Wi-Fi 7 Multi-Link Operation (MLO):技術要點、連接模式與應用

Wi-Fi 7(IEEE 802.11be)引入了Multi-Link Operation(MLO),這項技術能顯著提升無線網路的速度、降低延遲並提高穩定性。MLO允許設備同時連接多個頻段(如2.4 GHz、5 GHz和6 GHz),並根據網路條件動態分配流量,使數據傳輸不再受限於單一頻段。

以家庭場景為例:

爸爸在客廳觀看8K串流電影,媽媽在書房進行視訊會議,小孩在房間戴著VR 顯示器玩遊戲,同時家中還有智慧音箱等許多IoT設備在背景運作。MLO能讓電視採用6 GHz頻段以保證高吞吐量;筆電使用5 GHz頻段以確保視訊穩定;VR設備則可在5 GHz和6 GHz間切換以實現低延遲,避免頻段擁塞問題,確保所有設備的連線都流暢無比。

MLO擁有以下五種連接模式:

表一  MLO 五種連接模式

假設某個頻段發生干擾時,MLO中的eMLSR功能能讓數據透過其他鏈路傳輸,提高可靠性。試想在一個熱門咖啡廳,30位顧客同時使用Wi-Fi,有人下載文件、有人看直播、玩手遊,若5 GHz頻段受鄰近Wi-Fi干擾而不穩定,MLO可自動將受影響的設備切換到6 GHz頻段,維持直播和遊戲不中斷,顧客體驗得以維持。

此外,MLO還能有效減少延遲,特別適用於VR/AR、雲端遊戲和即時應用。舉例來說,一位玩家在家同時運行雲端遊戲和AR應用,MLO能讓遊戲設備使用6 GHz頻段以確保低延遲畫面流暢,AR應用則在5 GHz頻段,即使背景有其他設備運作,無縫的體驗依然能夠實現。

Wi-Fi 7 eMLSR實測

本文針對目前市面上具備 eMLSR 功能的產品進行實測。值得注意的是,eMLSR 功能必須由雙方(AP 與 Station)共同支援才能啟用,若任一端不支援,則無法觸發此功能。故本文實驗之產品皆有支援eMLSR功能,連線的Station使用Intel BE200。整體測試環境在無線設備解決方案(AWE)(如圖一)中執行,在測試過程中我們會加入干擾訊號來模擬受到干擾後所觸發eMLSR現象,並且觀察過程中的Throughout與Latency變化來比較其效能好壞。

圖一 無線設備解決方案Allion Wireless Equipment (AWE)

Allion利用AWE設備進行市面上大廠牌AP的eMLSR功能與性能驗證,確保AP在相同測試條件下的穩定性與可靠性。透過詳細的量測數據分析,能夠深入探討各項關鍵指標,如吞吐量、延遲的效能表現。

AP分析與量測結果

本文分析主要針對干擾前、中、後,各家AP跳頻行為表現,並聚焦以下三項效能指標變化:

  1. 觀察eMLSR跳頻行為是否將通訊頻段做合理調動
  2. 觀察Latency, Max Latency是否過高
  3. 觀察整體Throughput在不同干擾狀況下是否能夠提供最好的性能

由圖二中E品牌Throughput結果可觀察到:

干擾前

AP與Station建立在6 GHz頻段,Throughput在Downlink加上Uplink方向總和最高可達到2200 Mbps。

加入干擾後

原先在6 GHz頻段花費3 sec切換至5 GHz頻段,Throughput效能受到干擾影響而下降,在Downlink加上Uplink方向總和下降到只剩下1000 Mbps。

關閉干擾後

過了69 Sec從5GHz頻段切換回去6GHz 。Throughput在Downlink加上Uplink方向總和可回到干擾加入之前的水準。

圖二 E品牌Throughput結果

由圖三E品牌Latency結果可觀察到:

干擾前

Latency皆落在10 ms內。

加入干擾後

在干擾加入後於64 sec從6 GHz切至5 GHz,在切換後Latency逐漸上升。

關閉干擾後

關閉後仍不穩定Max到30.07ms,直到切回6 GHz後Latency會下降至10ms內。

圖三  E品牌Latency結果

百佳泰AP Data Base Benchmark比較

我們進一步整合了Allion Wi-Fi 7 AP資料庫內的A牌與B牌產品,進行三台AP的性能差異比較。

如圖四所示,三台AP Max Latency中,綠色為E牌、黃色為B牌、藍色為A牌。圖四的上方圖表為AP to Station方向之Max Latency,可觀察到E牌的AP在三種狀態的Max Latency變化不大,表現穩定;B牌的AP在Interference Off出現明顯延遲上升,而Interference On延遲最低,Before Interference On,A牌的AP的Max Latency整體較低。圖四的下方圖表則為Station to AP方向之Max Latency,E牌的AP在三種狀態的Max Latency變化不大,表現穩定,B牌的AP在Interference On與Interference Off條件下,Max Latency較高,A牌的AP的Max Latency整體還是較低。

圖四  Max Latency比較圖

圖五為三台AP 的Throughput表現,在Before Interference On條件最好的Throughput數值為A牌,其Throughput可達到3802 Mbps;其次是B牌3620 Mbps;最後則是E牌2092 Mbps。在Interference On條件最好的Throughput數值為A牌,其Throughput可達到3152 Mbps;其次是E牌1056 Mbps;最後則是B牌940 Mbps。在Interference Off條件最好的Throughput數值為A牌,其數值可達到3750 Mbps;其次是E牌1617 Mbps;最後則是B牌982 Mbps。

總合上述結果,A牌AP受到干擾後並啟用eMLSR功能可以維持良好Throughput效能,其餘兩台AP在受到干擾並啟用eMLSR功能後,無法保持良好Throughput效能。

圖五  Throughput比較圖

總結

綜合上述實驗結果可觀察到整體效能A>B>E

eMLSR作為Wi-Fi 7 MLO新增技術,其關鍵優勢在於受到外界干擾時,仍能維持高速的Throughput與低Latency。該功能能有效提升使用者體驗,勢必在未來會有更多的AP或是Station具備eMLSR功能。

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