Onlangs het toestelle wat Wi-Fi 6 (IEEE 802.11ax)-tegnologie ondersteun, waaroor baie gepraat word, onlangs die mark betree. Maar min mense weet dat die ontwikkeling van 'n nuwe generasie Wi-Fi-tegnologie reeds aan die gang is - Wi-Fi 7 (IEEE 802.11be). Vind uit hoe Wi-Fi 7 sal wees in hierdie artikel.
voorgeskiedenis
In September 2020 sal ons die 30ste herdenking van die IEEE 802.11-projek vier, wat ons lewens aansienlik beïnvloed het. Tans is Wi-Fi-tegnologie, gedefinieer deur die IEEE 802.11-familie van standaarde, die gewildste draadlose tegnologie wat gebruik word om aan die internet te koppel, met Wi-Fi wat meer as die helfte van gebruikersverkeer dra. Terwyl sellulêre tegnologie homself elke dekade herbrand, soos die vervanging van die naam 4G met 5G, vir Wi-Fi-gebruikers, vind verbeterings in dataspoed, sowel as die bekendstelling van nuwe dienste en nuwe kenmerke, byna ongemerk plaas. Min klante gee om oor die letters "n", "ac" of "byl" wat op "802.11" op toerustingbokse volg. Maar dit beteken nie dat Wi-Fi nie ontwikkel nie.
Een bewys van die evolusie van Wi-Fi is die dramatiese toename in gegradeerde dataspoed: van 2 Mbps in die 1997-weergawe tot byna 10 Gbps in die jongste 802.11ax-standaard, ook bekend as Wi-Fi 6. Moderne Wi-Fi bereik sulke prestasiewinste as gevolg van vinniger sein- en kode-ontwerpe, wyer kanale en die gebruik van tegnologie .
Benewens die hoofstroom van hoëspoed draadlose plaaslike area netwerke, sluit die evolusie van Wi-Fi verskeie nisprojekte in. Byvoorbeeld, Wi-Fi HaLow (802.11ah) was 'n poging om Wi-Fi na die draadlose Internet of Things-mark te bring. Millimetergolf-Wi-Fi (802.11ad/ay) ondersteun nominale datasnelhede van tot 275 Gbps, alhoewel oor baie kort afstande.
Nuwe toepassings en dienste wat verband hou met hoëdefinisie-videostroming, virtuele en volgemaakte realiteit, speletjies, afgeleë kantoor- en wolkrekenaars, sowel as die behoefte om groot getalle gebruikers met intense verkeer op draadlose netwerke te ondersteun, vereis hoë werkverrigting.
Wi-Fi 7 doelwitte
In Mei 2019 het die BE (TGbe) subgroep van die 802.11 Werkgroep van die Plaaslike en Metropolitaanse Gebiedsnetwerkstandaardekomitee begin werk aan 'n nuwe toevoeging tot die Wi-Fi-standaard wat sal toeneem nominale deurset tot meer as 40 Gbit/s in een frekwensiekanaal van die "tipiese" Wi-Fi-reeks <= 7 GHz. Alhoewel baie dokumente 'maksimum deurset van ten minste 30 Gbps' noem, sal die nuwe fisiese laagprotokol nominale snelhede van meer as 40 Gbps verskaf.
Nog 'n belangrike ontwikkelingsrigting vir Wi-Fi 7 is ondersteuning vir intydse toepassings (speletjies, virtuele en uitgebreide werklikheid, robotbeheer). Dit is opmerklik dat hoewel Wi-Fi oudio- en videoverkeer op 'n spesiale manier hanteer, dit lank reeds geglo word dat die verskaffing van standaardvlak-gewaarborgde lae latency (millisekondes), ook bekend as Tydsensitiewe Netwerk, in Wi-Fi-netwerke fundamenteel is. onmoontlik. In November 2017 het ons span van die IITP RAS en die Nasionale Navorsingsuniversiteit Hoër Skool vir Ekonomie (moenie dit vir PR neem nie) 'n ooreenstemmende voorstel in die IEEE 802.11-groep gemaak. Die voorstel het baie belangstelling uitgelok en 'n spesiale subgroep is in Julie 2018 geloods om die kwessie verder te bestudeer. Omdat die ondersteuning van intydse toepassings beide hoë nominale datatempo's en verbeterde skakellaagfunksionaliteit vereis, het die 802.11-werkgroep besluit om metodes te ontwikkel om intydse toepassings binne Wi-Fi 7 te ondersteun.
’n Belangrike kwessie met Wi-Fi 7 is die naasbestaan daarvan met sellulêre netwerktegnologieë (4G/5G) wat deur 3GPP ontwikkel word en in dieselfde ongelisensieerde frekwensiebande werk. Ons praat van LTE-LAA/NR-U. Om die probleme wat verband hou met die naasbestaan van Wi-Fi en sellulêre netwerke te bestudeer, het IEEE 802.11 die Coexisting Standing Committee (Coex SC) van stapel gestuur. Ten spyte van talle vergaderings en selfs 'n gesamentlike werkswinkel van 3GPP- en IEEE 802.11-deelnemers in Julie 2019 in Wene, is tegniese oplossings nog nie goedgekeur nie. 'n Moontlike verklaring vir hierdie nutteloosheid is dat beide IEEE 802 en 3GPP huiwerig is om hul eie tegnologieë te verander om aan die ander te voldoen. Dus, Dit is tans onduidelik of die Coex SC-besprekings die Wi-Fi 7-standaard sal beïnvloed.
Ontwikkelingsproses
Alhoewel die Wi-Fi 7-ontwikkelingsproses in sy baie vroeë stadiums is, was daar tot dusver byna 500 voorstelle vir nuwe funksionaliteit vir die komende Wi-Fi 7, ook bekend as IEEE 802.11be. Die meeste van die idees word net in die be-subgroep bespreek en 'n besluit daaroor is nog nie geneem nie. Ander idees is onlangs goedgekeur. Hieronder sal duidelik aangedui word watter voorstelle goedgekeur word en watter slegs bespreek word.
Daar is oorspronklik beplan dat die ontwikkeling van die belangrikste nuwe meganismes teen Maart 2021 voltooi sou wees. Die finale weergawe van die standaard word vroeg in 2024 verwag. In Januarie 2020 het 11 kommer uitgespreek oor of ontwikkeling op skedule sal bly teen die huidige tempo van werk. Om die standaardontwikkelingsproses te bespoedig, het die subgroep ingestem om 'n klein stel hoë-prioriteit-kenmerke te kies wat teen 2021 vrygestel kan word (Vrystelling 1), en die res by Release 2 te laat. en sluit ondersteuning in vir 320 MHz, 4K-QAM, ooglopende verbeterings aan OFDMA vanaf Wi-Fi 6, MU-MIMO met 16 strome.
Weens die koronavirus vergader die groep tans nie persoonlik nie, maar hou gereeld telekonferensies. Ontwikkeling het dus ietwat verlangsaam, maar nie opgehou nie.
Tegnologie besonderhede
Kom ons kyk na die belangrikste innovasies van Wi-Fi 7.
- Die nuwe fisiese laag-protokol is 'n ontwikkeling van die Wi-Fi 6-protokol met 'n tweevoudige toename bandwydte tot 320 MHz, dubbel die aantal ruimtelike MU-MIMO-strome, wat die nominale deurset met 2×2 = 4 keer verhoog. Wi-Fi 7 begin ook modulasie gebruik 4K-QAM, wat nog 20% by die nominale deurset voeg. Daarom sal Wi-Fi 7 2x2x1,2 = 4,8 keer die gegradeerde datatempo van Wi-Fi 6 verskaf: Wi-Fi 7 se maksimum gegradeerde deurset is 9,6 Gbps x 4,8 = 46 Gbit/s. Daarbenewens sal daar 'n revolusionêre verandering in die fisiese laag protokol wees om versoenbaarheid met toekomstige weergawes van Wi-Fi te verseker, maar dit sal onsigbaar bly vir gebruikers.
- Verander die kanaaltoegangsmetode vir intydse toepassingsondersteuning sal uitgevoer word met inagneming van die ervaring van IEEE 802 TSN vir bedrade netwerke. Deurlopende besprekings in die standaardekomitee hou verband met die ewekansige terugbetalingsprosedure vir kanaaltoegang, verkeersdienskategorieë en dus aparte rye vir intydse verkeer, en pakkiediensbeleide.
- Bekendgestel in Wi-Fi 6 (802.11ax) OFDMA – tyd- en frekwensieverdeling-kanaaltoegangsmetode (soortgelyk aan dié wat in 4G- en 5G-netwerke gebruik word) – bied nuwe geleenthede vir optimale hulpbrontoewysing. In 11ax is OFDMA egter nie buigsaam genoeg nie. Eerstens laat dit die toegangspunt toe om slegs een hulpbronblok van 'n voorafbepaalde grootte aan die kliënttoestel toe te ken. Tweedens, dit ondersteun nie direkte transmissie tussen kliëntstasies nie. Albei nadele verminder spektrale doeltreffendheid. Boonop verlaag die gebrek aan buigsaamheid van verouderde Wi-Fi 6 OFDMA werkverrigting in digte netwerke en verhoog die latensie, wat van kritieke belang is vir intydse toepassings. 11be sal hierdie OFDMA-probleme oplos.
- Een van die bevestigde revolusionêre veranderinge van Wi-Fi 7 is inheemse ondersteuning gelyktydige gebruik van verskeie parallelle verbindings op verskillende frekwensies, wat baie nuttig is vir beide groot datatempo's en uiters lae latensie. Alhoewel moderne skyfiestelle reeds verskeie verbindings gelyktydig kan gebruik, byvoorbeeld in die 2.4- en 5 GHz-bande, is hierdie verbindings onafhanklik, wat die doeltreffendheid van so 'n operasie beperk. In 11be sal 'n vlak van sinchronisasie tussen kanale gevind word wat doeltreffende gebruik van kanaalhulpbronne moontlik maak en aansienlike veranderinge in die reëls van die kanaaltoegangsprotokol sal meebring.
- Die gebruik van baie wye kanale en 'n groot aantal ruimtelike strome lei tot die probleem van hoë bokoste wat verband hou met die kanaaltoestandskattingsprosedure wat vir MIMO en OFDMA vereis word. Hierdie bokoste kanselleer enige winste uit die verhoging van nominale datatariewe. Het dit verwag die kanaaltoestandbeoordelingsprosedure sal hersien word.
- In die konteks van Wi-Fi 7 bespreek die standaardkomitee die gebruik van 'n paar "gevorderde" data-oordragmetodes. In teorie verbeter hierdie metodes spektrale doeltreffendheid in die geval van herhaalde transmissiepogings, sowel as gelyktydige transmissies in dieselfde of teenoorgestelde rigtings. Ons praat van hibriede outomatiese herhaalversoek (HARQ), wat tans in sellulêre netwerke gebruik word, voldupleksmodus en nie-ortogonale meervoudige toegang (NOMA). Hierdie tegnieke is goed bestudeer in die literatuur in teorie, maar dit is nog nie duidelik of die produktiwiteitswinste wat hulle verskaf die moeite werd sal wees om dit te implementeer nie.
- Gebruik HARQ bemoeilik deur die volgende probleem. In Wi-Fi word pakkies aanmekaar geplak om oorhoofse koste te verminder. In huidige weergawes van Wi-Fi word die aflewering van elke pakkie binne-in die vasgeplakte een bevestig en, as bevestiging nie kom nie, word die oordrag van die pakkie herhaal deur kanaaltoegangsprotokolmetodes te gebruik. HARQ skuif herprobasies van die dataskakel na die fisiese laag, waar daar nie meer pakkies is nie, maar slegs kodewoorde, en die grense van die kodewoorde nie saamval met die grense van die pakkies nie. Hierdie desinchronisasie bemoeilik die implementering van HARQ in Wi-Fi.
- Met betrekking tot Volledige dupleks, dan is dit tans nóg in sellulêre netwerke nóg in Wi-Fi-netwerke moontlik om data gelyktydig in dieselfde frekwensiekanaal na en van die toegangspunt (basisstasie) te versend. Vanuit 'n tegniese oogpunt is dit te wyte aan die groot verskil in die krag van die gestuurde en ontvangde sein. Alhoewel daar prototipes is wat digitale en analoog aftrekking van die gestuurde sein van die ontvangde sein kombineer, wat in staat is om 'n Wi-Fi-sein tydens die oordrag daarvan te ontvang, kan die wins wat hulle in die praktyk kan verskaf weglaatbaar wees as gevolg van die feit dat op enige gegewe tydstip die stroomaf is nie gelyk aan die stygende een nie (gemiddeld "in die hospitaal" is die dalende een aansienlik groter). Boonop sal so 'n tweerigting-oordrag die protokol aansienlik bemoeilik.
- Terwyl die oordrag van veelvuldige strome met behulp van MIMO veelvuldige antennas vir die sender en ontvanger vereis, kan die toegangspunt met nie-ortogonale toegang gelyktydig data aan twee ontvangers vanaf 'n enkele antenna stuur. Verskeie nie-ortogonale toegangsopsies is by die nuutste 5G-spesifikasies ingesluit. Prototipe NOMA Wi-Fi is vir die eerste keer in 2018 by die IITP RAS geskep (weereens, moenie dit as PR beskou nie). Dit het 'n prestasieverhoging van 30-40% getoon. Die voordeel van die ontwikkelde tegnologie is sy terugwaartse versoenbaarheid: een van die twee ontvangers kan 'n verouderde toestel wees wat nie Wi-Fi 7 ondersteun nie. Oor die algemeen is die probleem van terugwaartse versoenbaarheid baie belangrik, aangesien toestelle van verskillende generasies gelyktydig kan werk op 'n Wi-Fi-netwerk. Tans is verskeie spanne regoor die wêreld besig om die doeltreffendheid van die gekombineerde gebruik van NOMA en MU-MIMO te ontleed, waarvan die resultate die toekomstige lot van die benadering sal bepaal. Ons gaan ook voort om aan die prototipe te werk: die volgende weergawe daarvan sal by die IEEE INFOCOM-konferensie in Julie 2020 aangebied word.
- Ten slotte, nog 'n belangrike innovasie, maar met 'n onduidelike lot, is gekoördineerde werking van toegangspunte. Alhoewel baie verskaffers hul eie gesentraliseerde beheerders vir ondernemings Wi-Fi-netwerke het, is die vermoëns van sulke beheerders oor die algemeen beperk tot langtermyn parameterkonfigurasie en kanaalkeuse. Die standaardkomitee bespreek nouer samewerking tussen naburige toegangspunte, wat gekoördineerde transmissieskedulering, bundelvorming en selfs verspreide MIMO-stelsels insluit. Sommige van die benaderings wat oorweeg word, gebruik opeenvolgende interferensiekansellasie (ongeveer dieselfde as in NOMA). Alhoewel benaderings vir 11be-koördinasie nog nie ontwikkel is nie, is daar geen twyfel dat die standaard toegangspunte van verskillende vervaardigers sal toelaat om transmissieskedules met mekaar te koördineer om wedersydse inmenging te verminder nie. Ander, meer komplekse benaderings (soos verspreide MU-MIMO) sal moeiliker wees om in die standaard te implementeer, hoewel sommige lede van die groep vasbeslote is om dit binne Vrystelling 2 te doen. Ongeag die uitkoms, die lot van toegangspuntkoördinasiemetodes is onduidelik. Selfs as dit by die standaard ingesluit is, sal hulle dalk nie die mark bereik nie. 'n Soortgelyke ding het al voorheen gebeur toe daar probeer is om orde in Wi-Fi-uitsendings te bring met behulp van oplossings soos HCCA (11e) en HCCA TXOP Negotiation (11be).
Samevattend blyk dit dat die meeste van die voorstelle wat met die eerste vyf groepe geassosieer word deel van Wi-Fi 7 sal word, terwyl die voorstelle wat met die laaste twee groepe geassosieer word, aansienlike bykomende navorsing vereis om hul doeltreffendheid te bewys.
Meer tegniese besonderhede
Tegniese besonderhede oor Wi-Fi 7 kan gelees word (in Engels)
Bron: will.com