Débit Wi-Fi 7 extrêmement élevé : Libérez la puissance

Dans le premier de cette série de blogs sur le Wi-Fi 7, nous avons discuté d’un aperçu de haut niveau du Wi-Fi 7 tel que nous le connaissons au moment de la publication de cette série.  

Pour aider les gens à comprendre certaines améliorations clés apportées au Wi-Fi 7, RUCKUS Networks a publié un livre blanc détaillant les améliorations majeures que nous constatons avec le Wi-Fi 7, ou 802.11be comme l’avenant IEEE est connu. Le livre blanc se trouve sur la page dédiée au Wi-Fi 7 sur le nouveau site Web de RUCKUS Networks. 

Ce blog va examiner plus en détail l’un des principes clés du Wi-Fi 7, et c’est le nom – Wi-Fi 7 Débit extrêmement élevé. Les autres fonctionnalités clés telles que le fonctionnement multi-lien (MLO), la transmission ponctuée (également appelée ponction préambule) et la qualité de service améliorée (QoS) seront abordées dans certaines entrées ultérieures du blog. Pour ce blog, nous allons parler de la VITESSE !

Débit extrêmement élevé avec Wi-Fi 7

À partir du 802.11n (Wi-Fi 4), l’IEEE a commencé à donner des définitions de suffixe aux amendements PHY publiés pour nous donner une indication de l’accent mis sur cet amendement. Pour la norme 802.11be, ce suffixe correspond à un débit extrêmement élevé ou EHT. Le pic mathématique pour la vitesse maximale en Wi-Fi 7 est un peu supérieur à 46 Gbit/s, mais pour obtenir cette vitesse, il y a certaines « fonctionnalités » nécessaires pour atteindre ce niveau élevé. 

4096 Modulation d'amplitude en quadrature 

Mieux connue sous le nom de QAM 4K, la technologie 4096-QAM (modulation d’amplitude enquadrature) est la technologie utilisée pour coder des bits sur un signal sans fil à transmettre par l’air à l’autre extrémité. Pour les laïcs, cela signifie qu’il existe 4 096 points de données possibles dans ce que l’on appelle une constellation dans laquelle coder les données transmises. Bien que cool, il y a quelques difficultés à atteindre ce niveau d’encodage. 

Constellation QAM sans fil

La meilleure façon d’expliquer ce défi est d’examiner ce que l’on appelle la constellation QAM. Pour commencer, nous allons commencer par la 16 constellation QAM, que nous voyons ici. 

Figure 1  : 16 QAM avec EVM

Chacun des points de la constellation représente un point de données qui est ciblé par une onde radio. Comme il s’agit de 16 QAM, il est facile de voir qu’il y a un total de 16 points, 4 points par quadrant. La case orange représente ce que l'on appelle la case Amplitude du vecteur d'erreur ou la case EVM. Il s’agit de la cible qui doit être touchée, et une cible n’importe où dans cette zone s’enregistrera comme une cible réussie sur cette cible et la radio réceptrice enregistrera ce point de données. 16 QAM est très résilient car cette boîte cible est relativement grande, mais comme vous pouvez l’imaginer, ce n’est pas très rapide. 

C’est là que 4096 QAM viennent à la rescousse.  

Figure 2  : 4096 QAM sans EVM

Mêmes quadrants, mais avec quelques points supplémentaires dans chaque quadrant. Pour être précis, le nombre de points par quadrant est passé de 4 à 1 024. Cela signifie que l’EVM (qui n’a même pas tenté d’être affichée) est passée du quart du quadrant au 1/1024e du quadrant. Le signal doit frapper une minuscule cible pour enregistrer un coup réussi. C’est possible, mais comme vous pouvez l’imaginer, toute petite interférence ou tout problème va le faire manquer la cible et la transmission échouera. 

Deux 4096 QAM sont-ils même possibles en Wi-Fi ?

La réponse est un sac mixte. Possible ? Oui, comme le Wi-Fi 7 à débit extrêmement élevé ajoute les fonctionnalités nécessaires, il est possible d’y parvenir à l’état sauvage. Est-ce probable ? Probablement pas dans de nombreux scénarios. Bien que très cool et très rapide, il est également fragile et nous nous attendons à ne voir ce niveau de modulation que dans un petit nombre de cas. 

16 Flux spatiaux

Le débit extrêmement élevé du Wi-Fi 7 dépend également des flux spatiaux, qui sont les appareils utilisés pour envoyer et recevoir des données dans différentes directions afin d’utiliser plusieurs chemins pour envoyer plus de données en même temps. Le nombre de flux spatiaux (plus il y en a) permet ensuite des vitesses plus rapides sur la liaison sans fil, ce qui se traduit par une connexion plus rapide à Internet, ce qui se traduit par une latence plus faible. Bien que cela semble cool, cela se fait au détriment de la consommation d’énergie pour y parvenir. Il faut simplement plus de puissance pour exécuter des flux spatiaux plus importants. Il existe également le facteur de taille requis pour atteindre ce nombre de flux. Davantage de flux signifient que des armoires plus grandes s’adaptent à tous.  

Plus de vapeurs = plus de MIMO et moins de latence, mais avec un coût

Lorsque nous combinons ces deux limites (exigences d’énergie et taille), nous ne nous attendons jamais à voir un appareil arriver sur le marché qui a 16 flux spatiaux. Il est défini dans la norme et utilisé dans les calculs mathématiques pour atteindre 46 Gbit/s, mais ne vous attendez pas à voir les tests de vitesse se rapprocher de ce nombre dans le monde réel, grâce à des appareils ne disposant pas de 16 flux spatiaux. 

Du côté des points d’accès, il y a déjà des plaintes concernant la taille des points d’accès Wi-Fi 6E ainsi que la préoccupation concernant la puissance requise pour faire fonctionner les points d’accès. Les générations précédentes de points d’accès nécessitaient 15 à 30 watts de puissance PoE (802.3af/at), mais même avec une fraction des flux définis dans cette nouvelle norme, les points d’accès Wi-Fi 7 sont supposés avoir encore plus besoin d’énergie qu’avant. Le R760 (un point d’accès Wi-Fi 6E RUCKUS) par exemple nécessite 36 watts de puissance, ou 802.3bt Mode 5. Plus de flux spatiaux signifie une consommation d’énergie plus élevée, ce qui est déjà difficile à éliminer. 

En ce qui concerne les appareils clients, si vous pensiez que la batterie de votre appareil mobile a eu du mal à durer toute la journée maintenant, gardez à l’esprit qu’elle n’a qu’un ou 2 flux. Imaginez le drain de puissance s’il avait 16 flux. 

320 Canaux MHz larges 

Grâce à la sortie du spectre 6 GHz pour une utilisation Wi-Fi, cette largeur de canal peut être possible dans un très petit nombre de cas d’utilisation. Dans les appels du monde entier, les chefs de projet demanderont, ou se plaindront, une bande passante supplémentaire pour obtenir plus de rendement. Elle est directement extraite du monde radio et de la largeur du canal sur la bande. Si vous souhaitez déplacer plus de données en même temps (obtenir une sortie plus élevée), vous avez besoin de canaux avec plus de bande passante, quelque chose que le Wi-Fi 7 à débit extrêmement élevé doit utiliser.  

Figure 3  : Bandes passantes des canaux

Où 6 GHz sauve le Wi-Fi 7 à débit extrêmement élevé

Dans les différentes bandes de fréquences de 2,4 GHz et 5 GHz, il est impossible d’utiliser un canal de 320 MHz de large. Il n’y a tout simplement pas assez de spectre contigu pour que cela se produise. Avec 6 GHz, il est possible d’avoir un canal de 320 MHz de large, mais pas beaucoup, et le Wi-Fi 7 à débit extrêmement élevé utilisera également cette capacité.

Le problème le plus important ici est que certains domaines réglementaires, comme les États-Unis, sont approuvés pour 1 200 MHz de spectre supplémentaire dans la bande 6 GHz, toutes les régions n’ont pas cette quantité de spectre. Par exemple, l’UE n’a alloué que 500 MHz de spectre dans 6 GHz. Dans des zones comme celle-ci, seul un canal de 320 MHz de large est possible. Même avec l’ensemble du spectre de 1 200 MHz, il n’y a que trois canaux possibles dans 6 GHz lors de la conception avec des canaux de 320 MHz. 

Avantages supplémentaires des canaux plus larges

Bien que nous aimions toujours pouvoir utiliser l’ensemble du canal attribué, ce qui augmente l’efficacité de notre transmission et optimise (lire : réduit la congestion sur) le canal, un canal de 320 MHz apporte des avantages et des défis supplémentaires.

Tout d’abord, les défis :

• Seulement entre un et trois canaux disponibles à 6 GHz.
• Soumis aux interférences de bande étroite.

Alors que les exigences et la planification des canaux au niveau de la couche physique dicteront si l’utilisation de ces canaux larges est possible, la norme a un remède pour le problème d’interférence pessimiste, que nous aborderons dans le prochain blog sur la transmission percée et l’utilisation de plusieurs RU et les RU introduites pour la première fois avec OFDMA dans 802.11ax, Wi-Fi 6.

Maintenant, les avantages :

• Vitesses les plus rapides possibles
• MCS de pointe et débits de données
• Faible latence pour les cas d’utilisation tels que la RA/RV, le jeu et le cloud computing

À quelle vitesse en Gb/s devons-nous nous attendre ?

Pris ensemble (QAM 4K, 16 flux spatiaux, canal de 320 MHz), les calculs indiquent qu’il peut atteindre 46 Gbit/s. Étant donné que nous savons que les 16 flux spatiaux ne se produisent pas, le meilleur que nous puissions espérer est le QAM 4K sur un canal de 320 MHz avec, probablement, 2 flux spatiaux. Le calcul nous indique qu’il atteindra environ 5.8 Gbit/s. Bien qu’il ne s’agisse pas des 46 Gbit/s indiqués dans la norme, cela représente toujours plus du double de ce à quoi vous pouvez vous attendre avec le Wi-Fi 6E. 

Qu’en est-il des réseaux RUCKUS ? 

Pour accéder à l’intégralité du livre blanc sur le Wi-Fi 7, cliquez ici. Pour en savoir plus sur le Wi-Fi 7 à débit extrêmement élevé, ou sur d’autres sujets liés au Wi-Fi 7, consultez la page Web Wi-Fi 7 sur le site Web de RUCKUS Networks, disponible ici. Cette page sera une ressource incontournable pour tous ceux qui souhaitent se tenir informés sur le Wi-Fi 7 à mesure que nous nous rapprochons de la ratification de l’amendement par l’IEEE et de l’annonce de certification Wi-Fi 7 de l’Alliance Wi-Fi. Pour continuer à lire le reste de cette série de blogs, consultez à nouveau la page Wi-Fi 7 pour les liens futurs. 

Les lecteurs peuvent également en savoir plus sur les produits et solutions de RUCKUS Networks en visitant ces sites Web : RUCKUS Produits de réseaux et solutions de réseaux RUCKUS. Pour en savoir plus sur la manière dont RUCKUS peut aider votre organisation à faire évoluer la technologie de réseautage, envoyez-nous une noteet un spécialiste peut vous contacter pour vous aider.