Nối gót Wi-Fi 6E, thế hệ thứ 7 của công nghệ WiFi (còn được gọi là IEEE 802.11be hoặc Wi-Fi 7) sắp ra mắt! Đây sẽ là công nghệ Wi-Fi nhanh nhất từ ​​trước đến nay và sẽ là yếu tố thay đổi cuộc chơi để cung cấp trải nghiệm người dùng tốt hơn cho web và các hoạt động trực tuyến trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta. Nó sẽ hỗ trợ và tăng tốc nhiều ứng dụng đòi hỏi khắt khe như truyền phát video 8K, AR/VR nhập vai hoàn toàn, chơi game và điện toán đám mây. Bài viết này sẽ xem xét các tính năng chính được hỗ trợ trong 802.11be Phiên bản 1 và tìm hiểu về lợi ích của Wi-Fi 7 cũng như cách nó sẽ cho phép kết nối trong tương lai.

Các tính năng chính của Wi-Fi 7

Băng thông kênh 320 MHz

Khi băng tần 6 GHz mở ra cho các ứng dụng Wi-Fi, Wi-Fi 7 hỗ trợ băng thông kênh lên tới 320 MHz trên băng tần 6 GHz, băng thông kênh 20/40/80/160 MHz trên cả băng tần 5 GHz và 6 GHz như 20/40 MHz trong băng tần 2,4 GHz. Chỉ riêng băng thông kênh 320 MHz đã tăng gấp đôi tốc độ tối đa của Wi-Fi 7 so với Wi-Fi 6/6E hiện có.

WIFI7
Điều chế biên độ cầu phương (QAM) là một sơ đồ điều chế Wi-Fi được sử dụng rộng rãi, kết hợp đồng thời các thay đổi về biên độ và pha trong sóng mang. Wi-Fi-6 hỗ trợ tối đa 1024 QAM - các điểm chòm sao ở bên trái trong Hình 2 biểu thị 10 bit dữ liệu (ký hiệu). Wi-Fi-7 hỗ trợ 4096 QAM - mỗi điểm chòm sao bên phải đại diện cho 12 bit dữ liệu (ký hiệu). Nói cách khác, mỗi điểm được điều chế bằng QAM trong Wi-Fi7 có thể mang nhiều hơn 2 bit thông tin so với Wi-Fi6, nhanh hơn 20%.
Hoạt động đa liên kết (MLO)

Hoạt động đa liên kết (MLO) là một tính năng quan trọng và hữu ích trong Wi-Fi-7. Nó cho phép các thiết bị truyền và nhận đồng thời trên nhiều băng tần và kênh. Nó tương tự như chức năng tập hợp liên kết hoặc phân cụm của mạng có dây (tức là Ethernet), nhưng phức tạp và linh hoạt hơn. Nó tạo ra một bó hoặc liên kết của nhiều liên kết (radio) trong các băng tần và kênh khác nhau dưới dạng một liên kết ảo giữa các đồng nghiệp được kết nối. Mỗi liên kết (radio) có thể hoạt động độc lập và đồng thời với các liên kết khác hoặc phối hợp tốc độ tổng hợp tối ưu, độ trễ, phạm vi (phủ sóng) hoặc tiết kiệm năng lượng. Wi-Fi-7 MLO là một giải pháp lớp MAC có thể sử dụng đồng thời nhiều liên kết và trong suốt đối với các dịch vụ và giao thức lớp trên. MLO có thể cải thiện thông lượng, độ bền liên kết, chuyển vùng, giảm nhiễu và giảm độ trễ.
Ví dụ: trong mạng lưới gia đình bao gồm các nút lưới hoặc AP ba băng tần (6GHz, 5GHz, 2.4GHz), MLO có thể tạo thành một đường trục không dây tốc độ cao, độ trễ thấp cho mạng gia đình và các thiết bị được kết nối với AP cung cấp lặp lại. Nếu mỗi nút lưới hỗ trợ cấu hình đồng thời ba băng tần 4×4, thì tốc độ đường trục (xương sống) tổng hợp có thể đạt tới 21,6 Gbps. Với MLO, backhaul (xương sống) cũng mạnh mẽ và đáng tin cậy hơn. Khi liên kết 5GHz bị gián đoạn bởi DFS (radar), lưu lượng có thể tự động chuyển sang liên kết 6GHz và 2,4GHz mà không bị gián đoạn kinh doanh và suy giảm QoS (Chất lượng dịch vụ). So với đường trục dựa trên MLO của Wi-Fi-7, các giải pháp lưới Wi-Fi-6 và 6E ngày nay sử dụng radio 4×4 để tạo đường trục không dây, chỉ cung cấp tốc độ 4,8 Gbps. Nếu liên kết này bị xáo trộn hoặc gián đoạn, toàn bộ backhaul (xương sống) sẽ bị ảnh hưởng hoặc gián đoạn, dẫn đến QoS bị suy giảm hoặc gián đoạn.

Khi các thiết bị khách (chẳng hạn như điện thoại thông minh, máy tính xách tay, v.v.) hỗ trợ nhiều radio, MLO sẽ tạo một đường ống lớn hơn giữa thiết bị và AP để có tốc độ cao hơn, độ trễ thấp hơn, độ tin cậy cao hơn và cải thiện trải nghiệm người dùng để chuyển vùng liền mạch.
Đơn vị đa nguồn lực (MRU)

Wi-Fi-7 bổ sung cơ chế phân bổ tài nguyên RU mới. Trong Wi-Fi-6, AP chỉ có thể phân bổ một RU cho mỗi người dùng (người dùng không phải AP), trong khi Wi-Fi-7 cho phép nhiều MRU (đơn vị tài nguyên) được đặt làm người dùng không phải AP. MRU cải thiện hơn nữa hiệu quả sử dụng phổ, cung cấp cho người dùng khả năng kiểm soát băng thông (QoS) linh hoạt hơn khi cần, đồng thời nâng cao khả năng chống nhiễu và khả năng cùng tồn tại của các thiết bị hiện có hoạt động trên cùng một dải tần hoặc kênh.
Cơ chế MRU này hỗ trợ các chế độ Đa truy cập phân chia theo tần số trực giao (OFDMA) và không phải OFDMA (tức là MU-MIMO). Chế độ OFDMA hỗ trợ MRU nhỏ và MRU lớn, cho phép phân bổ RU/MRU linh hoạt hơn mà không cần thiết kế bộ lập lịch và MAC phức tạp. Chế độ không phải OFDMA cung cấp sự linh hoạt nhất trong phần mở đầu của các kênh con.

Ví dụ: bất kỳ kênh phụ 20 MHz nào cũng có thể bị chặn trong băng thông 320 MHz, ngoại trừ kênh chính hoặc kênh 40/80 MHz. Điều này cho phép truyền phát tối đa hóa việc sử dụng phổ của kênh khi có nhiễu và cung cấp khả năng cùng tồn tại tối ưu khi có bất kỳ thiết bị nào hoạt động trên một phân đoạn phổ cụ thể của kênh.

Wi-Fi 7 có rất nhiều tính năng và cải tiến mới. Các tính năng này bao gồm: Lời mở đầu, Thời gian đánh thức mục tiêu (TWT), Thời gian sóng di chuyển bị hạn chế (rTWT), Phạm vi mở rộng (MCS 14 và MCS 15), v.v. Các tính năng khác, chẳng hạn như phối hợp nhiều AP (tạo chùm tia phối hợp, OFDMA phối hợp, tái sử dụng không gian phối hợp, truyền dẫn chung), 16 luồng không gian và HARQ, v.v., có thể được hỗ trợ trong Phiên bản 2 và sẽ không được đề cập trong bài viết này.
Wi-Fi-7 sẽ mang lại lợi ích gì cho người dùng cuối?
thông lượng rất cao

Wi-Fi-7 hỗ trợ tốc độ cực nhanh. Dựa trên Wi-Fi-6 tiền nhiệm (hay còn gọi là 802.11ax), Wi-Fi-7 hỗ trợ Thông lượng cực cao (EHT) với tốc độ dữ liệu thô lên tới 46 Gbps và 16 luồng không gian như được xác định trong thông số kỹ thuật tiêu chuẩn. Tốc độ này nhanh hơn nhiều so với Ethernet 10 Gbps chạy trên cáp Cat 6/6a/7. Các công nghệ kết nối và truy cập gần nhất là Thunderbolt 3/4, USB 4 và HDMI 2.1, cung cấp tốc độ dữ liệu thô tối đa là 40Gbps hoặc cao hơn.

Wi-Fi-7 sẽ hỗ trợ băng thông kênh 320MHz, gấp đôi so với Wi-Fi-6. Wi-Fi 7 cũng tăng độ chi tiết của QAM từ 1024 (1K) lên 4096 (4K), tốc độ tăng 20% ​​so với Wi-Fi 6/6E hoặc Wi-Fi 5 Wave 3. Ngoài ra, Wi-Fi-7 nhân đôi số lượng luồng không gian tối đa, trong một số trường hợp có thể thay đổi số lượng ăng-ten, từ 8 lên 16. Vì vậy, Wi-Fi 6/6E hỗ trợ lên đến 9,6 Gbps với 8 luồng không gian, Wi-Fi 7 hỗ trợ lên đến 46 Gbps với 16 luồng không gian (9,6 Gbps x2 (băng thông kép) x1,2 (cải thiện QAM) x2 (luồng không gian) )).

Ở tốc độ cực cao này, người dùng có thể đạt tốc độ lên tới 5,8 Gbps trên các thiết bị thông dụng như smartphone, laptop,... nhờ sử dụng hai ăng-ten Wi-Fi (hai luồng không gian). Do các hạn chế nghiêm ngặt về công suất hoặc yếu tố hình thức, nhiều thiết bị sử dụng một ăng-ten cũng có thể hỗ trợ tốc độ dữ liệu lên tới 2,9 Gbps. Người dùng có thể nhận được tốc độ cao hơn gấp đôi mà không phải trả tiền mua thêm ăng-ten hoặc hóa đơn tiền điện cao hơn, vì không cần bổ sung bộ khuếch đại công suất hoặc mô-đun ngoại vi—một sự thay đổi mô hình cho nhiều ứng dụng trong tương lai.
độ trễ cực thấp

Độ trễ là một tham số quan trọng khác cho chất lượng dịch vụ (QoS) và trải nghiệm người dùng. Nó đặc biệt quan trọng đối với các ứng dụng thời gian thực. Nhiều ứng dụng đa phương tiện, chẳng hạn như phát video trực tiếp có độ phân giải cao, thực tế ảo, thực tế tăng cường, trò chơi trên đám mây và lập trình thời gian thực, yêu cầu độ trễ dưới 20 mili giây. Đạt được độ trễ thấp như vậy trong môi trường không dây là không dễ dàng. Đối với truy cập cáp quang, ở phía mạng WAN, độ trễ giữa modem và đám mây/máy chủ là khoảng 10 mili giây trở lên. Với lưu ý này, ngân sách độ trễ giữa modem WAN và thiết bị máy khách điểm cuối nên ở khoảng 10 mili giây trở xuống để có trải nghiệm người dùng tốt. Wi-Fi-6 đạt độ trễ 10-20ms. Và, Wi-Fi 6E có thể đạt được độ trễ thấp hơn trong một môi trường ít gây tranh cãi hơn nhiều. Wi-Fi-7 sẽ giúp giảm độ trễ xuống dưới 10 mili giây và cuối cùng xuống phạm vi dưới 1 mili giây với các ranh giới xác định bằng cách sử dụng nhiều công cụ khác nhau trong tiêu chuẩn 802.11be. Những công cụ này bao gồm MLO, chuyển đổi sóng di chuyển (TWT) và rTWT, cải thiện khả năng truyền kích hoạt và cuối cùng là khả năng kết nối mạng nhạy cảm với thời gian (TSN) tích hợp.
Kết nối mạnh mẽ hơn

Như đã đề cập trước đó, MLO cung cấp một cơ chế động để chứa các kết nối giữa nhiều liên kết. MLO có thể tự động cân bằng tải truyền giữa hai đồng đẳng liên kết (chẳng hạn như AP và thiết bị khách) dựa trên các số liệu như hiệu suất và độ bền của liên kết, tức là cân bằng tải. Nếu có nhiễu trên một liên kết hoặc một liên kết bị mất (ví dụ: do phạm vi), kết nối vẫn có thể hoạt động trên các liên kết còn lại và quá trình truyền có thể chuyển liền mạch từ liên kết bị lỗi sang liên kết tốt (còn được gọi là lỗi- chuyển khoản nhanh). MRU/RU và phần mở đầu cũng góp phần tạo nên độ chắc chắn của kết nối. Ví dụ: khi một số kênh phụ của kênh hoạt động hoặc một đoạn phổ nhất định bị nhiễu, AP có thể tránh sử dụng các kênh phụ hoặc RU/MRU bị nhiễu này và tối ưu hóa việc truyền theo các điều kiện môi trường và điều kiện kênh hiện tại. Ngoài ra, MCS 14 và MCS 15 được xác định để cải thiện tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm và cũng cải thiện độ bền của kết nối khi khoảng cách giữa các đồng nghiệp liên kết tăng lên.

Giảm nhiễu tốt hơn và cùng tồn tại

Wi-Fi-6 và Wi-Fi-6E được xây dựng dựa trên Wi-Fi-5 với nhiều cải tiến nhằm giảm nhiễu và cùng tồn tại với các thiết bị hiện có. Wi-Fi-6 cung cấp các chế độ ngắt kênh phụ linh hoạt hơn và có thể sử dụng RU ở chế độ OFDMA để tránh nhiễu chi tiết hơn xuống tới 2 MHz (RU nhỏ nhất có 26 âm). Wi-Fi 6E hỗ trợ Điều phối tần số tự động (AFC) để cùng tồn tại với thiết bị hiện có. Wi-Fi-7 có tính năng MRU và đánh dấu mở đầu để có tính linh hoạt tối đa, hỗ trợ tất cả các kênh phụ có thể và các chế độ đánh dấu có độ phân giải cao ở chế độ OFDMA và không phải OFDMA (MU-MIMO), giúp giảm thiểu nhiễu tốt hơn cho các loại dịch vụ khác nhau cung cấp QoS tốt nhất.

Trải nghiệm người dùng chuyển vùng tốt hơn

MLO cũng cải thiện trải nghiệm người dùng để chuyển vùng liền mạch. Nó cung cấp các cải tiến chuyển vùng tích hợp được xác định trong tiêu chuẩn 802.11be. Ví dụ: MLO bảo toàn kết nối ML (đa liên kết) giữa AP và thiết bị khi thiết bị ở xa AP và có thể tự động hoạt động ở băng tần 2,4 GHz mà không cần chuyển đổi băng tần. Ngược lại, nếu thiết bị ở gần AP, MLO có thể hoạt động tự động và linh hoạt ở băng tần 5 GHz và 6 GHz để đạt hiệu suất cao hơn. Các AP Wi-Fi-6 và 6E ngày nay phải dựa vào các tính năng điều khiển băng tần hoặc điều khiển máy khách ở lớp ứng dụng để buộc các máy khách chuyển sang các băng tần khác nhau. Không phải lúc nào nó cũng hoạt động như mong đợi vì AP không có quyền kiểm soát thiết bị khách; thiết bị khách quyết định có chuyển băng tần hay không. Ngoài ra, khả năng tương thích giữa các nhà cung cấp là một thách thức lớn khác đối với chuyển vùng liền mạch.

Hiệu suất quang phổ cao hơn

Từ góc độ sử dụng phổ tần, Wi-Fi-7 mang lại hiệu quả cao hơn so với Wi-Fi 6/6E. Hiệu quả bổ sung có thể được hưởng lợi từ nhiều khả năng Wi-Fi-7, MRU, chọc dò mở đầu, MLO, 4096 QAM, 16 luồng không gian trong tương lai và các khả năng phối hợp của nhiều AP chẳng hạn như tạo chùm tia phối hợp, OFDMA phối hợp, truyền dẫn chung, v.v.



Hiệu suất năng lượng cao hơn và tiết kiệm năng lượng hơn

Bằng cách tận dụng tốc độ cao hơn, Wi-Fi 7 cung cấp dữ liệu với hiệu suất năng lượng cao hơn nhờ băng thông kênh 320 MHz rộng hơn, 4096 QAM và độ trễ thấp hơn. Dựa trên các tính năng tiết kiệm năng lượng của Wi-Fi-6, Wi-Fi-7 cải thiện các tính năng này theo một số cách để tiết kiệm năng lượng tối ưu.

Với MLO, các thiết bị khách không cần lắng nghe mọi khung báo hiệu Bản đồ chỉ dẫn lưu lượng đã phân phối (DTIM) và không thực hiện cập nhật Khóa thời gian nhóm, Khóa thời gian nhóm toàn vẹn hoặc Khóa thời gian nhóm toàn vẹn báo hiệu (GTK/IGTK/BIGTK). Khách hàng có thể duy trì một liên kết để cập nhật đèn hiệu DTIM, chỉ báo lưu lượng truy cập và cập nhật quan trọng BSS, đồng thời đưa các liên kết khác vào trạng thái ngủ sâu mà không cần đánh thức định kỳ để cập nhật đèn hiệu DTIM.

Ngoài TWT, tính năng tiết kiệm năng lượng hứa hẹn nhất trong Wi-Fi 6, Wi-Fi 7 cũng hỗ trợ tính năng được gọi là tính năng chia sẻ Cơ hội truyền tải được kích hoạt (TXOP) để tiết kiệm năng lượng hơn nữa. Nó cho phép AP phân bổ một phần thời gian trong TXOP đã thu được cho thiết bị khách được liên kết để truyền, do đó AP không cần phải đánh thức trong giai đoạn dịch vụ tiếp theo (SP).

Onsemi cũng hỗ trợ một số tính năng tiết kiệm năng lượng thích ứng động độc quyền dựa trên ứng dụng thực tế, thông lượng thời gian thực và nhu cầu về môi trường (ví dụ: nhiệt độ).


Các ứng dụng cảm biến Wi-Fi mới nổi khác

Trong những năm gần đây, các ứng dụng cảm biến Wi-Fi, chẳng hạn như phát hiện chuyển động, định vị dựa trên Thông tin trạng thái kênh Wi-Fi (CSI) (đặc biệt là trong nhà) và Đo thời gian chính xác/Thời gian khứ hồi (FTM/RTT), đã khiến các nhà cung cấp dịch vụ lo lắng. và Sự quan tâm lớn từ người dùng cuối.

Các kênh Wi-Fi dễ bị nhiễu, có tính năng động và tính chọn lọc tần số mạnh, đồng thời nhiễm CSI sẽ làm giảm đáng kể độ chính xác của tính năng phát hiện chuyển động. Nhờ băng thông kênh 320 MHz, Wi-Fi-7 hỗ trợ dữ liệu CSI phong phú hơn lên đến 3984 âm, cải thiện độ chính xác của phát hiện chuyển động. Hơn nữa, do có thể thu được rất nhiều dữ liệu CSI trong quá trình truyền 320 MHz nên có thể chọn đủ khối CSI không gây nhiễu để phát hiện chuyển động đồng thời tránh được dữ liệu CSI nhiễu.

Với các kỹ thuật lấy mẫu tăng và lấy mẫu gấp 2 hoặc 4 lần, dấu thời gian RTT và độ chính xác của phép đo có thể đạt độ phân giải dưới nano giây đối với tín hiệu 320 MHz. Điều đó nói rằng, Wi-Fi-7 hỗ trợ định vị trong phạm vi và trong nhà với độ chính xác dưới mét (tức là 30 cm), điều này sẽ cho phép nhiều ứng dụng mới thú vị cho cảm biến Wi-Fi.

Tóm lại là

Wi-Fi-7 sẽ cải thiện đáng kể trải nghiệm người dùng theo nhiều cách và tiết kiệm chi phí hơn. Nó có thể kích hoạt và nâng cao nhiều ứng dụng đòi hỏi khắt khe như chơi game trên đám mây, AR/VR sống động, truyền phát video 8K, Công nghiệp 4.0, v.v. Người dùng có thể mong đợi Wi-Fi 7 cung cấp tốc độ cao hơn, độ trễ thấp hơn và hiệu suất mạnh mẽ hơn so với Wi-Fi 6/6E hiện tại.