Rendimiento extremadamente alto de Wi-Fi 7: Libere todo el poder

En la primera de esta serie de blogs sobre Wi-Fi 7, analizamos una descripción general de alto nivel de Wi-Fi 7 tal y como la conocíamos en el momento de publicar esta serie.  

Para ayudar a las personas a comprender algunas mejoras clave que vienen con Wi-Fi 7, RUCKUS Networks ha publicado un informe técnico que detalla las principales mejoras que estamos viendo con Wi-Fi 7, o 802.11be, ya que se conoce la enmienda IEEE. El informe técnico se puede encontrar en la página dedicada a Wi-Fi 7 en el nuevo sitio web de RUCKUS Networks. 

Este blog va a profundizar en uno de los principios clave de Wi-Fi 7, y ese es el nombre: Wi-Fi 7 Rendimiento extremadamente alto. Las otras características clave como la operación multienlace (MLO), la transmisión perforada (también conocida como perforación de preámbulo) y la calidad mejorada del servicio (QoS) se tratarán en algunas entradas posteriores del blog. En este blog, vamos a hablar de la VELOCIDAD.

Rendimiento extremadamente alto con Wi-Fi 7

Comenzando con 802.11n (Wi-Fi 4), el IEEE comenzó a dar definiciones de sufijos a las enmiendas PHY que se estaban lanzando para darnos una indicación del enfoque de esa enmienda. Para 802.11be, ese sufijo es Rendimiento extremadamente alto o EHT. El pico matemático para la velocidad máxima en Wi-Fi 7 es algo superior a 46 Gbps, pero para obtener esa velocidad, se necesitan algunas “características” para lograr este máximo de un número. 

4096 Modulación de amplitud en cuadratura 

Más conocida como 4K QAM, 4096-QAM (modulación de amplitud de cuadratura) es la tecnología utilizada para codificar bits en una señal inalámbrica que se transmite a través del aire al otro extremo. Para la persona no experta, esto significa que hay 4.096 puntos de datos posibles en lo que se conoce como constelación en la que codificar los datos que se transmiten. Aunque es genial, hay algunos desafíos con el logro de este nivel de codificación. 

Constelación inalámbrica QAM

La mejor manera de explicar este desafío es examinar lo que se conoce como la constelación QAM. Para empezar de forma sencilla, comenzaremos con la constelación de 16 QAM, que se ve aquí. 

Figura 1: 16 QAM con EVM

Cada uno de los puntos de la constelación representa un punto de datos que se está tratando con una onda de radio. Dado que se trata de 16 QAM, es fácil ver que hay un total de 16 puntos, 4 puntos por cuadrante. El cuadro naranja representa lo que se conoce como el cuadro Error de magnitud del vector o cuadro EVM. Este es el objetivo que se debe golpear, y un golpe en cualquier lugar dentro de esa casilla se registrará como un golpe exitoso en ese objetivo y la radio receptora registrará ese punto de datos. 16 QAM es muy resistente, ya que esa caja objetivo es comparativamente grande, pero como se puede imaginar, no es muy rápida. 

Aquí es donde 4096 QAM acuden al rescate.  

Figura 2: 4096 QAM sin EVM

Los mismos cuadrantes, pero con algunos puntos más en cada cuadrante. Para ser precisos, el número de puntos por cuadrante pasó de 4 a 1.024. Esto significa que la EVM (que ni siquiera se intenta mostrar) pasó de 1⁄4 del cuadrante a 1/1024 del cuadrante. La señal tiene que alcanzar un objetivo diminuto para registrar un éxito. Es posible, pero como puede imaginar, cualquier pequeña interferencia o problema hará que se pierda el objetivo y la transmisión fallará. 

¿Es posible usar 4096 QAM incluso en WiFi?

La respuesta es una bolsa mixta. ¿Es posible? Sí, ya que Wi-Fi 7 con rendimiento extremadamente alto añade las características necesarias, es posible lograrlo en la naturaleza. ¿Es probable? Probablemente no en muchos escenarios. Aunque es muy fresco y rápido, también es frágil y esperamos ver este nivel de modulación solo en un pequeño número de casos. 

16 flujos espaciales

El rendimiento extremadamente alto de Wi-Fi 7 también depende de flujos espaciales, que son los dispositivos que utilizan para enviar y recibir datos en diferentes direcciones para utilizar múltiples rutas para enviar más datos al mismo tiempo. El número de flujos espaciales (cuanto más mejor) permite velocidades más rápidas a través del enlace inalámbrico, lo que da como resultado una conexión más rápida a Internet, lo que da como resultado una menor latencia. Si bien esto suena genial, es a costa del consumo de energía hacer que esto suceda. Simplemente se necesita más potencia para ejecutar más flujos espaciales. También existe el factor de tamaño necesario para lograr este número de flujos. Más flujos significan armarios más grandes que encajan en todos ellos.  

Más vapores = más MIMO y menos latencia, pero con un coste

Al combinar estas dos limitaciones (requisitos de potencia y tamaño), nunca esperamos ver que ningún dispositivo llegue al mercado que tenga 16 flujos espaciales. Se define en el estándar y se utiliza en los cálculos matemáticos para llegar a 46 Gbps, pero no se espera que las pruebas de velocidad lleguen a ningún lugar cerca de ese número en el mundo real, gracias a que los dispositivos no tienen 16 flujos espaciales. 

Desde el punto de acceso, ya hay quejas sobre el tamaño de los puntos de acceso Wi-Fi 6E, así como la preocupación sobre la potencia necesaria para operar los puntos de acceso. Las generaciones anteriores de puntos de acceso requerían de 15 a 30 vatios de potencia PoE (802.3af/at), pero incluso con una fracción de los flujos definidos en este nuevo estándar, se especula que los puntos de acceso Wi-Fi 7 necesitan incluso más potencia que antes. Por ejemplo, el R760 (un AP Wi-Fi 6E RUCKUS) requiere 36 vatios de potencia, o el modo 802.3bt 5. Más flujos espaciales significan un mayor consumo de energía, lo que ya es un obstáculo difícil de eliminar. 

Cuando se trata de dispositivos cliente, si pensaba que la batería de su dispositivo móvil tenía dificultades para durar todo el día, tenga en cuenta que solo tiene 1 o 2 flujos. Imagine el drenaje de energía si tuviera 16 flujos. 

canales de 320 MHz de ancho 

Gracias al lanzamiento del espectro de 6 GHz para uso Wi-Fi, este ancho de canal podría ser posible implementarse en un número muy pequeño de casos de uso. En las llamadas en todo el mundo, los gestores de proyectos solicitarán, o se quejarán, de ancho de banda adicional para lograr más resultados. Esto se toma directamente del mundo de la radio y del ancho del canal en la banda. Si desea mover más datos al mismo tiempo (conseguir una salida más alta), necesita canales con más ancho de banda, algo que Wi-Fi 7 debe utilizar con un rendimiento extremadamente alto.  

Figura 3: Anchos de banda de canal

Donde 6 GHz rescata el rendimiento extremadamente alto de Wi-Fi 7

En las diferentes bandas de frecuencia de 2,4 GHz y 5 GHz, es imposible utilizar un canal de 320 MHz de ancho. Simplemente no hay suficiente espectro contiguo para que esto suceda. En 6 GHz, es posible tener un canal de 320 MHz de ancho, pero no muchos, y Wi-Fi 7 de rendimiento extremadamente alto también utilizará esta capacidad.

El mayor problema aquí es que, aunque algunos dominios normativos, como EE. UU., están aprobados para 1.200 MHz de espectro adicional en la banda de 6 GHz, no todas las regiones tienen esa cantidad de espectro. La UE, por ejemplo, solo ha asignado un espectro de 500 MHz en 6 GHz. En áreas como esa, solo es posible un único canal de 320 MHz de ancho. Incluso con los 1.200 MHz completos del espectro, solo hay tres canales posibles en 6 GHz al diseñar con canales de 320 MHz. 

Ventajas adicionales de canales más amplios

Aunque siempre nos gusta poder utilizar todo el canal asignado, lo que aumenta la eficiencia de nuestra transmisión y optimiza (leer: reduce la congestión) en el canal, un canal de 320 MHz de ancho aporta algunos beneficios y desafíos adicionales.

Primero, los desafíos:

• Solo entre uno y tres canales disponibles en 6 GHz.
• Sujeto a interferencias de banda estrecha.

Aunque los requisitos y la planificación de canales en la capa física determinarán si es posible utilizar estos canales anchos, la norma tiene un remedio para el molesto problema de interferencia, que trataremos en el siguiente blog hablando sobre la transmisión perforada y el uso de múltiples unidades de bastidor y las unidades de bastidor introducidas por primera vez con OFDMA en 802.11ax, Wi-Fi 6.

Ahora, los beneficios:

• Velocidades más rápidas posibles
• Tasas de datos y MCS pico
• Baja latencia para casos de uso como AR/VR, juegos y computación en la nube

¿Qué velocidad en Gbps deberíamos esperar?

En conjunto (QAM 4K, 16 flujos espaciales, canal de 320 MHz de ancho), las matemáticas indican que puede superar los 46 Gbps. Dado que sabemos que los 16 flujos espaciales no están sucediendo, lo mejor que podemos esperar es QAM 4K en un canal de 320 MHz con, probablemente, 2 flujos espaciales. Las matemáticas nos indican que alcanzará su máximo de unos 5.8 Gbps. Aunque no son los 46 Gbps indicados en el estándar, sigue siendo más del doble de lo que se podría esperar con Wi-Fi 6E. 

¿Qué pasa con las redes RUCKUS? 

Para acceder a todo el white paper en Wi-Fi 7, haga clic aquí. Puede obtener más información sobre el rendimiento extremadamente alto de Wi-Fi 7 u otros temas de Wi-Fi 7 visitando la página web de Wi-Fi 7 en el sitio web de RUCKUS Networks, que se puede encontrar aquí. Esta página será un recurso de referencia para cualquier persona que desee mantenerse al día sobre Wi-Fi 7 a medida que nos acerquemos a la ratificación de la enmienda por parte del IEEE y el anuncio de certificación Wi-Fi 7 de la Wi-Fi Alliance. Para seguir leyendo el resto de esta serie de blogs, revise la página de Wi-Fi 7 para futuros enlaces. 

Nuestros lectores también pueden aprender más sobre los productos y soluciones de RUCKUS Networks visitando estos sitios web: Productos de RUCKUS Networks y Soluciones de RUCKUS Networks. Para obtener más información sobre cómo RUCKUS puede ayudar a su organización con la última evolución en tecnología de redes, envíenos una notay un especialista puede ponerse en contacto con usted para ayudarle.