JavaScript is currently disabled.Please enable it for a better experience of Jumi. Det här är WiFi 7

2023 kan bli året för nya hastighetsrekord i trådlösa lokalnät. Den kommande standarden WiFi 7, även känd under sin IEEE-beteckning 802.11be, utlovar överföringskapacitet över 40 Gbit/s, 4–5 gånger högre än ­dagens WiFi 6 (802.11ax).

Standarden väntas förvisso inte vara klar förrän 2024 men flera utställare på den nyligen genomförda konsumentelektronikmässan CES visade upp WiFi 7-produkter som ska finnas att köpa senare i år.

Det finns många sätt att öka överföringshastigheten i trådlösa nät, som till exempel att tillföra nya radiofrekvenser eller aggre­gera länkar eller använda effektivare kodning som skickar fler bitar per tidsintervall, och vi kan konstatera att WiFi 7 använder sig av alla dessa och en hel del andra därtill.

För att börja med det viktigaste: WiFi 7 använder samma frekvensband, 2,4 och 5 GHz, som den tidigare standarden men adderar ytterligare ett band vid 6 GHz. Högre frekvenser möjliggör snabbare dataöverföring till priset av sämre räckvidd; det återstår att se hur det fungerar i praktiken men det är rimligt att anta att dator och WiFi-router helst bör stå i samma rum för att få full nytta av 6 GHz-bandet. (Det ska väl tilläggas att det finns en uppdaterad WiFi 6, kallad 6E, som också använder 6 GHz-bandet, men WiFi 7 drar bättre nytta av det i ett par avseenden som vi återkommer till.)

6 GHz-bandet erbjuder mer bandbredd än vad som finns att använda i de andra två banden tillsammans. I WiFi 7 används bandet till tre kanaler som vardera är 320 MHz breda.

WiFi 7 klämmer dessutom in betydligt fler kanaler i både 2,4 och 5 GHz-banden än vad tidigare varianter gör, vilket kan översättas till fler samtidiga användare.

Den är också bättre på att hantera ”hål” i ett frekvensband som uppstår till exempel om det finns annan utrustning i närheten som sänder på någon frekvens som annars skulle ha kunnat användas för det trådlösa nätverket.

Mimo, det vill säga multipla antenner, är inget nytt för WiFi men den nya standarden dubblerar det maximala antalet antenner från 8 till 16. Det betyder återigen att en WiFi 7-router kan hantera fler samtidiga användare, men det möjliggör också högre hastighet för enskilda användare i och med att det går att sända parallellt på flera kanaler.

Just detta att använda flera kanaler samtidigt, kallat multilink operation eller aggregering av länkar, är en av de stora förbättringarna i WiFi 7. Traditionellt har en enhet som kopplar upp sig mot nätverket hittat en tillgänglig kanal och sedan hållit sig till den, men med WiFi 7 kan den sända på flera kanaler – även om de skulle ligga i olika frekvensband.

Finkornigare signalmodulering är ytterligare en prestandahöjare i WiFi 7. Moduleringen kallas 4K-QAM eller 4096-QAM och varje symbol överför 12 bitar (4 096 olika värden) snarare än 10 bitar som i WiFi 6, vilket ger 10–20 procents förbättring på toppen.

Trådlösa nätverk passar inte alltid ihop med realtidstillämpningar, vare sig det gäller industristyrning eller datorspelande, eftersom radiotrafik är oförutsägbar och känslig för störningar. Varken Fortnite-spelare eller ventiler behöver i allmänhet särskilt hög överföringshastighet, men det är viktigt med låg fördröjning (latens) och kanske framför allt liten variation (jitter) i responstiden.

Redan WiFi 6 kan enligt Intel pressa ner fördröjningar till enstaka millisekunder under goda förhållanden, vilket räcker mer än väl för exempelvis spelande, men det saknas mekanismer för att få kontroll över responstiderna om signalkvalitén försämras. I grund och botten har WiFi 7 samma problem men i praktiken kommer den nya standarden förbättra situationen, framför allt genom möjligheten att använda flera länkar. I stället för att använda ”extralänkarna” till att skruva upp överföringskapaciteten och skicka mer data kan man ha dem för redundans: skicka samma paket på flera länkar.

Även om det skulle vara störningar på någon radiofrekvens kan paketet komma fram på en annan länk, och fördröjningen hålls nere.

Riktiga realtidsfunktioner, som reservation av kapacitet och prioritering av trafik, finns enligt Intel på ritbordet men tycks saknas i den första versionen av WiFi 7.

Avslutningsvis, hur fort går det då med WiFi 7? Det beror givetvis på alla möjliga omständigheter, som trängsel i etern, om det är fri sikt till routern, genomsnittlig paketstorlek och så vidare, men maxhastigheten för en enskild enhet anges till drygt 5 Gbit/s – förutsatt att enheten ifråga använder 6 GHz-bandet och stödjer nya funktioner som länkaggregering och 4K-QAM-kodning.

Den totala kapaciteten för en WiFi 7-router anges vara imponerande 46 Gbit/s. Det är tillräckligt för att samtidigt strömma ett tusental filmer i 4K-upplösning, för att ta ett något konstruerat exempel.

Formellt kommer WiFi 7-standarden som sagt fastställas senare under 2023 eller tidigt 2024, och det är under förutsättning att det inte blir några förseningar i processen. Det hindrar inte att några tillverkare redan har visat upp WiFi 7-kapabla routrar. Den som till äventyrs besökte CES häromveckan kunde till exempel se produkter från både TP-Link och ASUS, och i båda fallen ska de finnas till försäljning inom några månader.

Gott så, men vad ska jag med en sådan router till om jag inte har några datorer eller mobiler, eller egentligen någonting över huvud taget, som kan koppla upp sig med WiFi 7? Klarar jag mig inte lika bra med en äldre och billigare WiFi 6-router?

Artikeln är tidigare publicerad i magasinet Elektroniktidningen.
Prenumerera kostnadsfritt!

Generellt sett är svaret ja, men det finns en situation där WiFi 7-routrar kan göra omedelbar nytta: så kallade mesh-nätverk där flera enheter samverkar för att täcka en stor yta, som till exempel på ett kontor eller i en mässhall.

En sådan mesh-grupp kan använda 2,4 och 5 GHz-banden för att ansluta klientenheter och utnyttja 6 GHz-bandet som stamnät för kommunikation sinsemellan och med omvärlden. Gruppen kan också konfigureras med en gemensam MAC-adress så att anslutna enheter bara ser en (virtuell) router oavsett vilken de ansluts till.

Svensk radioexpert om WiFi 7

Vad gäller datatakt duger redan WiFi 6 ganska bra för IoT. Men WiFi 7 bär på en möjlig fördel för meshnät, och fler intressanta funktioner är på väg. Detta enligt Hans-Erik Backram på Karlstadsföretaget Shortlink, vars systerbolag RangeAnt utvecklar, tillverkar och säljer antenner.

På Shortlink görs några Sveriges mest avancerade asicprojekt. Trådlöst och antennteknik är gamla styrkor – företaget hade en gånger ett finger med i skapandet av Bluetooth. Systerbolaget som utvecklar, tillverkar och säljer antenner heter RangeAnt.

Vi pratar med Hans-Erik Backram, ansvarig för antenn­utveckling:

WiFi 7 handlar mycket om ökad bandbredd. Det är lätt att se poängen när det gäller upp­koppling av PC, bärbara datorer och så vidare men vad tillför WiFi 7 inom IoT och inbyggda system?

– Rent tekniskt är WiFi 7 en version av WiFi 6 med högre datatakt. En av nyheterna i WiFi 6 var att man kunde stödja fler enheter, vilket är användbart för IoT, och WiFi 7 kommer ha samma egen­skaper i detta avseende, säger Hans-Erik Backram.

– Fokus för WiFi 7 är annars maximal ­överföringshastighet och minimal fördröjning (latens), vilket är utmärkt för att till exempel spela spel och se på video. För IoT-applikationer går det tekniskt sett lika bra med WiFi 6 som WiFi 7.

– Ett tillägg i WiFi 7 möjliggör dock även samtidig mottagning och sändning på olika frekvensband. En tänkbar användning för detta är så kallade mesh networks där fördröjningen minskas då det är möjligt att ta emot och sända samtidigt på två olika radio-interface.

– En del avancerade tekniker från mobilnät/5G är också under utredning för att komma med i WiFi 7-standarden.

Vad ser ni som de stora ­utmaningarna med att ta fram antenner för WiFi 7?

– För att utnyttja prestandan i 802.11be/WiFi 7 krävs flera antenner (minst 4). Förutom att säkerställa god antenneffektivitet inom de aktuella frekvensbanden är största utmaningen vid utveckling av antenner för WiFi 7, liksom WiFi 6, att säkerställa god isolation mellan de ingående antennerna. Dessa ska ju kunna rymmas på relativt liten yta utan att påverka varandra negativt samtidigt som de ändå ska ha bra effektivitet.

 

MER LÄSNING:
 
KOMMENTARER
Kommentarer via Disqus