Faster is not Always Better: Cost of High Bit-Rates in Wi-Fi Networks
Le coût des débits élevés dans les réseaux wi-fi
Résumé
Wi-Fi networks implementing the IEEE 802.11 standard are deployed in diverse use-cases for personal and industrial applications. The latest IEEE 802.11ax amendment supports physical layer bit-rates up to 9.6 Gbps. In this article, we evaluate the end-to-end performance of different Wi-Fi generations and configurations with maximum bit-rates between 144 Mbps and 1200 Mbps in an electromagnetically shielded room. We characterize their throughput in uplink, downlink, and bi-directional streaming. We measure end-to-end throughput, re-transmissions, and used physical layer bit-rates. We observe that using faster bit-rates comes at a cost of increased re-transmission, which pushes the link further away from its theoretical throughput. Therefore, the throughput improvement using fast bit-rates does not correspond to the increased channel bandwidth, because of lower end-to-end reliability. We address this in the context of the increased use of Wi-Fi in industrial robotics where high reliability is preferred for control traffic and high throughput is preferred for streaming traffic. Therefore, future work, can address how the physical layer can change on a frame-by-frame basis based on the type of traffic.
Les réseaux Wi-Fi implémentant la norme IEEE802.11 sont déployés dans divers cas d’utilisation pour des applications personnelles et industrielles. Le dernier amendement IEEE802.11ax prend en charge les débits de la couche physique jusqu’à 9,6 Gbps. Dans cet article, nous évaluons les performances de bout en bout de différentes générations et configurations Wi-Fi avec des débits maximaux compris entre 144 Mbps et 1200 Mbps dans une salle blindée électromagnétiquement. Nous caractérisons leur débit en liaison montante, liaison descendante, et diffusion bidirectionnelle. Nous mesurons le débit de bout en bout, les retransmissions et les débits des couches physiques. Nous observons que l’utilisation de débits binaires plus rapides entraîne un coût de retransmission accru, ce qui éloigne la liaison de son débit théorique. Par conséquent, l’amélioration du débit en utilisant des débits binaires rapides ne correspond pas à l’augmentation de la bande passante du canal, en raison de la fiabilité de bout en bout inférieure. Nous abordons cette question dans le contexte de l’utilisation accrue du Wi-Fi dans la robotique industrielle où une fiabilité élevée est préférée pour le trafic de contrôle et un débit élevé est préféré pour le trafic en continu. Par conséquent, les travaux futurs peuvent aborder la façon dont la couche physique peut changer sur une base image par image en fonction du type de trafic.
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