MLO链路聚合技术
MLO链路聚合
MLO(Multi-Link Operation):多链路聚合技术,简单地讲是指我们的设备可以同时连两个WiFi热点,比如2.4G+5G,5G+5G,国外开放了6G频段,甚至可以5G+6G。
MLO的优势:
1、更快的吞吐量。Link1和Link2两路链接的网速聚合,获得更高的网速。
2、更低的网络延迟。网络Wi-Fi链接可以动态切换,当其中一路遇到干扰时,可以动态切到另外一路更好的Wi-Fi链接。
3、更高的可靠性。毕竟连两路Wi-Fi热点,数据传输更可靠,嘈杂环境也没那么容易断线
MLO PHY
MLD(即支持MLO的设备)PHY:
在MLD以前的IC虽然支持多个频段的连接,但是每一次只能够选择一个频段进行连接。所以对于一个终端而言,一次只能够和AP建立单独一个Wi-Fi连接,这个连接要不是在2.4GHz上某个信道,要不是在5GHz上的某个信道。而AP可以多个频段同时工作,但是其实现方法是通过多IC的方式处理的,也就是不同频段使用不同的IC进行隔离,从而能够允许多频段的并行工作。之所以一块IC只能够提供一个频段的连接,很大程度上与IC内部只提供单个基带的设置有关。
时至今日,网络的高速发展下,速率和质量的需求逐步扩大,从而多链路的需求也随之产生,因此才开始重新展望MLD这种结构。
粗略而言,我们可以理解图的上半部分是一个AP,这个AP包含一个IC,这个IC里面包含三个device,这里画三个主要是设想中分别对应2.4GHz,5GHz以及6GHz,也就是2.4+5+6的场景。该图的下半部分对应的是终端,该终端和AP一样,同样是一个IC,里面三个device。AP和终端间可以建立多个连接,按照图例上包含2个连接,即Link 1和Link 2。这里描述没有特别凸显一个IC内,而是仍然采用AP,STA这样的概念描述,是为了兼容协议当前框架的描述,换言之,最简单理解就是把原来两个独立的东西,塞到一个地方,然后讨论其协同工作的模式,但是其本身独立工作的机理并没有做改变,只是添加了新的协作功能而已。
多链路设备的一个射频单元有至少两个以上的射频链路链接到空口,但对于LLC层仅只有一个MAC地址。相比于单链路设备,在射频链路上增加了冗余。设备根据使用场景与空口状态,进行不同链路的切换与协同,来保障数据能够更高效、更快速、低延迟地进行传输。
MLO中还有一个一个概念就是Link的概念,代表实际的连接。注意:Link也有各自独立的mac地址。协议规定MLD的mac可以跟两个Link中的一个相同,也可以是另外不同的唯一地址
MLO STR和NSTR模式
STR模式全称是Simultaneous Tx and Rx,同时的收发工作模式。是一种不同Link间允许同时工作,所产生全双工的工作机制。两个Link是完全独立工作的,两者互不干扰。所以在传输过程中,就有可能会出现,link 1发送,link 2接收这样的情况,所以称为STR模式。(注意:和以太网上的全双工不是一个概念)
non-STR:不支持在两个link上同时TX/RX,两个link要么同时发送要么同时接收,比如2G+5G/6G
2.4G + 5G干扰比较小,所以可以用STR 同时进行TX/RX没有问题。而5G + 5G/6G由于信道相邻,一个link的发射很容易功率泄露出去影响到另外一个link的接收。
MLO MLMR和MLSR模式
这两种模式主要是站在当前工作的Link数量的角度来定义的。
虽然MLO支持多个Link,但并不是时时刻刻都有多个link在工作。比如一开始连上的时候,默认是只有一个link在工作的,主要是为了省电,等到系统检测到流量开始多起来,才会使能另外一条link来获得更好的性能。实际使用过程中的各种场景千千万万,也有很多其他场景被迫只能使用一根,比如干扰,SAP/P2P共流。
MLMR: Multi Link Multi Radio: 两条link都在工作
MLSR: Multi Link Single Radio: 只有一条link在工作,通过qos null pm=1 告诉路由器我这条link休眠了。
MLO 复制传输和联合传输
在多链路设备上进行数据传输的典型模式有复制传输和联合传输。复制传输,其中一个信道环境存在干扰时,接收端根据先到先得原则,可以有效地降低传输时延。联合传输,顾名思义就是将数据报文进行合理地拆分,同时在两个射频链路上进行数据传输,可以有效地提升传输效率。此外,多链路设备可以通过其中一个链路交换其它链路的工作状态和电源管理信息,使其仅在需要的时候进入工作状态,剩余时间休眠,更有效地节能。
MLO与传统双WIFI技术的对比
MLO确实很像双Wi-Fi加速,都是连两个Wi-Fi热点,都能实现加速特点。但WiFi 7的MLO跟这个其实不是一回事。现有的双WiFi加速实现的原理是双网卡(wlan0/wlan1),连两个WiFi会有两个IP地址,上层再把数据在TCP层次聚合在一起。而WiFi 7的MLO多链接操作,在逻辑上仍然是单网卡(wlan0),两个通路的数据在MAC层就聚合了,对上层来说,完全感知不到连了两个Wi-Fi热点。
双Wi-Fi加速:
双网卡双wlan节点双IP地址;
需要TCP层次的客制化修改以分配和聚合不同网卡的TCP连接;
可以支持任意2.4G+5G的热点混搭;
只对使用多TCP connections的app有好处;
UI层次,需要用户主动去连接两个Wi-Fi热点。
Wi-Fi 7 MLO:
单网卡单wlan节点单IP地址;
无需TCP层次的修改,用户空间感知不到有任何变化;
数据聚合发生在MAC层
对上层app的TCP connections没有任何要求;
需要路由器也支持WiFi MLO才能支持多链路操作;
UI层次,用户只要主动连一个热点,另外一个自动连接。