Wi-Fi 7Data-priser, och latens Förstå IEEE 802.11be -standarden

Infödd 1997, Wi-Fi har påverkat mänskligt liv mycket mer än någon annan gen Z-kändis. Dess stabila tillväxt och mognad har gradvis befriat nätverksanslutning från den forntida regimen för kablar och kontakter i den utsträckning som trådlös bredbandsinternetåtkomst-något otänkbart under uppringda dagar-tas ofta för givet.

Jag är tillräckligt gammal för att komma ihåg det tillfredsställande klicket som en RJ45 -plugg betecknade en framgångsrik anslutning till den snabbt växande multiversen online. Numera har jag lite behov av RJ45, och tekniska mättade tonåringar av min bekanta kan vara omedvetna om deras existens.

På 60- och 70 -talet, PÅ&T utvecklade modulanslutningssystem för att ersätta skrymmande telefonanslutningar. Dessa system utvidgades senare till att omfatta RJ45 för datornätverk

Preferensen för Wi-Fi bland den allmänna befolkningen är inte alls överraskande; Ethernet -kablar verkar nästan barbariska jämfört med den underbara bekvämligheten med trådlöst. Men som ingenjör som helt enkelt berörde Datalink -prestanda, Jag ser fortfarande Wi-Fi som underlägsen en trådbunden anslutning. Kommer 802.11be att ta med Wi-Fi ett steg-eller kanske till och med ett språng-kloser för att helt förskjuta Ethernet?

En kort introduktion till Wi-Fi-standarder: Wi-fi 6 och wi-fi 7

Wi-fi 6 är det publicerade namnet för IEEE 802.11ax. Fullt godkänt tidigt 2021, och gynnas av över tjugo år av ackumulerade förbättringar i 802.11 protokoll, Wi-fi 6 är en formidabel standard som inte verkar vara en kandidat för snabb ersättning.

Ett blogginlägg från Qualcomm sammanfattar Wi-Fi 6 som "en samling funktioner och protokoll som syftar till att köra så mycket data som möjligt till så många enheter som möjligt samtidigt." Wi-fi 6 introducerade olika avancerade kapaciteter som förbättrar effektiviteten och ökar genomströmningen, inklusive multiplexering av frekvensdomän, Uplink Multi-User Mimo, och dynamisk fragmentering av datapaket.

Wi-fi 6 Inkorporerar Ofdma (ortogonal frekvensdivision multipel åtkomst) teknologi, vilket ökar spektralt effektivitet i fleranvändarmiljöer

Varför, sedan, är 802.11 Arbetsgruppen är redan väl på väg att utveckla en ny standard? Varför ser vi redan rubriker om den första Wi-Fi 7 demonstration? Trots sin samling av toppmoderna radioteknologier, Wi-fi 6 uppfattas, åtminstone i vissa kvarter, som överväldigande i två viktiga avseenden: datahastighet och latens.

Genom att förbättra datahastigheten och latensprestanda för Wi-Fi 6, Arkitekterna för Wi-Fi 7 Hoppas att leverera snabbt, jämna, Pålitlig användarupplevelse som fortfarande lättare uppnås med Ethernet -kablar.

Datahastigheter vs. Latenser om Wi-Fi-protokoll

Wi-fi 6 stöder dataöverföringshastigheter närmar sig 10 Gbps. Huruvida detta är "tillräckligt bra" i absolut mening är en mycket subjektiv fråga. Dock, i en relativ mening, Wi-fi 6 Datahastigheter är objektivt olyckliga: Wi-fi 5 uppnådde en tusen procent ökning av datahastigheten jämfört med föregångaren, Medan Wi-Fi 6 ökad datahastighet med mindre än femtio procent jämfört med Wi-Fi 5.

Den teoretiska strömdatahastigheten är definitivt inte ett omfattande sätt att kvantifiera "hastigheten" för en nätverksanslutning, Men det är tillräckligt viktigt för att förtjäna den nära uppmärksamheten hos de som ansvarar för Wi-Fi: s pågående kommersiella framgång.

Jämförelse av de senaste tre generationerna av Wi-Fi-nätverksprotokoll

Latens som ett allmänt koncept hänvisar till förseningar mellan input och svar.

I samband med nätverksanslutningar, Överdriven latens kan försämra användarupplevelsen så mycket som (eller till och med mer än) Begränsad datahastighet-Bluss-snabb bitnivåöverföring hjälper dig inte så mycket om du måste vänta fem sekunder innan en webbsida börjar ladda. Latens är särskilt viktigt för realtidsapplikationer som videokonferenser, virtuell verklighet, spel, och fjärrutrustningskontroll. Användare har bara så mycket tålamod för glitchy videor, Laggy Games, och dilaterande maskingränssnitt.

Wi-Fi 7: s datahastighet och latens

Projektutvecklingsrapporten för IEEE 802.11Be innehåller både ökad datahastighet och minskad latens som uttryckliga mål. Låt oss titta närmare på dessa två uppgraderingsvägar.

Datahastighet och kvadraturamplitudmodulering

Arkitekterna för Wi-Fi 7 vill se maximal genomströmning åtminstone 30 Gbps. Vi vet inte vilka funktioner och tekniker som kommer att integreras i den slutgiltiga 802.11be -standarden, Men några av de mest lovande kandidaterna för att öka datahastigheten är 320 MHz kanalbredd, flera länkoperationer, och 4096-QAM-modulering.

Med tillgång till ytterligare spektrumresurser från 6 GHz Band, Wi-Fi kan genomförbart öka den maximala kanalbredden till 320 MHz. En kanalbredd av 320 MHz ökar maximal bandbredd och teoretisk toppdatahastighet med en faktor två relativt Wi-Fi 6.

Vid multilänkoperation, Flera klientstationer med sina egna länkar fungerar kollektivt som "multilänkenheter" som har ett gränssnitt till nätverkets logiska länkkontrolllager. Wi-fi 7 kommer att ha tillgång till tre band (2.4 GHz, 5 GHz, och 6 GHz); En wi-fi 7 Multi-Link-enhet kan skicka och ta emot data samtidigt i flera band. Multi-länkoperationen har potentialen för större genomströmningsökningar, Men det innebär några betydande implementeringsutmaningar.

Vid multilänkoperation, En multilänkenhet har en MAC-adress även om den innehåller mer än en STA (som står för station, vilket betyder en kommunikationsenhet som en bärbar dator eller smartphone)

QAM står för kvadraturamplitudmodulering. Detta är ett I/Q -moduleringsschema där specifika kombinationer av fas och amplitud motsvarar olika binära sekvenser. Vi kan (i teorin) Öka antalet bitar som sänds per symbol genom att öka antalet fas/amplitudpunkter i systemets "konstellation" (se diagrammet nedan).

Detta är ett konstellationsdiagram för 16-QAM. Varje cirkel på det komplexa planet representerar en fas/amplitudkombination som motsvarar ett fördefinierat binärt nummer

Wi-fi 6 använder 1024-QAM, som stöder 10 bitar per symbol (Eftersom 2^10 = 1024). Med 4096-QAM-modulering, Ett system kan överföra 12 bitar per symbol - om det kan uppnå tillräckligt med SNR vid mottagaren för att möjliggöra framgångsrik demodulering.

Wi-fi 7 Latensfunktioner:

MAC -lager och PHY -lager
Tröskeln för tillförlitlig funktionalitet i realtidsapplikationer är värsta latens på 5–10 ms; latenser så låga som 1 MS är fördelaktiga i vissa användningsscenarier. Att uppnå latenser så lågt i en Wi-Fi-miljö är inte en lätt uppgift.

Funktioner som fungerar på både MAC (Medium Access Control) lager och det fysiska lagret (Phy) hjälper till att ta med Wi-Fi 7 Latensprestanda i under -10 ms riket. Dessa inkluderar multi-åtkomstpunktskoordinerad strålformning, tidskänslig nätverk, och multilänkoperation.

Viktiga funktioner i Wi-Fi 7

Ny forskning indikerar att multilänksaggregering, som ingår i den allmänna rubriken för multilänkoperation, kan vara avgörande för att möjliggöra Wi-Fi 7 För att uppfylla latenskraven i realtidsapplikationer.

Framtiden för Wi-Fi 7?

Vi vet ännu inte exakt wi-fi 7 kommer att se ut, Men det kommer utan tvekan att omfatta imponerande nya RF-tekniker och databehandlingstekniker. Kommer alla r&D vara värt det? Will Wi-Fi 7 Revolutionera trådlöst nätverk och neutralisera de få återstående fördelarna med Ethernet -kablar? Dela gärna dina tankar i kommentarerna nedan.