Wi-Fi 7Data Rate, at Latency Pag-unawa sa IEEE 802.11be Standard

Talaan ng nilalaman

Ipinanganak noong 1997, naimpluwensyahan ng Wi-Fi ang buhay ng tao nang higit pa kaysa sa ibang Gen Z celebrity. Ang tuluy-tuloy na paglaki at pagkahinog nito ay unti-unting nagpalaya ng koneksyon sa network mula sa sinaunang rehimen ng mga cable at connector hanggang sa ang wireless broadband Internet access—isang bagay na hindi maiisip sa mga araw ng dial-up—ay kadalasang binabalewala.

Sapat na ang edad ko upang matandaan ang kasiya-siyang pag-click kung saan ang isang RJ45 plug ay nagpapahiwatig ng isang matagumpay na koneksyon sa mabilis na lumalawak na online multiverse. Sa ngayon, wala akong gaanong pangangailangan para sa mga RJ45, at maaaring hindi alam ng mga tech-saturated na teenager ng aking kakilala ang kanilang pag-iral.

Noong 60s at 70s, bumuo ang AT&T ng mga modular connector system para palitan ang malalaking connector ng telepono. Ang mga sistemang ito sa kalaunan ay pinalawak upang isama ang RJ45 para sa computer networking

Ang kagustuhan para sa Wi-Fi sa mga pangkalahatang populasyon ay hindi nakakagulat; Ang mga Ethernet cable ay tila halos barbaric kumpara sa kahanga-hangang kaginhawahan ng wireless. Ngunit bilang isang inhinyero na nag-aalala lamang sa pagganap ng datalink, nakikita ko pa rin ang Wi-Fi bilang mas mababa kaysa sa isang wired na koneksyon. Ang 802.11 ba ay magdadala sa Wi-Fi ng isang hakbang—o marahil ay isang paglukso—mas malapit sa ganap na paglilipat ng Ethernet?

Isang Maikling Panimula sa Mga Pamantayan ng Wi-Fi: Wi-Fi 6 at Wi-Fi 7

Ang Wi-Fi 6 ay ang pampublikong pangalan para sa IEEE 802.11ax. Ganap na naaprubahan noong unang bahagi ng 2021, at nakikinabang mula sa mahigit dalawampung taon ng mga naipon na pagpapabuti sa 802.11 protocol, ang Wi-Fi 6 ay isang mabigat na pamantayan na mukhang hindi isang kandidato para sa mabilis na pagpapalit.

Ang isang post sa blog mula sa Qualcomm ay nagbubuod sa Wi-Fi 6 bilang "isang koleksyon ng mga feature at protocol na naglalayong magdala ng mas maraming data hangga't maaari sa pinakamaraming device hangga't maaari nang sabay-sabay." Ipinakilala ng Wi-Fi 6 ang iba't ibang mga advanced na kakayahan na nagpapahusay sa kahusayan at nagpapataas ng throughput, kabilang ang frequency-domain multiplexing, uplink multi-user MIMO, at dynamic na fragmentation ng mga data packet.

Isinasama ng Wi-Fi 6 ang teknolohiyang OFDMA (orthogonal frequency division multiple access), na nagpapataas ng spectral na kahusayan sa mga multi-user na kapaligiran

Bakit, kung gayon, ang 802.11 working group ay nasa daan na sa pagbuo ng isang bagong pamantayan? Bakit nakakakita na tayo ng mga headline tungkol sa unang Wi-Fi 7 demo? Sa kabila ng koleksyon nito ng mga makabagong teknolohiya sa radyo, ang Wi-Fi 6 ay nakikita, kahit man lang sa ilang bahagi, bilang hindi maganda sa dalawang mahalagang aspeto: rate ng data at latency.

Sa pamamagitan ng pagpapahusay sa data rate at latency na performance ng Wi-Fi 6, umaasa ang mga arkitekto ng Wi-Fi 7 na maihatid ang mabilis, maayos, maaasahang karanasan ng user na mas madaling makuha gamit ang mga Ethernet cable.

Mga Rate ng Data kumpara sa Mga Latencies Tungkol sa Mga Protocol ng Wi-Fi

Sinusuportahan ng Wi-Fi 6 ang mga rate ng paghahatid ng data na papalapit sa 10 Gbps. Kung ito ay "sapat na mabuti" sa isang ganap na kahulugan ay isang napaka-subjective na tanong. Gayunpaman, sa isang relatibong kahulugan, ang mga rate ng data ng Wi-Fi 6 ay talagang walang kinang: Nakamit ng Wi-Fi 5 ang isang-libong porsyento na pagtaas sa rate ng data kumpara sa hinalinhan nito, samantalang ang Wi-Fi 6 ay nagtaas ng rate ng data ng mas mababa sa limampung porsyento kumpara sa Wi-Fi 5.

Ang teoretikal na rate ng data ng stream ay talagang hindi isang komprehensibong paraan ng pagsukat ng "bilis" ng isang koneksyon sa network, ngunit ito ay sapat na mahalaga upang makakuha ng malapit na atensyon ng mga responsable para sa patuloy na komersyal na tagumpay ng Wi-Fi.

Paghahambing ng nakaraang tatlong henerasyon ng mga protocol ng Wi-Fi network

Ang latency bilang pangkalahatang konsepto ay tumutukoy sa mga pagkaantala sa pagitan ng input at tugon.

Sa konteksto ng mga koneksyon sa network, ang sobrang latency ay maaaring magpababa sa karanasan ng user hangga't (o higit pa sa) limitadong rate ng data—ang napakabilis na bit-level transmission ay hindi nakakatulong sa iyo kung kailangan mong maghintay ng limang segundo bago ang isang web page nagsisimulang mag-load. Ang latency ay partikular na mahalaga para sa mga real-time na application tulad ng video conferencing, virtual reality, gaming, at remote na kagamitan na kontrol. Ang mga user ay mayroon lamang napakaraming pasensya para sa mga glitchy na video, laggy na laro, at dilatory machine interface.

Rate at Latency ng Data ng Wi-Fi 7

Kasama sa Project Authorization Report para sa IEEE 802.11be ang parehong tumaas na rate ng data at pinababang latency bilang tahasang mga layunin. Tingnan natin ang dalawang upgrade pathway na ito.

Rate ng Data at Quadrature Amplitude Modulation

Gustong makita ng mga arkitekto ng Wi-Fi 7 ang maximum throughput na hindi bababa sa 30 Gbps. Hindi namin alam kung aling mga feature at diskarte ang isasama sa na-finalize na 802.11be standard, ngunit ang ilan sa mga pinaka-promising na kandidato para sa pagtaas ng data rate ay 320 MHz channel width, multi-link operation, at 4096-QAM modulation.

Sa pamamagitan ng access sa mga karagdagang mapagkukunan ng spectrum mula sa 6 GHz band, posibleng taasan ng Wi-Fi ang maximum na lapad ng channel sa 320 MHz. Ang lapad ng channel na 320 MHz ay ​​nagpapataas ng maximum na bandwidth at theoretical peak data rate sa pamamagitan ng dalawang factor na nauugnay sa Wi-Fi 6.

Sa multi-link na operasyon, maramihang mga istasyon ng kliyente na may sariling mga link ay gumagana nang sama-sama bilang "multi-link na mga aparato" na may isang interface sa lohikal na link control layer ng network. Magkakaroon ng access ang Wi-Fi 7 sa tatlong banda (2.4 GHz, 5 GHz, at 6 GHz); ang isang Wi-Fi 7 multi-link na device ay maaaring magpadala at tumanggap ng data nang sabay-sabay sa maraming banda. Ang multi-link na operasyon ay may potensyal para sa malalaking pagtaas ng throughput, ngunit nangangailangan ito ng ilang mahahalagang hamon sa pagpapatupad.

Sa pagpapatakbo ng multi-link, ang isang multi-link na device ay may isang MAC address kahit na may kasama itong higit sa isang STA (na nangangahulugang istasyon, ibig sabihin ay isang aparatong pangkomunikasyon gaya ng laptop o smartphone)

Ang QAM ay kumakatawan sa quadrature amplitude modulation. Ito ay isang I/Q modulation scheme kung saan ang mga partikular na kumbinasyon ng phase at amplitude ay tumutugma sa iba't ibang binary sequence. Maaari nating (sa teorya) taasan ang bilang ng mga bit na ipinadala sa bawat simbolo sa pamamagitan ng pagtaas ng bilang ng mga phase/amplitude point sa “constellation” ng system (tingnan ang diagram sa ibaba).

Isa itong diagram ng konstelasyon para sa 16-QAM. Ang bawat bilog sa kumplikadong eroplano ay kumakatawan sa isang kumbinasyon ng phase/amplitude na tumutugma sa isang paunang natukoy na binary na numero

Gumagamit ang Wi-Fi 6 ng 1024-QAM, na sumusuporta sa 10 bits bawat simbolo (dahil 2^10 = 1024). Sa 4096-QAM modulation, maaaring magpadala ang isang system ng 12 bits bawat simbolo—kung makakamit nito ang sapat na SNR sa receiver para mapagana ang matagumpay na demodulation.

Wi-Fi 7 Mga Tampok ng Latency:

MAC Layer at PHY Layer
Ang threshold para sa maaasahang paggana ng mga real-time na application ay ang pinakamasamang kaso na latency na 5–10 ms; Ang mga latency na kasingbaba ng 1 ms ay kapaki-pakinabang sa ilang sitwasyon ng paggamit. Ang pagkamit ng mga latency na ganito kababa sa isang Wi-Fi na kapaligiran ay hindi isang madaling gawain.

Makakatulong ang mga feature na gumagana sa MAC (medium access control) layer at physical layer (PHY) na dalhin ang Wi-Fi 7 latency performance sa sub–10 ms realm. Kabilang dito ang multi-access point coordinated beamforming, time-sensitive networking, at multi-link operation.

Mga pangunahing tampok ng Wi-Fi 7

Isinasaad ng kamakailang pananaliksik na ang multi-link aggregation, na kasama sa loob ng pangkalahatang heading ng multi-link operation, ay maaaring maging instrumento sa pagpapagana ng Wi-Fi 7 upang matugunan ang mga kinakailangan sa latency ng mga real-time na application.

Ang Kinabukasan ng Wi-Fi 7?

Hindi pa namin alam kung ano ang eksaktong magiging hitsura ng Wi-Fi 7, ngunit walang alinlangan na bubuo ito ng mga kahanga-hangang bagong teknolohiya ng RF at mga diskarte sa pagproseso ng data. Magiging sulit ba ang lahat ng R&D? Babaguhin ba ng Wi-Fi 7 ang wireless networking at tiyak na neutralisahin ang ilang natitirang mga pakinabang ng mga Ethernet cable? Huwag mag-atubiling ibahagi ang iyong mga saloobin sa seksyon ng mga komento sa ibaba.

Mag-scroll sa Tuktok