Wi-Fi 6 (anteriormente conocido como IEEE 802.11.ax), la sexta generación de tecnología de redes inalámbricas, ha sido confirmado y promovido por la Wi-Fi Alliance durante más de cuatro años desde 2019. Según el ritmo de actualización de 5-6 años de la Wi-Fi Alliance, es hora de que Wi-Fi 6 se actualice. Según datos de la Wi-Fi Alliance, la próxima generación de aplicaciones de AR/VR de 360 grados tiene una demanda máxima de ancho de banda inalámbrico de 200 Mbps, lo que demuestra que las velocidades de Wi-Fi actuales han alcanzado gradualmente un cuello de botella para la nueva generación de dispositivos de entretenimiento. Ahora es el momento de necesitar conexiones de red más rápidas, más estables y con menor latencia para brindar una mejor experiencia de usuario. Además, un informe de encuesta a 2000 jugadores en el Reino Unido y EE. UU. también mostró que hasta el 97 % de los jugadores han experimentado problemas de latencia, lo que enfatiza aún más la importancia de la baja latencia para las conexiones inalámbricas.

Para cumplir con los mayores requisitos de conexión de red, se lanzó una nueva generación del estándar IEEE 802.11be, Wi-Fi 7. Según la Wi-Fi Alliance, Wi-Fi 7 mejorará aún más la funcionalidad y el rendimiento de las redes Wi-Fi, incluyendo mayores velocidades de transferencia de datos, menor latencia y mejor cobertura de red. Estas mejoras impulsarán el desarrollo de AR/VR, juegos y otras aplicaciones que requieren un gran ancho de banda, además de ofrecer una mejor experiencia de usuario. Por lo tanto, Wi-Fi 7, cuya implementación se extenderá por completo en 2024, ¿qué mejoras presenta con respecto a los estándares de la generación anterior? Este artículo guiará a los lectores para analizar en detalle las actualizaciones y las diferencias entre el próximo Wi-Fi 7 y el Wi-Fi 6.

Primero, comparemos las diferencias entre Wi-Fi 7 y Wi-Fi 6/Wi-Fi 6E.

Podemos ver que, en comparación con Wi-Fi 6, Wi-Fi 7 ha mejorado significativamente en velocidad de transmisión, compatibilidad con bandas de frecuencia y rendimiento. En primer lugar, la velocidad máxima de transmisión de Wi-Fi 7 puede alcanzar los 46 Gbps (30 Gbps en China), que es casi cinco veces mayor que la de Wi-Fi 6. Esta mejora significativa se debe a la nueva tecnología y al algoritmo de procesamiento de señal más eficiente adoptado por Wi-Fi 7, que le permite transmitir grandes cantidades de datos con mayor rapidez. En segundo lugar, Wi-Fi 7 admitirá más bandas de frecuencia, incluidas 2,4 GHz, 5 GHz y 6 GHz. Por el contrario, Wi-Fi 6 solo admite dos bandas de frecuencia, 2,4 GHz y 5 GHz, mientras que Wi-Fi 6E solo admite la banda de frecuencia de 6 GHz. La compatibilidad multibanda significa que los dispositivos Wi-Fi 7 pueden adaptarse mejor a diferentes entornos de red y requisitos de aplicación, y proporcionar servicios de transmisión de datos más estables y confiables. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que debido al problema de la asignación de la banda de frecuencia en diferentes regiones, especialmente el hecho de que mi país no ha asignado la banda de frecuencia de 6 GHz a Wi-Fi, la banda de frecuencia de 6 GHz compatible con Wi-Fi 7 puede ser diferente en el país y en el extranjero.

Tecnología de transmisión multienlace (MLO)

La tecnología de transmisión multienlace (MLO) es un protocolo de transmisión multitrayecto que permite la transmisión de datos a través de múltiples rutas para mejorar la utilización y la fiabilidad del ancho de banda de la red. En MLO, los datos se dividen en múltiples bloques, cada uno de los cuales se transmite por una ruta diferente. Tras recibir los bloques, el receptor los reensambla para obtener datos completos según un algoritmo específico. En la era Wi-Fi 6, la mayoría de los routers emiten señales en dos bandas de frecuencia, como las de 2.5G y 5G. La señal de 2.5G ofrece una amplia cobertura y alta estabilidad, pero su velocidad es lenta; y aunque la señal de 5G es extremadamente rápida, su cobertura suele ser limitada. Solo podemos elegir una de las dos señales según nuestro entorno de uso. Con Wi-Fi 7, que utiliza tecnología de transmisión multienlace, nuestro dispositivo de red puede conectarse a dos puntos de acceso Wi-Fi simultáneamente, como 2.4G+5G, 5G+5G, y la banda de frecuencia 6G se ha abierto en el extranjero, e incluso es posible 5G+6G. Las ventajas son obvias: al combinar las velocidades de red de los enlaces 1 y 2, se obtiene una mayor velocidad de red, lo que permite un mayor rendimiento; al conectar ambas señales simultáneamente, si una de ellas encuentra interferencia, puede cambiar dinámicamente a otra conexión Wi-Fi de mejor calidad, obteniendo así una conexión de red más estable y con baja latencia.

Quizás alguien familiarizado con Wi-Fi 6 diga: "Wi-Fi 6 también cuenta con tecnología de transmisión espacial MU-MIMO, que también admite una transmisión multitrayecto similar. ¿Cuál es la diferencia entre ellas?"

Es cierto que tanto la tecnología MLO como la tecnología de flujo espacial MU-MIMO permiten establecer múltiples enlaces entre un AP y una STA para enviar y recibir información simultáneamente. Sin embargo, la tecnología de flujo espacial MU-MIMO se limita al mismo chip de radio en el AP, mientras que la nueva tecnología MLO permite que varios chips de radio en un AP puedan establecer enlaces de comunicación con la misma STA simultáneamente. Por ejemplo, ahora tenemos tres modos de transporte diferentes: marítimo, terrestre y aéreo. La tecnología de flujo espacial MU-MIMO solo puede elegir uno de estos tres modos de transporte y mejora el rendimiento al aumentar la cantidad de ellos. Por ejemplo, si hay 16 carreteras para el transporte (comunicación) al mismo tiempo, se trata de tecnología de flujo espacial MU-MIMO; mientras que la tecnología MLO puede utilizar todos los medios simultáneamente, y el mar, la tierra y el aire son todos medios de transporte (comunicación).

En la comunicación inalámbrica, el canal básico suele ser de 20 MHz, similar a los carriles de las calles de nuestra ciudad, y constituye la base de la comunicación. 20 MHz es el canal más básico, un solo carril. Si ampliamos la vía y utilizamos los terrenos adyacentes como carriles, carriles dobles (es decir, canales de 40 MHz), etc., obtenemos canales de 80 MHz y 160 MHz. Las ventajas de esto son evidentes: los canales más anchos permiten una mayor capacidad de transmisión de información.

En la banda de 2,4 GHz, solo hay 3 canales consecutivos no superpuestos de 20 MHz, de los cuales dos canales consecutivos no superpuestos de 20 MHz se pueden vincular a un canal de 40 MHz (normalmente no se recomienda en la banda de 2,4 GHz); la banda de 5 GHz tiene hasta 13 canales consecutivos no superpuestos de 20 MHz y, según los estándares Wi-Fi 5 y Wi-Fi 6, admite canales de hasta 160 MHz.

Conociendo esta información, volvamos al tema. En la era de Wi-Fi 5, cada canal solo puede enviar información a un receptor a la vez. Para mejorar la utilización, se introduce el concepto de unidad de recurso (RU) en Wi-Fi 6. Wi-Fi 6 utiliza una nueva tecnología de acceso múltiple por división de frecuencia ortogonal (OFDMA): varios usuarios pueden usar un canal simultáneamente sin interferir entre sí. La tecnología OFDMA divide el espectro en múltiples subportadoras, que pueden ser utilizadas independientemente por diferentes usuarios. Cada subportadora puede transportar diferentes símbolos de datos, logrando así el propósito de la transmisión simultánea de datos entre múltiples usuarios. Tomemos como ejemplo un canal de 20 MHz. En esta banda de frecuencia, hay un total de 256 subportadoras, pero solo 242 de ellas son válidas. Según las regulaciones de Wi-Fi Alliance, la unidad de recurso (RU) más pequeña consta de 26 subportadoras. Esto significa que dentro de un canal, los recursos se pueden dividir en diferentes RU, cada una de las cuales contiene un número diferente de subportadoras válidas.

Específicamente, una RU puede contener 26 (RU de 26 tonos), 52 (RU de 52 tonos), 106 (RU de 106 tonos) o 242 (RU de 242 tonos) subportadoras efectivas.

En el estándar Wi-Fi 6, la Wi-Fi Alliance estipula que el número de subportadoras en una RU es principalmente el siguiente:

l RU de 26 tonos: una unidad de recursos consta de 26 subportadoras.

l RU de 52 tonos: una unidad de recursos consta de 52 subportadoras.

l RU de 106 tonos: una unidad de recurso consta de 106 subportadoras.

l RU de 242 tonos: una unidad de recurso consta de 242 subportadoras.

l RU de 484 tonos: una unidad de recursos consta de 484 subportadoras.

l RU de 996 tonos: una unidad de recurso consta de 996 subportadoras.

l RU de 1992 tonos: una unidad de recurso consta de 1992 subportadoras.

Además, en Wi-Fi 6, un usuario solo puede corresponder a una RU.

En Wi-Fi 7, se introduce el concepto de unidades de recursos múltiples (MRU), es decir, un usuario puede corresponder a una combinación de varias RU. Por ejemplo, un usuario puede usar simultáneamente una RU de 26 tonos y una de 52 tonos, o una de 484 tonos y una de 996 tonos. Este método flexible de asignación de recursos permite que Wi-Fi 7 se adapte mejor a las necesidades de comunicación en diferentes escenarios, optimizando el uso del ancho de banda de la red y la experiencia de comunicación del usuario.

La perforación de preámbulos no es una tecnología nueva. Se ha utilizado en Wi-Fi 6. Sin embargo, debido a limitaciones de costo, es una tecnología opcional en el estándar Wi-Fi 6 y no se ha promocionado ampliamente. En Wi-Fi 7, esta tecnología se ha convertido en un estándar obligatorio, y todos los productos que cumplen con el estándar Wi-Fi 7 admitirán la perforación de preámbulos.

Anteriormente, mencionamos que generalmente aumentamos la velocidad mediante la agrupación de canales, es decir, agrupando ocho canales de 20 MHz en un canal de 160 MHz. Sin embargo, en la práctica, según los requisitos de transmisión, el control de prioridad, la compatibilidad y otras razones del canal, la agrupación de canales se divide en canales principales y canales auxiliares. Por ejemplo, un canal de 40 MHz suele estar compuesto por un canal principal de 20 MHz y un canal auxiliar de 20 MHz; y un canal de 80 MHz generalmente está compuesto por dos canales principales de 20 MHz y dos canales auxiliares de 20 MHz, y así sucesivamente.

De acuerdo con el protocolo de agrupación de canales, la agrupación de canales debe cumplir con dos principios principales: primero, solo se pueden agrupar canales continuos; segundo, en el modo de agrupación de canales, el canal auxiliar solo puede transmitir información cuando el canal principal está limpio y libre de interferencias.

Antes de Wi-Fi 7, esta situación era frecuente. Una vez que el canal auxiliar de la combinación sufría interferencias, no podía integrarse en un canal principal más amplio. Por ejemplo, si un canal de 80 MHz tiene una interferencia en un canal auxiliar de 20 MHz, el canal principal de 40 MHz que lo compone es un canal no limpio, y este no puede transmitir información. Además, si se agrupan en un canal principal de 80 MHz, este también queda inutilizado. En definitiva, un canal de 160 MHz solo tendrá 20 MHz disponibles para su uso normal debido a la interferencia de un canal de 20 MHz, desperdiciando 7 u 8 de los recursos del canal.

La perforación del preámbulo surgió para resolver este problema. Permite blindar activamente el canal auxiliar de 20 MHz con interferencias sin afectar el canal principal, creando un canal más amplio. El canal principal de 20 MHz puede formar un canal de 60 MHz con el canal auxiliar de 40 MHz, y luego un canal de 140 MHz con el canal auxiliar de 80 MHz. En comparación con los estándares Wi-Fi anteriores, la capacidad antiinterferente de Wi-Fi 7 ha mejorado considerablemente, permitiendo que la información se transmita rápidamente incluso en un entorno con interferencias.

En comparación con Wi-Fi 6/6E, Wi-Fi 7 tiene una velocidad de transmisión máxima de 30 Gbps, lo que representa una mejora significativa respecto a los 9,6 Gbps de Wi-Fi 6. En cuanto al ancho de banda, Wi-Fi 7 puede alcanzar hasta 320 MHz, el doble de los 160 MHz de Wi-Fi 6. En cuanto a la modulación, la 4096-QAM de Wi-Fi 7 puede adaptarse a cambios de transmisión más fuertes, en comparación con la 1024-QAM de Wi-Fi 6. Finalmente, junto con la mayor capacidad antiinterferencias de Wi-Fi 7 en entornos complejos, según información relevante, la velocidad general de Wi-Fi 7 podría triplicar la de Wi-Fi 6.