Wi-Fi 7 Multi-Link Operations (MLO)

In dieser vierten Ausgabe unserer Wi-Fi 7-Blogreihe werden wir eine Funktion besprechen, die als Multi-Link-Betrieb oder MLO bekannt ist. 

Um den Menschen zu helfen, einige wichtige Verbesserungen von Wi-Fi 7 zu verstehen, hat RUCKUS Networks ein Whitepaper veröffentlicht, in dem die wichtigsten Verbesserungen beschrieben sind, die wir mit Wi-Fi 7 oder 802.11be sehen, da die IEEE-Änderung bekannt ist. Das Whitepaper finden Sie auf der Seite Wi-Fi 7 auf der neuen RUCKUS Networks-Website.

Was ist Wi-Fi 7 Multi-Link Operation MLO?

Multi-Link Operation, oder MLO, ist eine sehr erwartete Funktion für das neueste WLAN und eine, die schon seit einiger Zeit auf dem Radar ist. Diese Funktion umfasst zwar nicht die Multi AP-Koordinationsfunktion (ein drahtloses Gerät, das mit zwei verschiedenen APs auf zwei verschiedenen Kanälen kommuniziert), die auf 802,11 Mrd. (WLAN 8) zurückgestellt wurde, ist aber immer noch ein wichtiger Schritt nach vorne bei der Kommunikation von WLAN-Zugangspunkten mit Client-Geräten und hat einige wichtige Auswirkungen auf zukünftige Verbesserungen.

Multi-Link-Betrieb (MLO) in Wi-Fi 7 führt das Konzept ein, dass ein Client-Gerät über mehrere Funkgeräte und Frequenzbänder gleichzeitig mit einem AP sprechen kann. Dies bedeutet, dass AP und Client-Gerät gleichzeitig Daten über zwei Funkgeräte gleichzeitig senden können. Diese Funkgeräte können entweder auf einem 2.4-, 5- oder 6-GHz-Band betrieben werden, wobei die Geräte auswählen, welche Bänder oder sogar ein einzelnes Frequenzband, durch Auswählen desjenigen, das zum Zeitpunkt der Übertragung am besten funktioniert.

Diese Funktion verfügt über drei große MLO-Betriebsmodi, von denen jeder seinen eigenen Vorteil für WLAN bietet. Innerhalb dieser Modi gibt es eine zusätzliche Unterscheidung zwischen synchronen (nstr) und asynchronen (str) Multilink-Betriebsmodi, die stark von den Fähigkeiten des Chipsatzes in jedem Gerät abhängig sind, was über den Umfang dessen hinausgeht, was wir hier abdecken möchten.

Verbesserte Wireless-Resilienz durch Link-Redundanz

Bei der Verbindungsredundanz ist die Idee, die Widerstandsfähigkeit von WLAN zu verbessern, indem das Gerät die gleichen Daten über zwei verschiedene Frequenzbänder unter Verwendung von zwei verschiedenen Sendeempfängern innerhalb des Geräts sendet. Das Empfangsgerät vergleicht dann die von jedem Band empfangenen Daten und vergleicht die beiden Frames, um zu sehen, ob es fehlende Daten gibt (denken Sie an Orte mit hoher Interferenz), und wenn ja, sind diese fehlenden Daten im Frame enthalten, die auf einem anderen Band empfangen wurden? Wenn diese Antwort ja ist, kann die Empfangsstation die fehlenden Daten ausfüllen, ohne dass die Daten erneut gesendet werden müssen.

Durch Kombinieren der Daten von jedem Frame hat das Empfangsgerät eine viel bessere Chance, eine Bestätigung (ACK) zurück an das Sendegerät zu senden, was es wissen lässt, dass es die Daten erfolgreich empfangen hat, insbesondere in dichten Netzwerkumgebungen. Ohne das ACK zu empfangen, muss die Sendevorrichtung den Frame oder die Frames erneut senden, wobei sie mehr Zeit auf dem Kanal in Anspruch nimmt, Zeit, die durch mehrfaches erneutes Senden desselben Frames verschwendet wird. Durch das Senden der gleichen Daten über zwei Funkgeräte verdoppelt sich die Wahrscheinlichkeit, dass die Daten erfolgreich empfangen werden, wodurch die Verknüpfungsredundanz erhöht wird.

Ein zusätzlicher Vorteil der Link-Redundanz ist nicht nur die Ausfallsicherheit, sondern auch die Idee, dass andere Stationen ihre Daten senden können, indem sie nicht ständig Datenframes erneut senden müssen, wodurch ein Engpass auf dem Kanal beseitigt wird, was zu einem Netzwerk führt, das sich schnell anfühlt (indem die verfügbare Übertragungszeit erhöht wird), obwohl sich die tatsächliche PHY-Rate des Kanals nicht ändert.

Verbesserter Durchsatz durch Link-Aggregation

Nicht zu verwechseln mit der wahrgenommenen maximalen Wi-Fi-Geschwindigkeitserhöhung, die mit Verbindungsredundanz und verbesserter Ausfallsicherheit auf dem Kanal einhergeht, oder der maximalen Bandbreite (Daten), die übertragen werden kann, nutzt die Verbindungsaggregation die verschiedenen Bänder auf eine andere Weise. Anstatt die gleichen Daten sowohl über Funk- als auch über Spektrumbänder zu senden, ist die Linkaggregation die Idee, dass die Daten in die Hälfte geteilt werden, wobei die eine Hälfte auf einem Funkgerät und einem Band gesendet wird, während die andere Hälfte auf einem anderen Funkgerät auf einem anderen Band gesendet wird.

In diesem Modus wird die Menge der gleichzeitig gesendeten Daten verdoppelt, was einen höheren Durchsatz bedeutet, wodurch die Geschwindigkeit erhöht wird, mit der die Geräte kommunizieren, indem die gleichzeitig gesendete Menge erhöht wird. Ähnlich wie eine aggregierte Verbindung auf einem Netzwerkethernet-Switch den Durchsatz der Verbindung erhöht, kann hier die Geschwindigkeit auf den beiden Verbindungen unterschiedlich sein und die Funkgeräte handhaben diese Differenz unabhängig, während die Daten von den Prozessoren geteilt werden.

Ist dies die Geburtsstunde von Vollduplex-WLAN?

Es ist schwer zu argumentieren, dass dies nicht der Fall ist. Obwohl die Möglichkeit, mit einer Frequenz zu übertragen und mit einer zweiten Frequenz zu empfangen, unterstützt wird, bin ich mir nicht sicher, ob dies in der Wildnis passieren wird. Aber damit wird die letzte Hürde beseitigt, die erforderlich ist, um dieses versprochene Land zu erreichen.

Wie bereits erwähnt, muss der asynchrone Multi-Link-Multi-Radio-Modus (oder aMLMR für Fans des Initialismus) von beiden Stationen (STAs, Client-Gerät und Access Points) im Basic Service Set (oder BSS) unterstützt werden, um den Vollduplex-Modus zu sehen.

Wie bei den meisten Dingen im WLAN bringt diese Link-Aggregation im nicht lizenzierten Spektrum einen Nachteil mit sich. Wenn Daten in einem der übertragenen Frames verloren gehen, müssen diese Daten erneut gesendet werden. Link-Aggregation bedeutet in diesem Fall nicht die Link-Resilienz. Wie bei allem im WLAN gibt es einen Kompromiss zwischen Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit. Während sich die Dinge verbessern, werden sie niemals perfekt sein.

Verbesserte Latenz durch Link-Auswahl

Von den drei Betriebsarten, die mit Multi-Link-Operationen verfügbar sind, ist dies diejenige, die sich als die nützlichsten und auf mehr als eine Weise gestaltet. Die Linkauswahl ist die Idee, dass das Sendegerät die jüngste Leistung der drei verschiedenen Kanäle auf den drei verschiedenen Bändern vergleicht und dann auswählt, auf welchem Kanal (Band) die Daten übertragen werden sollen.

Manchmal überrascht der ausgewählte Kanal typische WiFi-Profis vielleicht, aber das wäre nicht das erste Mal, dass die Art und Weise, wie etwas in der Wildnis funktioniert, die Profis überrascht, und das ist in Ordnung! Ziel ist es hier, nur den Kanal oder die WLAN-Band auszuwählen, die beim ersten Versuch die beste Chance bietet, die Daten erfolgreich zu senden. Viele Profis denken automatisch an 2,4 GHz als langsameres Band, aber in bestimmten Fällen ist es zu bestimmten Zeiten die beste Wahl für eine stabile drahtlose Verbindung, wenn die anderen Bänder zu diesem bestimmten Zeitpunkt unter Staus, vielleicht unter starkem Verkehr, leiden. Geräte und Benutzer kümmern sich nur um niedrige Latenz und hohe Datenraten, die zu einer besseren Benutzererfahrung führen. Sie wissen es nicht, und es ist ihnen größtenteils egal, wie wir es schaffen.

Wenn wir uns die neuesten technologischen Anwendungsfortschritte wie AR/VR, Online-Gaming, IoT oder Cloud Computing ansehen, sind diese mobilen Geräte und der Endbenutzer, der das Gerät bedient, egal, wie die Daten es zum anderen Ende machen, sie wollen einfach, dass es passiert und mit geringerer Latenz als in der Vergangenheit. Viele Menschen werden auf die breiteren Kanäle hinweisen, die im EHT-Blog dieser Serie behandelt wurden; viele Menschen glauben, dass der Weg zu stabilen WLAN-Verbindungen mit dieser einen Funktion hier beginnen könnte.

Diese Art von Betrieb bietet ein Gleichgewicht zwischen den vorherigen Modi, mit einigen zusätzlichen Vorteilen.

• Belastbarkeit – Durch Auswahl des besten Kanals/Bands, das zu diesem Zeitpunkt verfügbar ist, wählt das Gerät die beste Chance, die Frames/Pakete erfolgreich zu übertragen.
• Durchsatz – Wenn ein Gerät seine Daten erfolgreich überträgt, löscht es den Kanal für andere Geräte, um ihre Daten früher zu übertragen, wodurch sich das Netzwerk schneller anfühlt – dies unterscheidet sich von theoretischen maximalen WLAN-Geschwindigkeiten, da es sich um tatsächlich übertragene Daten handelt.
• Latenz – Wenn ein Gerät beim ersten Mal Daten erfolgreich übertragen kann, wird die Latenz die niedrigste, auf die wir hoffen können.
• Kapazität – Wenn nur ein Kanal ausgewählt wird, wird der andere Kanal für andere Geräte freigegeben, sodass mehr Geräte mit einem einzigen AP betrieben werden können, als ein Client-Gerät, das mehrere Ressourcen (Kanäle) für einen einzelnen AP belegt.
• Effizienz – Mehr Geräte, die einen einzelnen AP über mehrere Bänder hinweg nutzen können, bedeuten, dass ein einzelner AP effektiv mehr Geräte handhaben kann, was einen effizienteren Betrieb des drahtlosen Netzwerks als Ganzes bedeutet, da die Kanalplanung im gesamten Netzwerk komplizierter wird.
• Intelligenz – Seit vielen Jahren beschweren sich Wi-Fi-Experten, dass Client-Geräte zu tun scheinen, was sie wollen, ohne sich um Aspekte innerhalb des Netzwerks als Ganzes zu kümmern. Die Tatsache, dass Geräte jetzt vermutlich die Kanäle untersuchen und nach diesen verschiedenen Aspekten suchen werden, bedeutet, dass die Möglichkeit besteht, dass Client-Geräte in unseren Netzwerken kooperativer werden, um einen nahtlosen Netzwerkverkehr zu gewährleisten, anstatt loszulassen und Entscheidungen zu treffen, die Wi-Fi-Profis verrückt machen.

Wie rangiert MLO in den Wi-Fi 7-Funktionen?

Von den vier wichtigsten Verbesserungen in Wi-Fi 7 bietet der Multi-Link-Betrieb die aufregendsten Versprechen für Wi-Fi. Es ist auch ein großartiger Einblick in das, was 802,11 Mrd. bieten soll, und ein Weg nach vorne, wie die nächsten 8 bis 10 Jahre WLAN möglicherweise aussehen könnten. Mit Funktionen wie Simultanübertragung mit synchronem Modus, Auswahl verschiedener Links für verschiedene Verkehrstypen und Client-Geräten, die auf verschiedene Überlastungsszenarien achten, setzt die Multi-Link-Betriebstechnologie wirklich den Standard, wie unser Weg zum Internet in absehbarer Zukunft aussehen wird.

Um sich eine Präsentation über Multi-Link Operation (MLO) und andere neue Wi-Fi 7-Funktionen anzusehen, schauen Sie sich dieses Video mit einer RUCKUS-Präsentation auf Wi-Fi 7 an.

Was ist mit RUCKUS-Netzwerken?

Greifen Sie auf das gesamte Whitepaper auf Wi-Fi 7 zu, einschließlich Details auf MLO. Diese Seite ist eine Anlaufstelle für alle, die sich über Wi-Fi 7 auf dem Laufenden halten möchten, wenn wir der Änderungsratifizierung durch IEEE und der Wi-Fi 7-Zertifizierungsankündigung der Wi-Fi Alliance nähern. Um den Rest dieser Blog-Serie weiter zu lesen, besuchen Sie die Wi-Fi 7-Seite für zukünftige Links.

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