1999 年に Wi-Fi Alliance が設立されて以来、 Wi-Fiテクノロジー は、より高速な速度とより多くのデバイスのサポートに対する増え続ける需要を満たすために、一貫して進歩してきました。その人気は辞書によく載るほどに成長しました。現在、ラップトップ、スマートフォン、テレビ、セットトップ ボックスなどのデータを大量に消費するデバイスから、自宅などの時々更新を送信するデータ ツイート IoT ガジェットに至るまで、さまざまなクライアントのユビキタス インターネット接続として機能しています。そしてオフィス家電。

ABI によると、Wi-Fi 対応デバイスの年間出荷台数は継続的に増加しており、5 年までに 2028 億台を超えると予測されており、将来の成長の主な原動力はスマート/コネクテッド ホーム、ウェアラブル、IoT 市場セグメントからもたらされると予想されています。

世代と品種の違い

Wi-Fi 6とは何ですか？

IEEE 802.11ax 標準に基づいており、現在市場で使用されている最も人気のある世代となっています。 ABI によると、2023 年に出荷される Wi-Fi デバイスのほぼ半数が Wi-Fi 6 であり、これは 2026 年までに出荷数の XNUMX 分の XNUMX に増加すると予想されています。

Wi-Fi 5 (IEEE 802.11ac) と比較して、Wi-Fi 6 には 5 倍の最大 MIMO 構成、6 倍の最大チャネル帯域幅、およびより高度な変調方式が搭載されています。これは、PHY レベルでの最大データ レートの XNUMX 倍以上に相当します。これは非常に重要ではありますが、これが Wi-Fi XNUMX の人気を高め、新世代史上最速の普及率を実現した理由ではありません。

Wi-Fi 6 は、特に人口密集地域でより多くのデバイスを同じアクセス ポイントに接続できるようになり、ネットワーク効率の向上という主な利点をもたらします。これにより、より高いスループットとより低いレイテンシーを特徴とする優れたユーザー エクスペリエンスが実現します。この高い効率は、とりわけ XNUMX つの主要な機能によってもたらされます。

マルチユーザーMIMO

マルチユーザー MIMO (MU-MIMO) は、アクセス ポイント (AP) の MIMO 動作を複数のユーザー (またはステーション) 間で分割します。たとえば、8×8 AP は、空間ストリームごとに 1 人ずつ、最大 1 人の XNUMX×XNUMX ユーザーを同時に処理できます。

マルチユーザー OFDMA

マルチユーザー OFDMA (MU-OFDMA) を使用すると、利用可能な帯域幅の合計を複数のユーザー間でリソース ユニット (RU) に分割できます。これにより、より多くのユーザーが AP に接続できるようになります。たとえば、最大 37 人の同時ユーザーが 80MHz チャネルを共有でき、各ユーザーはわずか 2MHz の帯域幅を使用します。さらに、このような狭帯域により、次のような他の狭帯域テクノロジーとのより良好な共存が可能になります。 Bluetooth および 802.15.4 (つまり、スレッド、ZigBee)。

MU-MIMO と MU-OFDMA により、AP は適切な粒度でサービス品質をより適切に制御しながら、ユーザー間のトラフィックをより適切にスケジュールできるようになります。

Wi-Fi 6 のもう XNUMX つの優れた機能は、Target Wake Time (TWT) です。. これは、低電力 IoT デバイスにとって特に興味深いものです。 AP に接続されている各 Wi-Fi 6 デバイスは、ディープ スリープ状態になり、AP と事前にネゴシエートされたそれぞれのスケジュールされた時刻にウェイクアップできます。これにより競合が最小限に抑えられ、消費電力が大幅に削減されます。

Wi-Fi 6Eとは何ですか？

Wi-Fi 6 は 2.4GHz および 5GHz 帯域で動作します。 2.4GHz 帯域は、Bluetooth、Zigbee、Thread などの他のワイヤレス テクノロジーが存在するため、混雑することでよく知られています。この混雑を回避するための高速道路が5GHz帯です。

ただし、データ帯域幅の需要が満たされることはありません。ビデオ コンテンツの急増、超高速ファイバーベースのインターネットの展開、労働力の分散化により、Wi-Fi 5 の 6GHz 高速道路の容量さえも拡張されています。そのため、Wi-Fi 6E (依然として IEEE 802.11ax 標準から派生しています) ）は、6GHz帯（正確には5.925GHzから7.125GHz）を使用して容量を拡張するためにリリースされました。

この追加の 1.2GHz 帯域幅により、7MHz 帯域幅のチャネルが最大 160 つ追加されます (一方、2GHz 帯域ではそのような広いチャネルが 5 つだけ利用可能)、または 14MHz チャネルが最大 80 つ (5GHz 帯域では 5 つだけ) 追加されます。 6GHz は混雑が少ないため、遅延も低くなります。これは、ゲームおよび AR/VR ヘッドセット アプリケーションにとって特に重要です。ただし、6GHz の範囲はより制限されており、壁や天井の貫通能力が低下します。

Wi-Fi 7とは何ですか？

Wi-Fi Alliance は 7 年 2024 月に Wi-Fi CERTIFIED 7 プログラムを正式に発表したばかりですが、2023 年にはすでに Wi-Fi 802.11 の「プレ」チップとデバイスが市場に登場しています。これは IEEE 7be 仕様に由来しており、 Wi-Fi XNUMX には、さらに大きな機能が備わっています。

• WI-FI 320/160E (6ax) の 6MHz と比較して、最大 802.11MHz のチャネル帯域幅。 6GHz帯のみで利用可能です。
• WI-FI 16/16E (8ax) の 8×6 と比較して、最大 6×802.11 MIMO 構成。
• WI-FI 4/1E (6ax) の 6K QAM と比較した 802.11K QAM 最大変調。

Wi-Fi 7 は Wi-Fi 5/6E よりもほぼ 6 倍高速です。しかし、これが Wi-Fi 7 に対する急激な需要の唯一の理由ではありません。この最新かつ最高の Wi-Fi 世代への注目を集めているのは XNUMX つの非常に重要な機能です。

マルチリンク操作

マルチリンク動作 (MLO) は、同じまたは異なる帯域からの 2 つのチャネルを集約してスループットを向上させ、干渉を段階的に回避し、遅延を削減する機能を提供します。

MLO は負荷分散機能も提供し、迅速かつシームレスなチャネル切り替えを可能にして競合/再試行を最小限に抑えます。これはレイテンシの短縮にもつながります。

マルチリソースユニット

ユーザーのスループット要件によって「大きな」リソース ユニットが必要な場合、そのような大きな帯域幅がチャネル帯域幅全体にわたって空いていない可能性があります。したがって、マルチ リソース ユニット (MRU) と呼ばれる、MLO に似た概念を採用すると、より効果的になる可能性があります。この場合、スループット要件を満たすために、同じチャネル上の 2 つの連続または分離したリソース ユニットが 1 人のユーザーに集約される場合があります。

MLO と MRU のおかげで、Wi-Fi 7 (802.11be) は、特に高スループット、低遅延、および高いリンク信頼性要件を持つアプリケーションにおいて非常に魅力的です。どのチャネルをいつ、どのように集約するかが、Wi-Fi 7 インフラストラクチャ プロバイダーの差別化になります。

私のアプリケーションに最適なバージョンと構成は何ですか?

最新かつ最高のバージョンと構成を選択することは、過剰なコストがかかる可能性があるため、常に適切であるとは限りません。課題は、パフォーマンス、コスト、消費電力の間で最適な妥協点を提供するバージョンと構成を選択することです。いくつかの例を見てみましょう。

低電力IoTデバイス

低電力 IoT ではコストが優先され、次に電力消費が優先されます。これが、Wi-Fi 4 (IEEE 802.11n 仕様から派生した) シングルバンド 2.4GHz が依然として主流である理由であり、1 ドルをはるかに下回る十分な性能のチップが見つかるからです。しかし、量が増加するにつれて、Wi-Fi 6 チップのコストは WI-FI 4 チップに非常に近づいています。さらに次のような追加のメリットももたらします。

• より高いデータレートによるより高いデータスループット。
• TWT機能により消費電力が低減されます。
• デューティサイクルが低いため、消費電力が低くなります。
• より多くの WI-FI 6 デバイスが WI-FI 6 アクセス ポイントに接続できます。
• 低速の低電力 Wi-Fi 6 IoT デバイスは、Wi-Fi ネットワークの速度を低下させません。

信頼性が重要な場合は、一部の産業用アプリケーションでよく見られるように、少なくともデュアルバンドをサポートすることが重要です。

遅延が重要な場合は、MLO または MLSR (Multi Link Single Radio) で Wi-Fi 7 をサポートすることをお勧めします。

ハイエンドデバイス

ハイエンドの Wi-Fi 対応デバイスは通常、ビデオ ストリーミングやファイル共有などの大量のデータ転送を処理します。これらのデバイスには、スマートフォン、タブレット、PC/ラップトップ、テレビ、STB、カメラ、AR/VR ヘッドセットなどが含まれます。主に MIMO 2×2 マルチバンド構成が採用されています。

市場には依然として多くの Wi-Fi 5 チップが存在しますが、特にアクセス ポイントに接続されているデバイスの数が増加しているため、新しい設計は主に少なくとも Wi-Fi 6 (802.11ax) を搭載しており、スループット効率のメリットが得られます。成長しています。スマートフォン、ゲーム機、AR/VR ヘッドセットなどの一部では、Wi-Fi 6E または Wi-Fi 7 (802.11be) に移行することで、さらに高い信頼性と低い遅延を実現することで大きなメリットが得られます。

アクセスポイント

インフラストラクチャを設計、導入、またはアップグレードする場合、特に最大数千のユーザーが接続する空港、スタジアム、ショッピング センター、オフィスなどの高密度環境では、Wi-Fi 7 (802.11be) アクセス ポイントを使用することをお勧めします。移動しており、動的な Wi-Fi 要件があり、メール、ブラウジング、チャット、ファイル転送、ビデオ会議を定期的に切り替えます。これらのアクセス ポイントは、主に 4×4 MIMO 構成を備えています。

家庭や小規模オフィスなどの小規模な環境の場合は、通常、2×2 MIMO 構成のアクセス ポイントで十分です。 ABI によると、2×2 構成は、ネットワークおよびアクセス ポイントの Wi-Fi チップセット出荷総数の 40% 以上を占めています。非常に強い遅延要件がない場合、技術的な観点からは Wi-Fi 6 または 6E で十分ですが、競合との関係での WI-FI 7 のマーケティング価値を考慮する必要があります。

今日と明日の Wi-Fi

現在、Wi-Fi テクノロジーにはさまざまな種類と構成があり、さまざまなレベルの複雑さを持つ何百もの機能をサポートしています。デバイス メーカーにとって、機能、パフォーマンス、コスト、消費電力の制約を満たす適切な仕様を選択することは困難な場合があります。しかし、各増分規格の相対的な強みを慎重に検討し、ユースケースのニーズを具体的に理解すれば、次世代のコネクテッド デバイスのパフォーマンスを向上させる素晴らしい機会が得られます。

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• 情報源： https://www.iotforall.com/wi-fi-7-vs-wi-fi-6-6e-what-to-ask-for-optimal-design