2.4 GHZ, 5 GHZ, และ 6 GHZ); Wi-Fi 7 อุปกรณ์หลายลิงค์สามารถส่งและรับข้อมูลพร้อมกันในหลายแถบ. การดำเนินการหลายลิงค์มีศักยภาพในการเพิ่มปริมาณงานที่สำคัญ, แต่มันนำมาซึ่งความท้าทายในการดำเนินการที่สำคัญ.

ในการดำเนินการหลายลิงค์, อุปกรณ์มัลติลิงค์มีที่อยู่ MAC หนึ่งที่อยู่แม้ว่าจะมีมากกว่าหนึ่ง sta (ซึ่งย่อมาจากสถานี, หมายถึงอุปกรณ์สื่อสารเช่นแล็ปท็อปหรือสมาร์ทโฟน)

QAM ย่อมาจากการปรับแอมพลิจูดแบบสี่เหลี่ยมจัตุรัส. นี่คือรูปแบบการปรับ I/Q ที่ชุดค่าผสมเฉพาะของเฟสและแอมพลิจูดสอดคล้องกับลำดับไบนารีที่แตกต่างกัน. เราทำได้ (ในทางทฤษฎี) เพิ่มจำนวนบิตที่ส่งต่อสัญลักษณ์โดยการเพิ่มจำนวนจุดเฟส/แอมพลิจูดใน“ กลุ่มดาว” ของระบบของระบบ (ดูแผนภาพด้านล่าง).

นี่คือไดอะแกรมของ Constellation สำหรับ 16-QAM. แต่ละวงกลมบนระนาบที่ซับซ้อนแสดงถึงการรวมกันของเฟส/แอมพลิจูดที่สอดคล้องกับหมายเลขไบนารีที่กำหนดไว้ล่วงหน้า

Wi-Fi 6 ใช้ 1024-QAM, ซึ่งรองรับ 10 บิตต่อสัญลักษณ์ (เพราะ 2^10 = 1024). ด้วยการปรับ 4096-QAM, ระบบสามารถส่งได้ 12 บิตต่อสัญลักษณ์ - หากสามารถบรรลุ SNR ที่เพียงพอที่ตัวรับสัญญาณเพื่อให้สามารถปลดปล่อยให้สำเร็จได้.

Wi-Fi 7 คุณสมบัติความหน่วงแฝง:

เลเยอร์ MAC และเลเยอร์ Phy
เกณฑ์สำหรับฟังก์ชันการทำงานที่เชื่อถือได้ของแอปพลิเคชันแบบเรียลไทม์คือเวลาแฝงที่เลวร้ายที่สุดในกรณีที่ 5-10 มิลลิวินาที; เวลาแฝงต่ำที่สุด 1 MS มีประโยชน์ในสถานการณ์การใช้งานบางอย่าง. การบรรลุเวลาแฝงที่ต่ำนี้ในสภาพแวดล้อม Wi-Fi ไม่ใช่เรื่องง่าย.

คุณสมบัติที่ใช้งานได้ทั้ง Mac (การควบคุมการเข้าถึงขนาดกลาง) เลเยอร์และชั้นกายภาพ (phy) จะช่วยนำ Wi-Fi 7 ประสิทธิภาพความหน่วงในขอบเขตย่อย - 10 มิลลิวินาที. เหล่านี้รวมถึงการประสานงานจุดเชื่อมต่อแบบหลายจุด, เครือข่ายที่ไวต่อเวลา, และการดำเนินการหลายลิงค์.

คุณสมบัติที่สำคัญของ Wi-Fi 7

การวิจัยล่าสุดระบุว่าการรวมตัวหลายลิงค์, ซึ่งรวมอยู่ในหัวข้อทั่วไปของการดำเนินการหลายลิงค์, อาจเป็นเครื่องมือในการเปิดใช้งาน Wi-Fi 7 เพื่อตอบสนองความต้องการเวลาแฝงของแอปพลิเคชันแบบเรียลไทม์.

อนาคตของ Wi-Fi 7?

เรายังไม่ทราบว่า wi-fi อะไรกันแน่ 7 จะเป็นเหมือน, แต่มันจะประกอบด้วยเทคโนโลยี RF ใหม่ที่น่าประทับใจและเทคนิคการประมวลผลข้อมูลที่น่าประทับใจ. R ทั้งหมดจะ&จะคุ้มค่า? จะ wi-fi 7 ปฏิวัติเครือข่ายไร้สายและต่อต้านข้อได้เปรียบที่เหลืออยู่เล็กน้อยของสายเคเบิลอีเธอร์เน็ต? อย่าลังเลที่จะแบ่งปันความคิดของคุณในส่วนความคิดเห็นด้านล่าง.