Wi-Fi 7 Multi-Link Operation (MLO):技术要点、连接模式与应用

Wi-Fi 7(IEEE 802.11be)引入了Multi-Link Operation(MLO),这项技术能显著提升无线网络的速度、降低延迟并提高稳定性。MLO允许设备同时连接多个频段(如2.4 GHz、5 GHz和6 GHz),并根据网络条件动态分配流量,使数据传输不再受限于单一频段。

以家庭场景为例:

爸爸在客厅观看8K串流电影,妈妈在书房进行视频会议,小孩在房间戴着VR 显示器玩游戏,同时家中还有智慧音箱等许多IoT设备在背景运作。MLO能让电视采用6 GHz频段以保证高吞吐量;笔电使用5 GHz频段以确保视讯稳定;VR设备则可在5 GHz和6 GHz间切换以实现低延迟,避免频段拥塞问题,确保所有设备的连线保持流畅。

MLO拥有以下五种连接模式:

表一 MLO 五种连接模式

假设某个频段发生干扰时,MLO中的eMLSR功能能让数据透过其他链路传输,提高可靠性。试想在一个热门咖啡厅,30位顾客同时使用Wi-Fi,有人下载文件、有人看直播、玩手游,若5 GHz频段受邻近Wi-Fi干扰而不稳定,MLO可自动将受影响的设备切换到6 GHz频段,维持直播和游戏不中断,顾客体验得以维持。

此外,MLO还能有效减少延迟,特别适用于VR/AR、云端游戏和实时应用。举例来说,一位玩家在家同时运行云端游戏和AR应用,MLO能让游戏设备使用6 GHz频段以确保低延迟画面流畅,AR应用则在5 GHz频段,即使背景有其他设备运作,无缝的体验依然能够实现。

Wi-Fi 7 eMLSR实测

本文针对目前市面上具备 eMLSR 功能的产品进行实测。值得注意的是,eMLSR 功能必须由双方(AP 与 Station)共同支持才能启用,若任一端不支持,则无法触发此功能。故本文实验之产品皆有支持eMLSR功能,联机的Station使用Intel BE200。整体测试环境在无线设备解决方案(AWE)(如图一)中执行,在测试过程中我们会加入干扰讯号来仿真受到干扰后所触发eMLSR现象,并且观察过程中的Throughout与Latency变化来比较其效能好坏。

图一  无线设备解决方案Allion Wireless Equipment (AWE)

Allion利用AWE设备进行市面上大厂牌AP的eMLSR功能与性能验证,确保AP在相同测试条件下的稳定性与可靠性。透过详细的量测数据分析,能够深入探讨各项关键指标,如吞吐量、延迟的效能表现。

AP分析与量测结果

本文分析主要针对干扰前、中、后,各家AP跳频行为表现,并聚焦以下三项效能指标变化:

  1. 观察eMLSR跳频行为是否将通讯频段做合理调动
  2. 观察Latency, Max Latency是否过高
  3. 观察整体Throughput在不同干扰状况下是否能够提供最好的性能

由图二中E品牌Throughput结果可观察到:

干扰前

AP与Station建立在6 GHz频段,Throughput在Downlink加上Uplink方向总和最高可达到2200 Mbps。

加入干扰后

原先在6 GHz频段花费3 sec切换至5 GHz频段,Throughput效能受到干扰影响而下降,在Downlink加上Uplink方向总和下降到只剩下1000 Mbps。

关闭干扰后

过了69 Sec从5GHz频段切换回去6GHz 。Throughput在Downlink加上Uplink方向总和可回到干扰加入之前的水平。

图二 E品牌Throughput结果

由图三E品牌Latency结果可观察到

干扰前

Latency皆落在10 ms内。

加入干扰后

在干扰加入后于64 sec从6 GHz切至5 GHz,在切换后Latency逐渐上升。

关闭干扰后

关闭后仍不稳定Max到30.07ms,直到切回6 GHz后Latency会下降至10ms内。

图三 E品牌Latency结果

百佳泰AP Data Base Benchmark比较

我们进一步整合了Allion Wi-Fi 7 AP数据库内的A牌与B牌产品,进行三台AP的性能差异比较。

如图四所示,三台AP Max Latency中,绿色为E牌、黄色为B牌、蓝色为A牌。图四的上方图表为AP to Station方向之Max Latency,可观察到E牌的AP在三种状态的Max Latency变化不大,表现稳定;B牌的AP在Interference Off出现明显延迟上升,而Interference On延迟最低,Before Interference On,A牌的AP的Max Latency整体较低。图四的下方图表则为Station to AP方向之Max Latency,E牌的AP在三种状态的Max Latency变化不大,表现稳定,B牌的AP在Interference On与Interference Off条件下,Max Latency较高,A牌的AP的Max Latency整体还是较低。

图四 Max Latency比较图

图五为三台AP 的Throughput表现,在Before Interference On条件最好的Throughput数值为A牌,其Throughput可达到3802 Mbps;其次是B牌3620 Mbps;最后则是E牌2092 Mbps。在Interference On条件最好的Throughput数值为A牌,其Throughput可达到3152 Mbps;其次是E牌1056 Mbps;最后则是B牌940 Mbps。在Interference Off条件最好的Throughput数值为A牌,其数值可达到3750 Mbps;其次是E牌1617 Mbps;最后则是B牌982 Mbps。

总合上述结果,A牌AP受到干扰后并启用eMLSR功能可以维持良好Throughput效能,其余两台AP在受到干扰并启用eMLSR功能后,无法保持良好Throughput效能。

图五 Throughput比较图

总结

综合上述实验结果可观察到整体效能A>B>E

eMLSR作为Wi-Fi 7 MLO新增技术,其关键优势在于受到外界干扰时,仍能维持高速的Throughput与低Latency。该功能能有效提升用户体验,势必在未来会有更多的AP或是Station具备eMLSR功能。

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如同前述的无线效能实测案例所展示,AWE设备具备完整且稳定的测试环境进行Issue分析,且

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