Son zamanlar haqqında çox danışılan Wi-Fi 6 (IEEE 802.11ax) texnologiyasını dəstəkləyən qurğular bazara yeni daxil olub. Ancaq az adam bilir ki, yeni nəsil Wi-Fi texnologiyasının - Wi-Fi 7 (IEEE 802.11be) üzərində iş gedir. Bu məqalədə Wi-Fi 7-nin necə olacağını öyrənin.
Prehistorya
2020-ci ilin sentyabr ayında həyatımıza əhəmiyyətli dərəcədə təsir edən IEEE 30 layihəsinin 802.11-cu ildönümünü qeyd edəcəyik. Hal-hazırda, IEEE 802.11 ailə standartları ilə müəyyən edilmiş Wi-Fi texnologiyası İnternetə qoşulmaq üçün istifadə edilən ən populyar simsiz texnologiyadır və Wi-Fi istifadəçi trafikinin yarıdan çoxunu daşıyır. Mobil texnologiya hər onillikdə özünü rebrendinq etsə də, məsələn, 4G adının 5G ilə əvəz edilməsi, Wi-Fi istifadəçiləri üçün məlumatların sürətinin təkmilləşdirilməsi, həmçinin yeni xidmətlərin və yeni funksiyaların tətbiqi demək olar ki, diqqətdən kənarda qalır. Avadanlıq qutularında "802.11"dən sonra gələn "n", "ac" və ya "ax" hərflərinə az sayda müştəri əhəmiyyət verir. Amma bu o demək deyil ki, Wi-Fi inkişaf etmir.
Wi-Fi-nin təkamülünün sübutlarından biri nominal məlumat sürətinin kəskin artmasıdır: 2-ci il versiyasında 1997 Mbit/s-dən Wi-Fi 10 kimi tanınan ən son 802.11ax standartında demək olar ki, 6 Gbit/s-ə qədər. Müasir Wi-Fi belə imkanlara çatır. daha sürətli siqnal və kod dizaynları, daha geniş kanallar və texnologiyadan istifadə sayəsində performans artımı .
Yüksək sürətli simsiz lokal şəbəkələrin əsas axınına əlavə olaraq, Wi-Fi təkamülü bir neçə niş layihələri əhatə edir. Məsələn, Wi-Fi HaLow (802.11ah) Wi-Fi-ı əşyaların simsiz İnterneti bazarına gətirmək cəhdi idi. Millimetr dalğalı Wi-Fi (802.11ad/ay) çox qısa məsafələrdə də olsa, 275 Gbit/s-ə qədər nominal məlumat sürətini dəstəkləyir.
Yüksək dəqiqlikli video axını, virtual və əlavə reallıq, oyun oyunları, uzaq ofis və bulud hesablamaları, həmçinin simsiz şəbəkələrdə intensiv trafikə malik çoxlu sayda istifadəçinin dəstəklənməsi ehtiyacı ilə bağlı yeni tətbiqlər və xidmətlər yüksək performans tələb edir.
Wi-Fi 7 qol
2019-cu ilin may ayında Yerli və Böyükşəhər Şəbəkə Standartları Komitəsinin 802.11 İşçi Qrupunun BE (TGbe) alt qrupu Wi-Fi standartına yeni bir əlavə üzərində işə başladı və bu, artacaq. 40 Gbit/s-dən çox nominal ötürmə qabiliyyəti "tipik" Wi-Fi diapazonunun bir tezlik kanalında <= 7 GHz. Bir çox sənədlərdə “ən azı 30 Gbit/s maksimum ötürmə qabiliyyəti” göstərilsə də, yeni fiziki səviyyə protokolu 40 Gbit/s-dən çox nominal sürəti təmin edəcək.
Wi-Fi 7 üçün digər mühüm inkişaf istiqamətidir real vaxt proqramları üçün dəstək (oyunlar, virtual və genişlənmiş reallıq, robot nəzarəti). Maraqlıdır ki, Wi-Fi audio və video trafikini xüsusi üsulla idarə etsə də, uzun müddətdir ki, Wi-Fi şəbəkələrində Zamana Həssas Şəbəkə kimi tanınan standart səviyyəli zəmanətli aşağı gecikmə müddətini (millisaniyələr) təmin etmək çoxdan inanılırdı. qeyri-mümkün. 2017-ci ilin noyabr ayında IITP RAS və Milli Tədqiqat Universitetinin Ali İqtisadiyyat Məktəbindən olan komandamız (bunu PR üçün qəbul etməyin) IEEE 802.11 qrupunda müvafiq təkliflə çıxış etdi. Təklif böyük marağa səbəb oldu və 2018-ci ilin iyul ayında məsələni daha da öyrənmək üçün xüsusi alt qrup yaradıldı. Real vaxt rejimində tətbiqləri dəstəkləmək həm yüksək nominal məlumat sürəti, həm də təkmilləşdirilmiş keçid qatı funksionallığı tələb etdiyindən, 802.11 İşçi Qrupu Wi-Fi 7 daxilində real vaxt proqramlarını dəstəkləmək üçün metodlar hazırlamaq qərarına gəldi.
Wi-Fi 7 ilə bağlı mühüm problem onun 4GPP tərəfindən hazırlanmış və eyni lisenziyasız tezlik diapazonlarında işləyən mobil şəbəkə texnologiyaları (5G/3G) ilə birgə mövcudluğudur. Söhbət LTE-LAA/NR-U-dan gedir. Wi-Fi və mobil şəbəkələrin birgə mövcudluğu ilə bağlı problemləri öyrənmək üçün IEEE 802.11 birgə mövcud Daimi Komitə (Coex SC) yaratdı. 3-cu ilin iyulunda Vyanada keçirilən çoxsaylı görüşlərə və hətta 802.11GPP və IEEE 2019 iştirakçılarının birgə seminarına baxmayaraq, texniki həllər hələ təsdiqlənməyib. Bu mənasızlığın mümkün izahı odur ki, həm IEEE 802, həm də 3GPP öz texnologiyalarını digərinə uyğunlaşdırmaq üçün dəyişmək istəmirlər. Beləliklə, Coex SC müzakirələrinin Wi-Fi 7 standartına təsir edib-etməyəcəyi hələlik bəlli deyil.
İnkişaf prosesi
Wi-Fi 7-nin inkişaf prosesinin çox erkən mərhələlərində olmasına baxmayaraq, bu günə qədər IEEE 500be kimi tanınan qarşıdan gələn Wi-Fi 7 üçün yeni funksionallıq üçün təxminən 802.11 təklif var. İdeyaların çoxu yenicə be altqrupunda müzakirə olunur və onlar haqqında qərar hələ qəbul edilməyib. Digər ideyalar da bu yaxınlarda təsdiqlənib. Aşağıda hansı təkliflərin bəyənildiyi, hansının isə yalnız müzakirə olunduğu aydın şəkildə göstəriləcək.
Əvvəlcə əsas yeni mexanizmlərin hazırlanmasının 2021-ci ilin martına qədər başa çatdırılması planlaşdırılırdı. Standartın son versiyasının 2024-cü ilin əvvəlində təqdim ediləcəyi gözlənilir. 2020-ci ilin yanvar ayında 11, inkişafın hazırkı iş tempində qrafikə uyğun olaraq qalıb-qalmaması ilə bağlı narahatlıqlarını qaldırdı. Standart inkişaf prosesini sürətləndirmək üçün alt qrup 2021-ci ilə qədər buraxıla bilən yüksək prioritet funksiyaların kiçik dəstini seçməyə razılaşdı (Reliz 1) və qalanını Reliz 2-də buraxın. Yüksək prioritet funksiyalar əsas performans qazanclarını təmin etməlidir. və 320 MHz, 4K-QAM dəstəyi, Wi-Fi 6-dan OFDMA-da aşkar təkmilləşdirmələr, 16 axınlı MU-MIMO daxildir.
Koronavirus səbəbindən qrup hazırda şəxsən görüşmür, lakin mütəmadi olaraq telekonfranslar keçirir. Beləliklə, inkişaf bir qədər yavaşladı, amma dayanmadı.
Texnologiya detalları
Wi-Fi 7-nin əsas yeniliklərinə nəzər salaq.
- Yeni fiziki səviyyə protokolu ikiqat artımla Wi-Fi 6 protokolunun inkişafıdır 320 MHz-ə qədər bant genişliyi, məkan MU-MIMO axınlarının sayını iki dəfə artırır, bu da nominal ötürmə qabiliyyətini 2×2 = 4 dəfə artırır. Wi-Fi 7 də modulyasiyadan istifadə etməyə başlayır 4K-QAM, bu da nominal ötürmə qabiliyyətinə daha 20% əlavə edir. Buna görə də, Wi-Fi 7 Wi-Fi 2 ilə müqayisədə 2x1,2x4,8 = 6 dəfə qiymətləndirilmiş məlumat ötürmə sürətini təmin edəcək: Wi-Fi 7-nin maksimal nominal ötürmə qabiliyyəti 9,6 Gbps x 4,8 = 46 Gbit/s təşkil edir. Bundan əlavə, Wi-Fi-ın gələcək versiyaları ilə uyğunluğu təmin etmək üçün fiziki səviyyə protokolunda inqilabi dəyişiklik olacaq, lakin istifadəçilər üçün görünməz qalacaq.
- üçün kanala giriş metodunun dəyişdirilməsi real vaxt proqram dəstəyi simli şəbəkələr üçün IEEE 802 TSN təcrübəsi nəzərə alınmaqla həyata keçiriləcək. Standartlar komitəsində davam edən müzakirələr kanala giriş üçün təsadüfi geri çəkilmə proseduru, trafik xidməti kateqoriyaları və buna görə də real vaxt trafiki üçün ayrı növbələr və paket xidməti siyasətləri ilə bağlıdır.
- Wi-Fi 6-da (802.11ax) təqdim edilib OFDMA – vaxt və tezlik bölgüsü kanalına giriş metodu (4G və 5G şəbəkələrində istifadə olunana oxşar) – optimal resurs bölgüsü üçün yeni imkanlar təqdim edir. Bununla belə, 11ax-da OFDMA kifayət qədər çevik deyil. Birincisi, o, giriş nöqtəsinə müştəri cihazına əvvəlcədən müəyyən edilmiş ölçülü yalnız bir resurs blokunu ayırmağa imkan verir. İkincisi, müştəri stansiyaları arasında birbaşa ötürməni dəstəkləmir. Hər iki çatışmazlıq spektral səmərəliliyi azaldır. Bundan əlavə, köhnə Wi-Fi 6 OFDMA-nın çevikliyinin olmaması sıx şəbəkələrdə performansı aşağı salır və real vaxt tətbiqləri üçün vacib olan gecikməni artırır. 11be bu OFDMA problemlərini həll edəcək.
- Wi-Fi 7-nin təsdiqlənmiş inqilabi dəyişikliklərindən biri yerli dəstəkdir müxtəlif tezliklərdə bir neçə paralel əlaqənin eyni vaxtda istifadəsi, bu həm böyük məlumat sürəti, həm də çox aşağı gecikmə üçün çox faydalıdır. Müasir çipsetlər artıq eyni vaxtda birdən çox əlaqədən istifadə edə bilsələr də, məsələn, 2.4 və 5 GHz diapazonlarında, bu əlaqələr müstəqildir və bu, belə bir əməliyyatın effektivliyini məhdudlaşdırır. 11be-də kanal resurslarından səmərəli istifadə etməyə imkan verən və kanala giriş protokolunun qaydalarında əhəmiyyətli dəyişikliklərə səbəb olacaq kanallar arasında sinxronizasiya səviyyəsi tapılacaq.
- Çox geniş kanalların və çoxlu sayda fəza axınlarının istifadəsi MIMO və OFDMA üçün tələb olunan kanal vəziyyətinin qiymətləndirilməsi proseduru ilə bağlı yüksək yük probleminə gətirib çıxarır. Bu əlavə məsrəf nominal məlumat sürətinin artırılmasından əldə edilən hər hansı gəliri ləğv edir. Bunu gözləyirdi kanalın vəziyyətinin qiymətləndirilməsi proseduruna yenidən baxılacaq.
- Wi-Fi 7 kontekstində standartlar komitəsi bəzi "qabaqcıl" məlumat ötürmə üsullarından istifadəni müzakirə edir. Nəzəri olaraq, bu üsullar təkrar ötürmə cəhdləri, eləcə də eyni və ya əks istiqamətlərdə eyni vaxtda ötürülmələr halında spektral səmərəliliyi yaxşılaşdırır. Söhbət hazırda mobil şəbəkələrdə, tam dupleks rejimdə və ortoqonal olmayan çoxsaylı girişdən (NOMA) istifadə edilən hibrid avtomatik təkrar sorğudan (HARQ) gedir. Bu üsullar ədəbiyyatda nəzəri cəhətdən yaxşı öyrənilmişdir, lakin onların təmin etdiyi məhsuldarlıq qazanclarının onları həyata keçirmək səylərinə dəyər olub-olmayacağı hələ aydın deyil.
- Istifadə HARQ aşağıdakı problemlə çətinləşir. Wi-Fi-da yükü azaltmaq üçün paketlər bir-birinə yapışdırılır. Wi-Fi-ın cari versiyalarında, yapışdırılmış paketin içərisində hər bir paketin çatdırılması təsdiqlənir və təsdiq gəlmədikdə, paketin ötürülməsi kanala giriş protokolu metodlarından istifadə etməklə təkrarlanır. HARQ təkrar cəhdləri məlumat keçidindən fiziki təbəqəyə köçürür, burada artıq paket yoxdur, ancaq kod sözlər var və kod sözlərinin sərhədləri paketlərin sərhədləri ilə üst-üstə düşmür. Bu desinxronizasiya Wi-Fi-da HARQ-un tətbiqini çətinləşdirir.
- Gəlincə Tam Dubleks, onda hazırda nə mobil şəbəkələrdə, nə də Wi-Fi şəbəkələrində eyni tezlikli kanalda məlumatları giriş nöqtəsinə (baza stansiyası) və ondan eyni vaxtda ötürmək mümkün deyil. Texniki baxımdan bu, ötürülən və qəbul edilən siqnalın gücündə böyük fərqlə bağlıdır. Qəbul edilmiş siqnaldan ötürülən siqnalın rəqəmsal və analoq çıxarılmasını birləşdirən, onun ötürülməsi zamanı Wi-Fi siqnalını qəbul edə bilən prototiplər olsa da, onların praktikada təmin edə biləcəyi qazanc hər hansı bir zamanda əhəmiyyətsiz ola bilər. aşağı axın artan birinə bərabər deyil (orta hesabla "xəstəxanada" enən əhəmiyyətli dərəcədə böyükdür). Üstəlik, belə ikitərəfli ötürmə protokolu xeyli çətinləşdirəcək.
- MIMO-dan istifadə edərək çoxlu axınların ötürülməsi göndərici və alıcı üçün çoxlu antena tələb etsə də, ortoqonal olmayan giriş ilə giriş nöqtəsi eyni vaxtda bir antenadan iki alıcıya məlumat ötürə bilər. Müxtəlif qeyri-ortoqonal giriş seçimləri ən son 5G spesifikasiyalarına daxil edilmişdir. Prototip YOX AMMA Wi-Fi ilk dəfə 2018-ci ildə IITP RAS-da yaradılıb (yenidən bunu PR hesab etməyin). 30-40% performans artımı nümayiş etdirdi. Hazırlanmış texnologiyanın üstünlüyü onun geriyə uyğunluğudur: iki alıcıdan biri Wi-Fi 7-ni dəstəkləməyən köhnəlmiş cihaz ola bilər. Ümumiyyətlə, geriyə uyğunluq problemi çox vacibdir, çünki müxtəlif nəsillərin cihazları eyni vaxtda işləyə bilər. Wi-Fi şəbəkəsində. Hazırda dünyada bir neçə komanda NOMA və MU-MIMO-nun birgə istifadəsinin effektivliyini təhlil edir, onların nəticələri yanaşmanın gələcək taleyini müəyyən edəcək. Biz həmçinin prototip üzərində işi davam etdiririk: onun növbəti versiyası 2020-ci ilin iyulunda IEEE INFOCOM konfransında təqdim olunacaq.
- Nəhayət, taleyi qeyri-müəyyən olan başqa bir mühüm yenilikdir giriş nöqtələrinin əlaqələndirilmiş işi. Bir çox satıcıların müəssisə Wi-Fi şəbəkələri üçün öz mərkəzləşdirilmiş nəzarətçiləri olmasına baxmayaraq, belə nəzarətçilərin imkanları ümumiyyətlə uzunmüddətli parametr konfiqurasiyası və kanal seçimi ilə məhdudlaşır. Standartlar komitəsi koordinasiyalı ötürmə cədvəli, şüa formalaşdırma və hətta paylanmış MIMO sistemlərini əhatə edən qonşu giriş nöqtələri arasında daha sıx əməkdaşlığı müzakirə edir. Baxılan yanaşmaların bəziləri ardıcıl müdaxilənin ləğvindən istifadə edir (NOMA-da olduğu kimi). 11be koordinasiyası üçün yanaşmalar hələ işlənməsə də, şübhə yoxdur ki, standart qarşılıqlı müdaxiləni azaltmaq üçün müxtəlif istehsalçıların giriş nöqtələrinə ötürmə cədvəllərini bir-biri ilə əlaqələndirməyə imkan verəcək. Digər, daha mürəkkəb yanaşmaların (məsələn, paylanmış MU-MIMO) standarta tətbiqi daha çətin olacaq, baxmayaraq ki, qrupun bəzi üzvləri bunu 2-ci Reliz çərçivəsində etməkdə qərarlıdırlar. Nəticədən asılı olmayaraq, giriş nöqtəsinin koordinasiya metodlarının taleyi aydın deyil. Standarta daxil olsalar belə, bazara çıxmaya bilərlər. HCCA (11e) və HCCA TXOP Danışıqları (11be) kimi həllərdən istifadə edərək Wi-Fi ötürülmələrini qaydaya salmağa çalışarkən oxşar şey əvvəllər də baş vermişdi.
Xülasə, belə görünür ki, ilk beş qrupla əlaqəli təkliflərin əksəriyyəti Wi-Fi 7-nin bir hissəsi olacaq, son iki qrupla əlaqəli təkliflər isə onların effektivliyini sübut etmək üçün əhəmiyyətli əlavə araşdırma tələb edir.
Daha çox texniki təfərrüatlar
Wi-Fi 7 haqqında texniki təfərrüatları oxumaq olar (ingiliscə)
Mənbə: www.habr.com