Sedan Wi-Fi Alliance grundades 1999, Wi-Fi-teknik har konsekvent utvecklats för att möta den ständigt ökande efterfrågan på högre hastigheter och stöd för ett större antal enheter. Dess popularitet har vuxit till den grad att det har blivit en vanlig term i ordboken. Idag fungerar den som den allestädes närvarande internetanslutningen för en mängd olika klienter, allt från datahungriga enheter som bärbara datorer, smartphones, TV-apparater och set-top-boxar, till datatwittande IoT-prylar som skickar ut enstaka uppdateringar, som hemma och kontorsmaskiner.

Enligt ABI ökar årliga leveranser av Wi-Fi-aktiverade enheter kontinuerligt och beräknas överstiga 5 miljarder enheter till 2028, med den primära drivkraften för framtida tillväxt som förväntas komma från marknadssegmenten Smart/Connected Home, Wearable och IoT.

Skillnader mellan generationer och varianter

Vad är Wi-Fi 6?

Baserat på IEEE 802.11ax-standarden står den för närvarande som den mest populära generationen som används på marknaden. Enligt ABI var nästan hälften av Wi-Fi-enheter som skickades 2023 Wi-Fi 6, och detta kommer att klättra till två tredjedelar av leveranserna 2026.

Jämfört med Wi-Fi 5 (IEEE 802.11ac) kommer Wi-Fi 6 med dubbla maximala MIMO-konfigurationen, dubbelt så hög kanalbandbredd och ett högre moduleringsschema. Detta översätts till mer än 5 gånger den maximala datahastigheten på PHY-nivå. Även om det är ganska betydande, är det inte detta som har gjort Wi-Fi 6 så populär, med den snabbaste penetrationshastigheten någonsin för en ny generation.

Wi-Fi 6 erbjuder den främsta fördelen med ökad nätverkseffektivitet, särskilt i tätbefolkade områden där det gör det möjligt att ansluta fler enheter till samma åtkomstpunkter. Detta resulterar i en överlägsen användarupplevelse som kännetecknas av högre genomströmning och lägre latens. Denna högre effektivitet kommer bland annat från två huvudfunktioner.

MIMO för flera användare

En multi-user MIMO (MU-MIMO) delar upp MIMO-driften för en åtkomstpunkt (AP) mellan flera användare (eller stationer). Till exempel kan en 8×8 AP hantera upp till åtta 1×1 användare samtidigt, en per rumslig ström.

OFDMA för flera användare

En OFDMA för flera användare (MU-OFDMA) tillåter att den totala tillgängliga bandbredden delas upp mellan flera användare i resursenheter (RU). På så sätt kan fler användare ansluta till AP. Till exempel kan upp till 37 samtidiga användare dela en 80MHz kanal, var och en använder bara 2MHz bandbredd. Dessutom tillåter ett sådant smalt band bättre samexistens med andra smalbandsteknologier som t.ex bluetooth och 802.15.4 (dvs tråd, ZigBee).

MU-MIMO och MU-OFDMA gör det möjligt för en AP att bättre schemalägga trafik bland användare, med korrekt granularitet och bättre kontroll över tjänstens kvalitet.

En annan fantastisk funktion hos Wi-Fi 6 är Target Wake Time (TWT). Det är särskilt intressant för IoT-enheter med låg effekt. Varje Wi-Fi 6-enhet som är ansluten till AP kan gå in i djup sömn och vakna vid sin respektive schemalagda tid som förhandlats med AP. Detta minimerar konflikter och minskar strömförbrukningen avsevärt.

Vad är Wi-Fi 6E?

Wi-Fi 6 fungerar på 2.4 GHz- och 5 GHz-banden. 2.4 GHz-bandet är välkänt för sin överbelastning på grund av närvaron av andra trådlösa tekniker som Bluetooth, Zigbee och Thread. 5GHz-bandet är den snabba motorvägen för att undvika denna trängsel.

Efterfrågan på databandbredd tillfredsställs dock aldrig. Explosionen av videoinnehåll, utbyggnaden av supersnabbt fiberbaserat internet och en mer spridd arbetsstyrka tänjer på kapaciteten hos till och med 5GHz expressmotorvägen med Wi-Fi 6. Så Wi-Fi 6E (fortfarande härlett från IEEE 802.11ax-standarden ) har släppts för att utöka kapaciteten med 6GHz-bandet (närmare bestämt, från 5.925GHz till 7.125GHz).

Denna extra bandbredd på 1.2 GHz ger upp till 7 kanaler med 160 MHz bandbredd (medan endast 2 så breda kanaler är tillgängliga på 5 GHz-bandet), eller upp till 14 80 MHz-kanaler (endast 5 på 5 GHz-bandet). 6GHz kommer också med lägre trängsel, därav lägre latens. Detta är särskilt viktigt för spel- och AR/VR-headsetapplikationer. 6GHz har dock ett mer begränsat räckvidd med minskad vägg- och takpenetreringsförmåga.

Vad är Wi-Fi 7?

Medan Wi-Fi Alliance just officiellt tillkännagav Wi-Fi CERTIFIED 7-programmet i januari 2024, har vi redan sett "före" Wi-Fi 7-chips och enheter på marknaden 2023. Kommer från IEEE 802.11be-specifikationerna, Wi-Fi 7 kommer med större muskler:

• Upp till 320MHz kanalbandbredd, jämfört med 160MHz i WI-FI 6/6E (802.11ax). Detta är endast tillgängligt på 6GHz-bandet.
• Upp till 16×16 MIMO-konfiguration, jämfört med 8×8 i WI-FI 6/6E (802.11ax).
• 4K QAM maximal modulering, jämfört med 1K QAM i WI-FI 6/6E (802.11ax).

Wi-Fi 7 är nästan 5 gånger snabbare än Wi-Fi 6/6E. Men detta är inte den enda anledningen till den plötsliga aptiten för Wi-Fi 7. Två mycket viktiga funktioner driver uppmärksamheten till denna senaste och bästa Wi-Fi-generation.

Flerlänksdrift

Multi-link operation (MLO) ger möjligheten att aggregera två kanaler från samma eller olika band för att öka genomströmningen, gå runt störningar och minska latensen.

MLO erbjuder också kapaciteten för lastbalansering, vilket möjliggör snabb och sömlös kanalväxling för att minimera konflikter/omförsök. Detta leder också till en minskning av latensen.

Multiresursenhet

När det finns ett behov av en "stor" resursenhet som drivs av användarens genomströmningskrav, kanske en så stor bandbredd inte är ledig över hela kanalbandbredden. Att använda ett koncept som liknar MLO, kallat en multi-resurs enhet (MRU) kan således vara mer effektivt. I detta fall kan två sammanhängande eller osammanhängande resursenheter på samma kanal aggregeras för en enda användare för att uppfylla genomströmningskravet.

Tack vare MLO och MRU är Wi-Fi 7 (802.11be) mycket attraktivt, särskilt i applikationer med hög genomströmning, låg latens och höga krav på länktillförlitlighet. Hur, när och vilka kanaler som ska samlas är där Wi-Fi 7-infrastrukturleverantörerna kommer att skilja sig åt.

Vilken är den bästa versionen och konfigurationen för min applikation?

Det är inte alltid lämpligt att välja den senaste och bästa versionen och konfigurationen eftersom detta kan leda till dyrt överdrift. Utmaningen är att välja den version och konfiguration som ger den bästa kompromissen mellan prestanda, kostnad och strömförbrukning. Låt oss ta en titt på några exempel.

Lågeffekt IoT-enheter

Kostnaden har ofta företräde i IoT med låg effekt, följt av strömförbrukning. Det är därför Wi-Fi 4 (härlett från IEEE 802.11n-specifikationen) enkelband 2.4GHz fortfarande är dominerande, eftersom man kan hitta chips långt under $1 som är tillräckligt bra. Men i takt med att volymerna ökar kommer kostnaden för Wi-Fi 6-chips mycket nära WI-FI 4-chips. Det ger också ytterligare fördelar:

• Högre datagenomströmning tack vare högre datahastigheter.
• Lägre strömförbrukning tack vare TWT-funktionen.
• Lägre strömförbrukning tack vare lägre driftcykel.
• Fler WI-FI 6-enheter kan ansluta till en WI-FI 6-åtkomstpunkt.
• Långsamma lågströms Wi-Fi 6 IoT-enheter saktar inte ner Wi-Fi-nätverket.

Om tillförlitlighet är nyckeln är det viktigt att åtminstone stödja dual-band, vilket ofta ses i vissa industriella applikationer.

Om fördröjningen är kritisk, är det lämpligt att stödja Wi-Fi 7 med MLO eller MLSR (Multi Link Single Radio).

Avancerade enheter

Avancerade Wi-Fi-aktiverade enheter hanterar vanligtvis dataöverföringar med stora volymer som videoströmning och fildelning. Dessa enheter inkluderar smartphones, surfplattor, PC/bärbara datorer, TV-apparater, STB:er, kameror, AR/VR-headset och mer. De har övervägande MIMO 2×2 multibandskonfiguration.

Även om vi fortfarande ser många Wi-Fi 5-chips på marknaden, är nya konstruktioner övervägande minst Wi-Fi 6 (802.11ax) för att få fördelarna med genomströmningseffektivitet, särskilt eftersom antalet enheter som är anslutna till åtkomstpunkten är växande. Vissa av dem som smartphones, spelkonsoler och AR/VR-headset kommer att se stora fördelar med att gå över till Wi-Fi 6E eller till och med Wi-Fi 7 (802.11be) för att njuta av ännu högre tillförlitlighet och lägre latens.

Åtkomstpunkter

När du designar, distribuerar eller uppgraderar infrastruktur rekommenderas att du väljer Wi-Fi 7 (802.11be) åtkomstpunkter, särskilt i täta miljöer som flygplatser, arenor, köpcentrum och kontor, där upp till tusentals användare är anslutna, flyttar och har dynamiska Wi-Fi-krav, växlar regelbundet mellan e-post, surfning, chatt, filöverföring och videokonferenser. Dessa åtkomstpunkter har huvudsakligen en 4×4 MIMO-konfiguration.

För mindre miljöer som hem eller små kontor räcker det vanligtvis med accesspunkter med 2×2 MIMO-konfigurationer. Enligt ABI representerar 2×2-konfigurationen över 40 % av de totala leveranserna av nätverk och åtkomstpunkt Wi-Fi-chipset. Om det inte finns ett särskilt starkt latenskrav kan Wi-Fi 6 eller 6E räcka ur teknisk synvinkel, men marknadsföringsvärdet av WI-FI 7 i förhållande till konkurrens måste beaktas.

Wi-Fi för idag och imorgon

Wi-Fi-teknik finns idag i många varianter och konfigurationer, som stöder hundratals funktioner med olika komplexitetsnivåer. Det kan vara en utmaning för en enhetstillverkare att välja rätt specifikation som uppfyller funktionalitet, prestanda, kostnad och strömförbrukning. Men med en viss noggrann övervägande av de relativa styrkorna hos varje inkrementell standard och en specifik förståelse för användningsfallsbehoven, finns det spännande möjligheter att öka prestandan för nästa generations anslutna enheter.

• SEO-drivet innehåll och PR-distribution. Bli förstärkt idag.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Styrka dig själv. Tillgång här.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Kunskap förstärkt. Tillgång här.
• Platoesg. Kol, CleanTech, Energi, Miljö, Sol, Avfallshantering. Tillgång här.
• PlatoHealth. Biotech och kliniska prövningar Intelligence. Tillgång här.
• Källa: https://www.iotforall.com/wi-fi-7-vs-wi-fi-6-6e-what-to-ask-for-optimal-design