Kết nối Wi-Fi chậm là một trở ngại, có nguy cơ làm gián đoạn thời gian công việc cấp bách, buổi ra mắt một chương trình hoặc bộ phim rất được mong đợi hoặc một ván game trực tiếp có tính cạnh tranh cao. Điều mà nhiều người không nhận ra là tốc độ kết nối của họ thường bị giới hạn bởi liên kết không dây giữa thiết bị của họ và bộ định tuyến, điều này có thể làm giảm tốc độ Gigabit Ethernet có sẵn. Đặc biệt là khi số lượng lớn các thiết bị thông lượng cao được đưa vào mạng, vì vậy tổng dung lượng tăng lên của thế hệ Wi-Fi tiếp theo sẽ rất quan trọng. Wi-Fi 7 sắp ra mắt - và hứa hẹn sẽ thay đổi trải nghiệm không dây.

Từ những ngày đầu tiên của Wi-Fi, mỗi sự phát triển của tiêu chuẩn đều có những đổi mới giúp cải thiện thông lượng, dự phòng và tổng dung lượng. Ví dụ, IEEE 802.11n đã giới thiệu kỹ thuật anten nhiều ngõ vào, nhiều ngõ ra (MIMO) cho các mạng không dây hơn 15 năm trước. Sử dụng công nghệ này, các thiết bị 802.11n có thể truyền đồng thời nhiều tín hiệu với tổng tốc độ dữ liệu tối đa là 600 Mbps.

Đến năm 2011, số lượng thiết bị không dây ở Mỹ đông hơn cả số người dân Mỹ. Với khả năng các bộ định tuyến hỗ trợ hàng tá thiết bị không dây ngày càng tăng, thế hệ Wi-Fi tiếp theo (802.11ac) được thiết kế để hỗ trợ cho cả trường hợp sử dụng với nhiều người dùng và thông lượng cao. IEEE 802.11ac được phát hành vào năm 2013 và sử dụng kết hợp băng thông rộng hơn và nhiều anten hơn để tăng tốc độ dữ liệu điểm truy cập lý thuyết tối đa lên 7 Gbps. Với tính năng MIMO nhiều người dùng, IEEE 802.11ac cho phép nhiều người dùng truy cập mạng không dây đồng thời bằng cách sử dụng các anten điểm truy cập khác nhau. Nó cũng tăng gấp bốn lần độ phức tạp của dạng sóng QAM từ 64 lên 256 điểm chòm sao.

Số lượng thiết bị được kết nối đã tiếp tục tăng vọt - thúc đẩy nhu cầu về dung lượng không dây và khả năng đa người dùng. Vào năm 2019, ước tính có khoảng 8,6 tỷ thiết bị được kết nối tồn tại trên toàn thế giới và con số đó được dự báo sẽ tăng lên hơn 29 tỷ vào năm 2030. Để cung cấp dữ liệu đồng thời tới nhiều thiết bị chỉ với một đường truyền và cho phép phát triển IoT, Wi-Fi 6 - được biết đến với tên chính thức hơn là IEEE 802.11ax - đã được phê chuẩn vào năm 2019.

Để phục vụ nhu cầu ngày càng tăng của nhiều người dùng, phiên bản Wi-Fi mới nhất này lấy ý tưởng từ các tiêu chuẩn phát triển dài hạn (LTE) và 5G New Radio (NR) để giới thiệu đa truy cập phân chia theo tần số trực giao (OFDMA). OFDMA về cơ bản cho phép các bộ định tuyến cắt tín hiệu theo cả thời gian và tần số để phục vụ đồng thời nhiều người dùng thông lượng cao hiệu quả hơn. Tất nhiên, bất kỳ bản phát hành Wi-Fi nào cũng sẽ không hoàn chỉnh nếu không bổ sung độ phức tạp của phổ và dạng sóng. Để đạt được mục tiêu này, Wi-Fi 6 đã đẩy lên băng tần 6 GHz vào năm 2021 và tăng độ phức tạp điều chế lên 1024 QAM.

Vào năm 2023, Wi-Fi 7 (IEEE 802.11be) sẽ đẩy mạnh hơn nữa khả năng của các bộ định tuyến trong nhà. Được thúc đẩy bởi nhu cầu liên tục về thông lượng cao hơn và độ trễ thấp hơn, Wi-Fi 7 có một số cải tiến quan trọng. Đầu tiên, Wi-Fi 7 bổ sung loại điều chế 4096 QAM mới, loại điều chế này làm tăng thêm độ phức tạp của radio khi cung cấp nhiều bit hơn trên mỗi symbol trên mỗi hertz. Wi-Fi 7 cũng có các cải tiến về độ trễ cho các ứng dụng đang phát triển như thực tế ảo và tăng cường. Cuối cùng, nó cũng tăng gấp đôi số lượng anten MIMO từ 8 lên 16, tăng gấp đôi hiệu quả thông lượng của mỗi kênh liên lạc.

Wi-Fi 7 sẽ cung cấp tốc độ dữ liệu lý thuyết lên tới 36 Gbps. Người tiêu dùng sẽ có thể truyền nhiều dữ liệu hơn với tốc độ nhanh hơn thông qua mạng gia đình và công nghiệp cũng như máy tính xách tay và điện thoại thông minh, và thậm chí cả các thiết bị đeo được như đồng hồ thông minh. Chúng ta sẽ thấy những trải nghiệm không dây hoàn toàn mới với các cải tiến về phát trực tuyến video độ nét cao, thực tế tăng cường và thực tế ảo.

Để giải quyết những tiến bộ của Wi-Fi 7, ngành công nghiệp bán dẫn phải phát triển và thử nghiệm các giải pháp mới. Các nhà lãnh đạo trong ngành có thể đáp ứng thách thức này bằng cách sử dụng các phương pháp thử nghiệm linh hoạt và có thể mở rộng mới từ các chuyên gia hàng đầu như NI.

David Hall, giám đốc tiếp thị toàn cầu về bán dẫn và điện tử của NI cho biết: “Năm bản sửa đổi gần đây nhất của Wi-Fi đều yêu cầu các nhà sản xuất chip đẩy mạnh hơn nữa hiệu suất của các thành phần RF. “Vì vậy, một công ty trong mảng này sẽ có giá trị rất cao trong việc sở hữu một phương pháp thử nghiệm theo mô-đun và lấy phần mềm làm trung tâm, có thể dễ dàng điều chỉnh cho những thử nghiệm tiêu chuẩn Wi-Fi tiếp theo.”

Những tiến bộ của Wi-Fi 7 đưa ra những thách thức thử nghiệm mới

Để tăng tốc độ dữ liệu, giảm độ trễ và thêm dung lượng mạng, Wi-Fi 7 có tính năng vận hành đa liên kết (MLO), điều phối nhiều điểm truy cập (multi-AP) và công nghệ ngắt nhiều đơn vị tài nguyên (multi-RU). Nó cũng thêm băng thông kênh 320 MHz vào băng thông 20, 40, 80 và 160 GHz.

Trong công nghệ không dây thế hệ trước, một thiết bị chỉ có thể kết nối với một băng tần Wi-Fi: 2,4 GHz hoặc 5 GHz. MLO cho phép các thiết bị truyền dữ liệu trên nhiều băng tần cùng một lúc, giúp cải thiện thông lượng và độ tin cậy đồng thời giảm độ trễ.

Phối hợp Multi-AP liên quan đến việc phối hợp OFDMA, đa truy cập phân chia theo thời gian, tái sử dụng không gian, tạo chùm tia và các kỹ thuật xử lý chung để cải thiện hiệu suất mạng.

Bằng cách tăng gấp đôi băng thông kênh đơn tối đa từ 160 MHz lên 320 MHz, Wi-Fi 7 cung cấp thông lượng lớn hơn nhiều so với Wi-Fi 6. Ngoài ra, loại 4096-QAM của Wi-Fi 7 tối ưu hóa tín hiệu để chúng có thể truyền nhiều dữ liệu hơn. Theo Intel, những tiến bộ này “có thể dễ dàng cho phép truyền phát video 8K chất lượng cao hoặc giảm thời gian cho việc tải xuống file 15 GB xuống còn khoảng 25 giây”.

Tất nhiên, các tín hiệu được điều chế có độ phức tạp cao hơn đi kèm với chi phí của các front-end RF hiệu suất cao hơn. Do đó, các kỹ sư thử nghiệm trong cả môi trường phòng thí nghiệm và sản xuất phải đổi mới để đạt được các phép đo có độ trung thực cao hơn nữa nhằm đảm bảo các thiết bị đáp ứng hoặc vượt quá các thông số kỹ thuật mong muốn.

Chen Chang, giám đốc cấp cao phát triển chiến lược kinh doanh của NI cho biết: “Nhu cầu duy trì đường truyền 4k QAM trong môi trường vô tuyến thúc đẩy các yêu cầu đặc biệt nghiêm ngặt đối với các phép đo chất lượng điều chế Wi-Fi. Tín hiệu càng phức tạp, hiệu suất của các thiết bị phải truyền và nhận chúng càng cao, đồng thời yêu cầu đối với thiết bị để kiểm tra chúng càng cao, đó là vai trò của NI được khẳng định mạnh mẽ.”

Giải pháp kiểm tra không dây của NI

Các nhà sản xuất, từ nhà sản xuất thiết bị camera giám sát trẻ nhỏ đến nhà sản xuất ô tô, đều biết rằng để đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng, họ phải tăng hiệu năng, độ tin cậy và tính bảo mật của thiết bị đồng thời giảm kích thước và chi phí cũng như đáp ứng các yêu cầu về thời gian đưa ra thị trường. Cần có các giải pháp kiểm tra không dây nhanh và chính xác có thể mở rộng quy mô cho nhiều loại thiết bị RF và hoạt động với các thiết bị analog, kỹ thuật số và các thiết bị khác để đáp ứng nhiều nhu cầu đo lường khác nhau.

Bộ thu phát tín hiệu vectơ PXI (VST) của NI kết hợp bộ phân tích và tạo tín hiệu vector RF và dải cơ sở với FPGA mạnh mẽ và các giao tiếp kỹ thuật số nối tiếp và song song tốc độ cao để xử lý và điều khiển tín hiệu thời gian thực từ dải cơ sở đến mmWave.

Ngoài ra, NI cung cấp phần mềm RFmx WLAN, một tính năng đo lường giúp mở rộng khả năng của thiết bị NI RF cho việc tạo và phân tích tín hiệu WLAN 802.11a/b/g/j/p/n/ac/ax/be. Phần mềm này bổ sung cho toàn bộ bộ phần mềm kết nối không dây của NI và cung cấp khả năng đo lường cho Bluetooth và UWB.

Với cách tiếp cận, dịch vụ và hỗ trợ được kết nối với phần mềm từ NI, một hệ thống thử nghiệm có thể xác thực một cách đáng tin cậy một loạt các tiêu chuẩn và thiết bị của IEEE trong nhiều năm tới.

“NI cam kết giúp khách hàng thích nghi với sự thay đổi trong ngành,” Chang nhấn mạnh.

Sự thay đổi lớn tiếp theo, Wi-Fi 8, dự kiến sẽ diễn ra trong khoảng ba năm nữa. Các nhà nghiên cứu đã thảo luận về các yêu cầu, tính năng và khả năng kỹ thuật và NI đang lắng nghe cẩn thận.

Các tin tức liên quan