Ricertamenti, i dispositi chì supportanu a tecnulugia Wi-Fi 6 (IEEE 802.11ax), chì si parla assai, sò entrati in u mercatu. Ma poche persone sanu chì u sviluppu di una nova generazione di tecnulugia Wi-Fi hè digià in corso - Wi-Fi 7 (IEEE 802.11be). Scuprite ciò chì Wi-Fi 7 serà cum'è in questu articulu.
Pristoria
In settembre 2020, celebreremu u 30 anniversariu di u prughjettu IEEE 802.11, chì hà un impattu significativu in a nostra vita. Attualmente, a tecnulugia Wi-Fi, definita da a famiglia di standard IEEE 802.11, hè a tecnulugia wireless più populari utilizata per cunnette à Internet, cù u Wi-Fi chì porta più di a mità di u trafficu di l'utilizatori. Mentre a tecnulugia cellulare si cambia ogni decenniu, cum'è rimpiazzà u nome 4G cù 5G, per l'utilizatori di Wi-Fi, i miglioramenti in a velocità di dati, è ancu l'intruduzioni di novi servizii è funzioni novi, passanu quasi inosservati. Pochi clienti si preoccupanu di e lettere "n", "ac" o "ax" chì seguitanu "802.11" nantu à i scatuli di l'equipaggiu. Ma questu ùn significa micca chì u Wi-Fi ùn hè micca evoluzione.
Una prova di l'evoluzione di u Wi-Fi hè l'aumentu drammaticu di a velocità di dati nominali: da 2 Mbps in a versione 1997 à quasi 10 Gbps in l'ultimu standard 802.11ax, cunnisciutu ancu Wi-Fi 6. U Wi-Fi mudernu righjunghji cusì. guadagnà u rendiment per via di disinni di signale è codice più veloce, canali più largu è l'usu di a tecnulugia .
In più di u mainstream di e rete locale wireless d'alta veloce, l'evoluzione di Wi-Fi include parechji prughjetti di nichu. Per esempiu, Wi-Fi HaLow (802.11ah) era un tentativu di portà Wi-Fi à u mercatu di l'Internet di e cose wireless. Wi-Fi d'onda millimetrica (802.11ad/ay) supporta tassi di dati nominali finu à 275 Gbps, anche se su distanze assai brevi.
Nuvelle applicazioni è servizii ligati à u streaming video in alta definizione, a realtà virtuale è aumentata, i ghjoculi, l'uffiziu remotu è l'informatica in nuvola, è ancu a necessità di sustene un gran numaru d'utilizatori cù un trafficu intensu nantu à e rete wireless, necessitanu un altu rendiment.
Wi-Fi 7 scopi
In maghju 2019, u sottugruppu BE (TGbe) di u Gruppu di Travagliu 802.11 di u Cumitatu di Norme di Rete Locale è Metropolitana hà iniziatu à travaglià in una nova aghjunta à u standard Wi-Fi chì aumenterà. throughput nominale finu à più di 40 Gbit/s in un canale di frequenza di a gamma "tipica" Wi-Fi <= 7 GHz. Ancu se parechji documenti listanu "un throughput massimu di almenu 30 Gbps", u novu protokollu di a capa fisica furnisce una velocità nominale in più di 40 Gbps.
Un'altra direzzione di sviluppu impurtante per Wi-Fi 7 hè supportu per l'applicazioni in tempu reale (ghjochi, realtà virtuale è aumentata, cuntrollu di robot). Hè nutate chì, ancu s'è u Wi-Fi gestisce u trafficu audio è video in una manera speciale, hè longu cridutu chì furnisce una latenza bassa garantita à livellu standard (millisecondi), cunnisciuta ancu cum'è Networking Sensibili à u Tempu, in e rete Wi-Fi hè fundamentalmente. impussibule. In u Novembre 2017, a nostra squadra di l'IITP RAS è a National Research University Higher School of Economics (ùn pigliate micca per PR) hà fattu una pruposta currispondente in u gruppu IEEE 802.11. A pruposta hà generatu assai interessu è un sottugruppu speciale hè statu lanciatu in lugliu 2018 per studià u prublema più. Perchè u supportu di l'applicazioni in tempu reale richiede altissime tassi di dati nominali è una funziunalità rinfurzata di u ligame, u Gruppu di travagliu 802.11 hà decisu di sviluppà metudi per sustene l'applicazioni in tempu reale in Wi-Fi 7.
Un prublema impurtante cù Wi-Fi 7 hè a so coesistenza cù tecnulugii di rete cellulare (4G / 5G) chì sò sviluppati da 3GPP è chì operanu in e stesse bande di freccia senza licenza. Si parla di LTE-LAA/NR-U. Per studià i prublemi assuciati cù a coesistenza di e rete Wi-Fi è cellulari, IEEE 802.11 hà lanciatu u Cumitatu Coexisting Standing (Coex SC). Malgradu numerosi riunioni è ancu un attellu cumunu di i participanti 3GPP è IEEE 802.11 in lugliu 2019 in Viena, e soluzioni tecniche ùn sò ancu state appruvate. Una spiegazione pussibile per questa futilità hè chì sia IEEE 802 è 3GPP sò riluttanti di cambià e so tecnulugia per cunfurmà cù l'altru. Cusì, Attualmente ùn hè micca chjaru se e discussioni di Coex SC anu un impattu in u standard Wi-Fi 7.
Prucessu di sviluppu
Ancu se u prucessu di sviluppu di Wi-Fi 7 hè in i so primi tempi, ci sò stati quasi 500 pruposte per a nova funziunalità per u prossimu Wi-Fi 7, cunnisciutu ancu IEEE 802.11be, finu à a data. A maiò parte di l'idee sò solu discutite in u sottogruppu be è una decisione nantu à elli ùn hè ancu stata presa. Altre idee sò state recentemente appruvate. Sottu sarà chjaramente indicatu quali pruposte sò appruvate è chì sò solu discutite.
Era inizialmente previstu chì u sviluppu di i novi meccanismi principali seria finitu da marzu 2021. A versione finale di u standard hè prevista à principiu di 2024. In ghjennaghju 2020, 11be hà suscitatu preoccupazioni nantu à se u sviluppu restava in u calendariu à u ritmu attuale di u travagliu. Per accelerà u prucessu di sviluppu standard, u sottugruppu accunsenu à selezziunà una piccula serie di funzioni d'alta priorità chì puderia esse liberata da 2021 (Release 1), è lascià u restu à a Release 2. Funzioni d'alta priorità deve furnisce i guadagni di rendiment principali. è include supportu per 320 MHz, 4K- QAM, megliurenze evidenti à OFDMA da Wi-Fi 6, MU-MIMO cù 16 flussi.
A causa di u coronavirus, u gruppu ùn si riunisce micca in persona, ma face regularmente teleconferenze. Cusì, u sviluppu rallentò un pocu, ma ùn si ferma.
Dettagli di tecnulugia
Fighjemu i principali innovazioni di Wi-Fi 7.
- U novu protokollu di a strata fisica hè un sviluppu di u protokollu Wi-Fi 6 cù un aumentu duppiu larghezza di banda finu à 320 MHz, doppia u numeru di flussi spaziali MU-MIMO, chì aumenta u throughput nominale da 2 × 2 = 4 volte. Wi-Fi 7 cumencia ancu cù a modulazione 4K-QAM, chì aghjunghje un altru 20% à u throughput nominale. Dunque, Wi-Fi 7 furnisce 2x2x1,2 = 4,8 volte a tarifa di dati nominali di Wi-Fi 6: u throughput massimu nominale di Wi-Fi 7 hè 9,6 Gbps x 4,8 = 46 Gbit/s. Inoltre, ci sarà un cambiamentu rivoluzionariu in u protocolu di a capa fisica per assicurà a cumpatibilità cù e versioni future di Wi-Fi, ma resterà invisibili à l'utilizatori.
- Cambia u metudu di accessu à u canali supportu di l'applicazioni in tempu reale serà realizatu tenendu in contu l'esperienza di IEEE 802 TSN per e rete cablate. E discussioni in corso in u cumitatu di standardi sò in relazione cù a prucedura di backoff aleatoriu per l'accessu à i canali, e categurie di serviziu di trafficu è dunque file separati per u trafficu in tempu reale è e pulitiche di serviziu di pacchetti.
- Intruduttu in Wi-Fi 6 (802.11ax) OFDMA - Metudu d'accessu à u canali di divisione di u tempu è di frequenza (simile à quellu utilizatu in e rete 4G è 5G) - furnisce novi opportunità per l'allocazione di risorse ottimali. Tuttavia, in 11ax, OFDMA ùn hè micca abbastanza flexible. Prima, permette à u puntu d'accessu per assignà solu un bloccu di risorse di una dimensione predeterminata à u dispositivu cliente. Siconda, ùn sustene micca a trasmissione diretta trà stazioni cliente. I dui svantaghji riducenu l'efficienza spettrale. Inoltre, a mancanza di flessibilità di u legacy Wi-Fi 6 OFDMA degrada u rendiment in reti densi è aumenta a latenza, chì hè critica per l'applicazioni in tempu reale. 11be risolverà questi prublemi OFDMA.
- Unu di i cambiamenti rivoluzionarii cunfirmati di Wi-Fi 7 hè u supportu nativu usu simultanea di parechje cunnessione parallele à frequenze diverse, chì hè assai utile per i tassi di dati enormi è per una latenza estremamente bassa. Ancu i chipsets muderni ponu digià aduprà parechje cunnessione simultaneamente, per esempiu, in i bandi 2.4 è 5 GHz, sti cunnessione sò indipindenti, chì limita l'efficacità di una tale operazione. In 11be, si trova un livellu di sincronizazione trà i canali chì permette un usu efficiente di e risorse di u canali è implica cambiamenti significativi in e regule di u protocolu d'accessu à i canali.
- L'usu di canali assai larghi è un gran numaru di flussi spaziali porta à u prublema di l'altu overhead assuciatu à a prucedura di stima di u statu di u canali necessariu per MIMO è OFDMA. Questu overhead annulla ogni guadagnu da l'aumentu di i tassi di dati nominali. Aspettatu chì a prucedura di valutazione di a cundizione di u canali serà rivista.
- In u cuntestu di Wi-Fi 7, u cumitatu di i normi discute l'usu di certi metudi di trasferimentu di dati "avanzati". In teoria, sti metudi migliurà l'efficienza spettrale in u casu di tentativi di trasmissione ripetuti, è ancu di trasmissioni simultanee in u listessu o direzzione opposta. Parlemu di a dumanda di ripetizione automatica hibrida (HARQ), attualmente aduprata in rete cellulare, modalità full-duplex è accessu multiplu non-ortogonale (NOMA). Sti tecnichi sò stati ben studiati in a literatura in teoria, ma ùn hè ancu chjaru se i guadagni di produtividade chì furniscenu valeranu a pena di mette in pratica.
- Usu HARQ cumplicatu da u prublema seguenti. In Wi-Fi, i pacchetti sò incollati inseme per riduce l'overhead. In e versioni attuali di Wi-Fi, a consegna di ogni pacchettu in l'incollatu hè cunfirmata è, se a cunferma ùn vene micca, a trasmissione di u pacchettu hè ripetuta cù i metudi di protocolu d'accessu à u canali. HARQ move retry da u ligame di dati à a strata fisica, induve ùn ci sò più pacchetti, ma solu codewords, è i cunfini di i codewords ùn coincidenu micca cù i limiti di i pacchetti. Questa desincronizazione complica l'implementazione di HARQ in Wi-Fi.
- Cuncirnendu Full-duplex, allora attualmente nè in rete cellulare nè in rete Wi-Fi hè pussibule di trasmette simultaneamente dati in u stessu canale di frequenza da è da u puntu d'accessu (stazione base). Da un puntu di vista tecnicu, questu hè duvuta à a grande diferenza in u putere di u signale trasmessu è ricevutu. Ancu s'ellu ci sò prototipi chì combinanu a sottrazione digitale è analogica di u signale trasmessu da u signale ricevutu, capaci di riceve un signalu Wi-Fi durante a so trasmissione, u guadagnu chì ponu furnisce in pratica pò esse insignificante per u fattu chì in ogni mumentu. u downstream ùn hè micca uguali à l'ascendente (in media "in l'uspidale" u discendenti hè significativamente più grande). Inoltre, una tale trasmissione bidirezionale cumplicà significativamente u protocolu.
- Mentre a trasmissione di più flussi cù MIMO richiede più antenne per u mittente è u destinatariu, cù un accessu non ortogonale u puntu d'accessu pò trasmette simultaneamente dati à dui destinatari da una sola antenna. Diverse opzioni d'accessu non ortogonali sò incluse in l'ultime specificazioni 5G. Prototipu NOMA Wi-Fi hè statu creatu prima in 2018 à l'IITP RAS (di novu, ùn cunsiderà micca PR). Hà dimustratu un aumentu di u rendiment di 30-40%. U vantaghju di a tecnulugia sviluppata hè a so cumpatibilità retroattiva: unu di i dui destinatarii pò esse un dispositivu anticu chì ùn sustene micca Wi-Fi 7. In generale, u prublema di cumpatibilità retrocede hè assai impurtante, postu chì i dispositi di e diverse generazioni ponu operare simultaneamente. nantu à una reta Wi-Fi. Attualmente, parechji squadre in u mondu analizanu l'efficacità di l'usu cumminatu di NOMA è MU-MIMO, i risultati di quale determinanu u futuru destinu di l'approcciu. Cuntinuemu ancu à travaglià annantu à u prototipu: a so prossima versione serà presentata à a cunferenza IEEE INFOCOM in lugliu 2020.
- Infine, una altra innuvazione impurtante, ma cù un destinu pocu chjaru, hè operazione coordinata di punti d'accessu. Ancu se parechji venditori anu u so propiu controller centralizatu per e rete Wi-Fi di l'impresa, e capacità di tali controller sò generalmente limitate à a cunfigurazione di paràmetri à longu andà è a selezzione di canali. U cumitatu di normi discute una cooperazione più stretta trà i punti d'accessu vicini, chì include a pianificazione di trasmissione coordinata, beamforming, è ancu sistemi MIMO distribuiti. Alcune di l'approcciu in cunsiderazione utilizanu l'annullamentu di l'interferenza sequenziale (circa u listessu cum'è in NOMA). Ancu se l'approcci per a coordinazione 11be ùn sò micca stati sviluppati, ùn ci hè micca dubbitu chì u standard permetterà à i punti d'accessu di diversi fabricatori di coordinà i programmi di trasmissione trà l'altri per riduce l'interferenza mutuale. Altri approcci più cumplessi (cum'è MU-MIMO distribuitu) seranu più difficiuli di implementà in u standard, ancu s'è certi membri di u gruppu sò determinati à fà cusì in a versione 2. Indipendentemente da u risultatu, u destinu di i metudi di coordinazione di u puntu d'accessu. ùn hè micca chjaru. Ancu s'ellu hè inclusu in u standard, ùn ponu micca ghjunghje à u mercatu. Una cosa simili hè accaduta prima quandu pruvate di mette l'ordine à e trasmissioni Wi-Fi usendu suluzioni cum'è HCCA (11e) è HCCA TXOP Negotiation (11be).
In riassuntu, pare chì a maiò parte di e pruposte assuciate cù i primi cinque gruppi diventeranu parte di Wi-Fi 7, mentre chì e pruposte assuciate cù l'ultimi dui gruppi necessitanu una ricerca supplementaria significativa per pruvà a so efficacità.
Più dettagli tecnichi
I dettagli tecnichi nantu à Wi-Fi 7 ponu esse leghje (in inglese)
Source: www.habr.com