Wi-Fi 7data ставки, и задержка понимания стандарта IEEE 802.11be

Родился в 1997, Wi-Fi повлиял на жизнь человека гораздо больше, чем любая другая знаменитость поколения Z.. Его устойчивый рост и развитие постепенно освободили сетевое соединение от древнего режима кабелей и разъемов до такой степени, что беспроводной широкополосный доступ в Интернет — нечто немыслимое во времена коммутируемого доступа — часто воспринимается как нечто само собой разумеющееся..

Я достаточно взрослый, чтобы помнить приятный щелчок, которым вилка RJ45 означала успешное подключение к быстро расширяющейся онлайн-мультивселенной.. Сейчас мне мало нужны RJ45., и мои знакомые, насыщенные технологиями подростки, возможно, не подозревают об их существовании..

В 60-е и 70-е годы, В&Компания T разработала модульные системы разъемов для замены громоздких телефонных разъемов.. Позже эти системы были расширены за счет включения RJ45 для компьютерных сетей.

Предпочтение Wi-Fi среди населения в целом неудивительно.; Кабели Ethernet кажутся почти варварством по сравнению с потрясающим удобством беспроводных сетей.. Но как инженер, озабоченный просто производительностью канала передачи данных, Я все еще считаю, что Wi-Fi уступает проводному соединению.. Сможет ли 802.11 приблизить Wi-Fi на шаг — или, может быть, даже на скачок — к полной замене Ethernet??

Краткое введение в стандарты Wi-Fi: Wi-Fi 6 и Wi-Fi 7

Wi-Fi 6 это публичное название IEEE 802.11ax.. Полностью одобрено на ранней стадии 2021, и извлекая выгоду из более чем двадцатилетних накопленных улучшений в 802.11 протокол, Wi-Fi 6 представляет собой грозный стандарт, который, похоже, не является кандидатом на быструю замену..

Сообщение в блоге Qualcomm суммирует Wi-Fi 6 как «набор функций и протоколов, направленных на передачу как можно большего количества данных на как можно большее количество устройств одновременно». Wi-Fi 6 представили различные расширенные возможности, которые повышают эффективность и увеличивают пропускную способность, включая мультиплексирование в частотной области, многопользовательский MIMO восходящей линии связи, и динамическая фрагментация пакетов данных.

Wi-Fi 6 включает OFDMA (множественный доступ с ортогональным частотным разделением каналов) технология, что повышает спектральную эффективность в многопользовательских средах

Почему, затем, это 802.11 рабочая группа уже на пути к разработке нового стандарта? Почему мы уже видим заголовки о первом Wi-Fi 7 демо? Несмотря на свою коллекцию новейших радиотехнологий, Wi-Fi 6 воспринимается, по крайней мере в некоторых кварталах, как разочаровывающий в двух важных отношениях: скорость передачи данных и задержка.

За счет улучшения скорости передачи данных и задержки Wi-Fi. 6, архитекторы Wi-Fi 7 надеюсь доставить быстро, гладкий, надежный пользовательский опыт, которого еще легче достичь с помощью кабелей Ethernet.

Скорость передачи данных в сравнении. Задержки, связанные с протоколами Wi-Fi

Wi-Fi 6 поддерживает скорость передачи данных, приближающуюся 10 Гбит / с. Является ли это «достаточно хорошо» в абсолютном смысле — весьма субъективный вопрос.. Однако, в относительном смысле, Wi-Fi 6 скорость передачи данных объективно низкая: Wi-Fi 5 добился увеличения скорости передачи данных на тысячу процентов по сравнению со своим предшественником, тогда как Wi-Fi 6 увеличена скорость передачи данных менее чем на пятьдесят процентов по сравнению с Wi-Fi 5.

Теоретическая скорость передачи данных определенно не является исчерпывающим средством количественной оценки «скорости» сетевого соединения., но это достаточно важно, чтобы заслужить пристальное внимание тех, кто отвечает за постоянный коммерческий успех Wi-Fi..

Сравнение последних трех поколений сетевых протоколов Wi-Fi

Задержка как общая концепция относится к задержкам между вводом и ответом..

В контексте сетевых подключений, чрезмерная задержка может ухудшить взаимодействие с пользователем настолько же, насколько (или даже больше, чем) ограниченная скорость передачи данных — молниеносная передача на уровне битов не поможет вам, если вам придется ждать пять секунд, прежде чем веб-страница начнет загружаться. Задержка особенно важна для приложений реального времени, таких как видеоконференции., виртуальная реальность, игры, и удаленное управление оборудованием. Пользователи терпят только глючные видео, тормозящие игры, и расширяющие машинные интерфейсы.

Скорость передачи данных и задержка Wi-Fi 7

Отчет об авторизации проекта для IEEE 802.11be включает в себя как увеличение скорости передачи данных, так и снижение задержки в качестве явных целей.. Давайте подробнее рассмотрим эти два пути обновления..

Скорость передачи данных и квадратурная амплитудная модуляция

Архитекторы Wi-Fi 7 хочу видеть максимальную пропускную способность хотя бы 30 Гбит / с. Мы не знаем, какие функции и методы будут включены в окончательный вариант стандарта 802.11be., но некоторые из наиболее многообещающих кандидатов на увеличение скорости передачи данных 320 Ширина канала МГц, многоканальная работа, и модуляция 4096-QAM.

Имея доступ к дополнительным ресурсам спектра от 6 Диапазон ГГц, Wi-Fi может реально увеличить максимальную ширину канала до 320 МГц. Ширина канала 320 МГц увеличивает максимальную пропускную способность и теоретическую пиковую скорость передачи данных в два раза по сравнению с Wi-Fi. 6.

В многозвенном режиме, несколько клиентских станций со своими собственными каналами работают вместе как «многоканальные устройства», которые имеют один интерфейс к уровню управления логическим каналом сети.. Wi-Fi 7 будет иметь доступ к трем диапазонам (2.4 ГГц, 5 ГГц, и 6 ГГц); Wi-Fi 7 многоканальное устройство может отправлять и получать данные одновременно в нескольких диапазонах. Многоканальная работа имеет потенциал для значительного увеличения пропускной способности., но это влечет за собой некоторые серьезные проблемы с реализацией.

В многозвенном режиме, многоканальное устройство имеет один MAC-адрес, даже если оно включает более одной STA (что означает станция, имеется в виду связующее устройство, такое как ноутбук или смартфон)

QAM означает квадратурную амплитудную модуляцию.. Это схема модуляции I/Q, в которой определенные комбинации фазы и амплитуды соответствуют различным двоичным последовательностям.. Мы можем (в теории) увеличить количество битов, передаваемых на символ, за счет увеличения количества точек фазы/амплитуды в «созвездии» системы. (см. диаграмму ниже).

Это диаграмма созвездия для 16-QAM.. Каждый круг на комплексной плоскости представляет собой комбинацию фазы/амплитуды, соответствующую заранее определенному двоичному числу.

Wi-Fi 6 использует 1024-QAM, который поддерживает 10 бит на символ (потому что 2^10 = 1024). С модуляцией 4096-QAM, система может передавать 12 бит на символ — если он может достичь достаточного отношения сигнал/шум в приемнике для обеспечения успешной демодуляции..

Wi-Fi 7 Особенности задержки:

MAC-уровень и PHY-уровень
Порогом надежной работы приложений реального времени является задержка в худшем случае 5–10 мс.; задержки настолько низкие, насколько 1 мс полезны в некоторых сценариях использования. Достичь такой низкой задержки в среде Wi-Fi — непростая задача..

Функции, работающие как на MAC (средний контроль доступа) уровень и физический уровень (Фирменный) поможет вывести Wi-Fi 7 задержка в диапазоне менее 10 мс. К ним относятся скоординированное формирование диаграммы направленности с несколькими точками доступа., чувствительные ко времени сети, и многоканальная работа.

Ключевые особенности Wi-Fi 7

Недавние исследования показывают, что многоканальная агрегация, который включен в общий заголовок многоканальной работы, может сыграть важную роль в включении Wi-Fi 7 для удовлетворения требований к задержке приложений реального времени.

Будущее Wi-Fi 7?

Мы пока не знаем, что именно Wi-Fi 7 будет выглядеть как, но он, несомненно, будет включать в себя впечатляющие новые радиочастотные технологии и методы обработки данных.. Будут ли все Р&стоит того? Будет ли Wi-Fi 7 произвести революцию в беспроводных сетях и окончательно нейтрализовать немногие оставшиеся преимущества кабелей Ethernet.? Не стесняйтесь поделиться своими мыслями в разделе комментариев ниже..