Yn ddiweddar, mae dyfeisiau sy'n cefnogi technoleg Wi-Fi 6 (IEEE 802.11ax), sy'n cael ei siarad am lawer, wedi dod i mewn i'r farchnad yn ddiweddar. Ond ychydig o bobl sy'n gwybod bod datblygiad cenhedlaeth newydd o dechnoleg Wi-Fi eisoes ar y gweill - Wi-Fi 7 (IEEE 802.11be). Darganfyddwch sut le fydd Wi-Fi 7 yn yr erthygl hon.
cynhanes
Ym mis Medi 2020, byddwn yn dathlu 30 mlynedd ers prosiect IEEE 802.11, sydd wedi cael effaith sylweddol ar ein bywydau. Ar hyn o bryd, technoleg Wi-Fi, a ddiffinnir gan deulu safonau IEEE 802.11, yw'r dechnoleg ddiwifr fwyaf poblogaidd a ddefnyddir i gysylltu â'r Rhyngrwyd, gyda Wi-Fi yn cludo mwy na hanner y traffig defnyddwyr. Er bod technoleg gellog yn ailfrandio ei hun bob degawd, megis disodli'r enw 4G â 5G, ar gyfer defnyddwyr Wi-Fi, mae gwelliannau mewn cyflymder data, yn ogystal â chyflwyno gwasanaethau newydd a nodweddion newydd, yn digwydd bron yn ddisylw. Ychydig iawn o gwsmeriaid sy'n poeni am y llythrennau "n", "ac" neu "ax" sy'n dilyn "802.11" ar flychau offer. Ond nid yw hynny'n golygu nad yw Wi-Fi yn esblygu.
Un prawf o esblygiad Wi-Fi yw'r cynnydd dramatig mewn cyflymder data graddedig: o 2 Mbps yn fersiwn 1997 i bron i 10 Gbps yn y safon 802.11ax diweddaraf, a elwir hefyd yn Wi-Fi 6. Mae Wi-Fi modern yn cyrraedd o'r fath enillion perfformiad oherwydd dyluniadau signal a chod cyflymach, sianeli ehangach a'r defnydd o dechnoleg .
Yn ogystal â phrif ffrwd rhwydweithiau ardal leol diwifr cyflym, mae esblygiad Wi-Fi yn cynnwys sawl prosiect arbenigol. Er enghraifft, roedd Wi-Fi HaLow (802.11ah) yn ymgais i ddod â Wi-Fi i'r farchnad Rhyngrwyd Pethau diwifr. Mae Wi-Fi tonnau milimetr (802.11ad/ay) yn cefnogi cyfraddau data enwol o hyd at 275 Gbps, er dros bellteroedd byr iawn.
Mae angen perfformiad uchel ar gymwysiadau a gwasanaethau newydd sy'n ymwneud â ffrydio fideo manylder uwch, realiti rhithwir ac estynedig, hapchwarae, swyddfa anghysbell a chyfrifiadura cwmwl, yn ogystal â'r angen i gefnogi nifer fawr o ddefnyddwyr â thraffig dwys ar rwydweithiau diwifr.
Wi-Fi 7 gôl
Ym mis Mai 2019, dechreuodd is-grŵp BE (TGbe) o Weithgor 802.11 y Pwyllgor Safonau Rhwydwaith Ardal Leol a Metropolitan weithio ar ychwanegiad newydd at y safon Wi-Fi a fydd yn cynyddu. trwybwn enwol hyd at fwy na 40 Gbit yr eiliad mewn un sianel amledd o'r ystod Wi-Fi “nodweddiadol” <= 7 GHz. Er bod llawer o ddogfennau'n rhestru "trwybwn uchaf o 30 Gbps o leiaf", bydd y protocol haen ffisegol newydd yn darparu cyflymderau enwol o fwy na 40 Gbps.
Cyfeiriad datblygu pwysig arall ar gyfer Wi-Fi 7 yw cefnogaeth ar gyfer cymwysiadau amser real (gemau, rhith-realiti a realiti estynedig, rheolaeth robotiaid). Mae'n werth nodi, er bod Wi-Fi yn delio â thraffig sain a fideo mewn ffordd arbennig, credir ers tro bod darparu hwyrni isel gwarantedig lefel safonol (milieiliadau), a elwir hefyd yn Rhwydweithio Sensitif i Amser, mewn rhwydweithiau Wi-Fi yn sylfaenol. amhosibl. Ym mis Tachwedd 2017, gwnaeth ein tîm o’r IITP RAS ac Ysgol Economeg Uwch y Brifysgol Ymchwil Genedlaethol (peidiwch â’i gymryd ar gyfer Cysylltiadau Cyhoeddus) gynnig cyfatebol yn y grŵp IEEE 802.11. Cynhyrchodd y cynnig lawer o ddiddordeb a lansiwyd is-grŵp arbennig ym mis Gorffennaf 2018 i astudio’r mater ymhellach. Gan fod cefnogi cymwysiadau amser real yn gofyn am gyfraddau data enwol uchel a gwell ymarferoldeb haen gyswllt, penderfynodd Gweithgor 802.11 ddatblygu dulliau i gefnogi cymwysiadau amser real o fewn Wi-Fi 7.
Mater pwysig gyda Wi-Fi 7 yw ei gydfodolaeth â thechnolegau rhwydwaith cellog (4G/5G) yn cael eu datblygu gan 3GPP ac yn gweithredu yn yr un bandiau amledd didrwydded. Rydym yn sôn am LTE-LAA/NR-U. I astudio'r problemau sy'n gysylltiedig â chydfodolaeth Wi-Fi a rhwydweithiau cellog, lansiodd IEEE 802.11 y Pwyllgor Sefydlog Cydfodol (Coex SC). Er gwaethaf nifer o gyfarfodydd a hyd yn oed gweithdy ar y cyd o gyfranogwyr 3GPP ac IEEE 802.11 ym mis Gorffennaf 2019 yn Fienna, nid yw atebion technegol wedi'u cymeradwyo eto. Esboniad posibl am yr oferedd hwn yw bod IEEE 802 a 3GPP yn amharod i newid eu technolegau eu hunain i gydymffurfio â'r llall. Felly, Ar hyn o bryd nid yw'n glir a fydd trafodaethau Coex SC yn effeithio ar safon Wi-Fi 7.
Proses ddatblygu
Er bod proses ddatblygu Wi-Fi 7 yn ei gamau cynnar iawn, bu bron i 500 o gynigion ar gyfer swyddogaethau newydd ar gyfer y Wi-Fi 7 sydd ar ddod, a elwir hefyd yn IEEE 802.11be, hyd yn hyn. Mae'r rhan fwyaf o'r syniadau newydd gael eu trafod yn yr is-grŵp be ac nid oes penderfyniad wedi'i wneud arnynt eto. Cymeradwywyd syniadau eraill yn ddiweddar. Isod fe nodir yn glir pa gynigion sy'n cael eu cymeradwyo a pha rai sy'n cael eu trafod yn unig.
Y bwriad gwreiddiol oedd cwblhau datblygiad y prif fecanweithiau newydd erbyn mis Mawrth 2021. Disgwylir fersiwn derfynol y safon erbyn dechrau 2024. Ym mis Ionawr 2020, cododd 11be bryderon ynghylch a fyddai datblygiad yn parhau ar amser ar gyflymder presennol y gwaith. Er mwyn cyflymu'r broses ddatblygu safonol, cytunodd yr is-grŵp i ddewis set fach o nodweddion blaenoriaeth uchel y gellid eu rhyddhau erbyn 2021 (Rhyddhad 1), a gadael y gweddill yn y Datganiad 2. Dylai nodweddion blaenoriaeth uchel ddarparu'r prif enillion perfformiad ac yn cynnwys cefnogaeth ar gyfer 320 MHz, 4K- QAM, gwelliannau amlwg i OFDMA o Wi-Fi 6, MU-MIMO gyda 16 ffrwd.
Oherwydd y coronafirws, nid yw'r grŵp yn cyfarfod yn bersonol ar hyn o bryd, ond mae'n cynnal telegynadleddau yn rheolaidd. Felly, arafodd y datblygiad rywfaint, ond ni ddaeth i ben.
Manylion technoleg
Edrychwn ar brif ddatblygiadau newydd Wi-Fi 7.
- Mae'r protocol haen ffisegol newydd yn ddatblygiad o'r protocol Wi-Fi 6 gyda chynnydd deublyg lled band hyd at 320 MHz, dwbl nifer y ffrydiau MU-MIMO gofodol, sy'n cynyddu'r trwybwn enwol 2 × 2 = 4 gwaith. Mae Wi-Fi 7 hefyd yn dechrau defnyddio modiwleiddio 4K-QAM, sy'n ychwanegu 20% arall at y trwybwn enwol. Felly, bydd Wi-Fi 7 yn darparu 2x2x1,2 = 4,8 gwaith cyfradd data graddedig Wi-Fi 6: trwybwn â sgôr uchaf Wi-Fi 7 yw 9,6 Gbps x 4,8 = 46 Gbit yr eiliad. Yn ogystal, bydd newid chwyldroadol yn y protocol haen ffisegol i sicrhau cydnawsedd â fersiynau Wi-Fi yn y dyfodol, ond bydd yn parhau i fod yn anweledig i ddefnyddwyr.
- Newid y dull mynediad sianel ar gyfer cymorth cais amser real yn cael ei gynnal gan ystyried profiad IEEE 802 TSN ar gyfer rhwydweithiau gwifrau. Mae trafodaethau parhaus yn y pwyllgor safonau yn ymwneud â'r weithdrefn wrth gefn ar hap ar gyfer mynediad sianeli, categorïau gwasanaeth traffig ac felly ciwiau ar wahân ar gyfer traffig amser real, a pholisïau gwasanaeth pecynnau.
- Wedi'i gyflwyno yn Wi-Fi 6 (802.11ax) OFDMA - dull mynediad sianel rhannu amser ac amlder (yn debyg i'r hyn a ddefnyddir mewn rhwydweithiau 4G a 5G) - yn darparu cyfleoedd newydd ar gyfer y dyraniad adnoddau gorau posibl. Fodd bynnag, mewn 11ax, nid yw OFDMA yn ddigon hyblyg. Yn gyntaf, mae'n caniatáu i'r pwynt mynediad ddyrannu dim ond un bloc adnoddau o faint a bennwyd ymlaen llaw i ddyfais y cleient. Yn ail, nid yw'n cefnogi trosglwyddo uniongyrchol rhwng gorsafoedd cleient. Mae'r ddau anfantais yn lleihau effeithlonrwydd sbectrol. Yn ogystal, mae diffyg hyblygrwydd Wi-Fi 6 OFDMA etifeddol yn diraddio perfformiad mewn rhwydweithiau trwchus ac yn cynyddu hwyrni, sy'n hanfodol ar gyfer cymwysiadau amser real. Bydd 11be yn datrys y problemau OFDMA hyn.
- Un o'r newidiadau chwyldroadol a gadarnhawyd o Wi-Fi 7 yw cefnogaeth frodorol defnydd ar yr un pryd o nifer o gysylltiadau cyfochrog ar amleddau gwahanol, sy'n ddefnyddiol iawn ar gyfer cyfraddau data enfawr a hwyrni hynod o isel. Er y gall chipsets modern eisoes ddefnyddio cysylltiadau lluosog ar yr un pryd, er enghraifft, yn y bandiau 2.4 a 5 GHz, mae'r cysylltiadau hyn yn annibynnol, sy'n cyfyngu ar effeithiolrwydd gweithrediad o'r fath. Yn 11be, canfyddir lefel o gydamseru rhwng sianeli sy'n caniatáu defnydd effeithlon o adnoddau sianeli a bydd yn golygu newidiadau sylweddol yn rheolau'r protocol mynediad sianeli.
- Mae'r defnydd o sianeli eang iawn a nifer fawr o ffrydiau gofodol yn arwain at y broblem o orbenion uchel sy'n gysylltiedig â'r weithdrefn amcangyfrif cyflwr sianel sy'n ofynnol ar gyfer MIMO ac OFDMA. Mae'r gorbenion hwn yn dileu unrhyw enillion o gynyddu cyfraddau data enwol. Disgwyl hynny bydd trefn asesu cyflwr y sianel yn cael ei hadolygu.
- Yng nghyd-destun Wi-Fi 7, mae'r pwyllgor safonau yn trafod y defnydd o rai dulliau trosglwyddo data "uwch". Mewn theori, mae'r dulliau hyn yn gwella effeithlonrwydd sbectrol yn achos ymdrechion trosglwyddo dro ar ôl tro, yn ogystal â throsglwyddiadau cydamserol i'r un cyfeiriad neu gyfeiriadau gwahanol. Mae'r rhain yn cynnwys cais ailadrodd awtomatig hybrid (HARQ), a ddefnyddir ar hyn o bryd mewn rhwydweithiau cellog, modd deublyg llawn, a mynediad lluosog nad yw'n orthogonol (NOMA). Mae'r technegau hyn wedi'u hastudio'n dda yn y llenyddiaeth mewn theori, ond nid yw'n glir eto a fydd yr enillion cynhyrchiant a ddarperir ganddynt yn werth yr ymdrech i'w gweithredu.
- Defnyddio HARQ gymhlethu gan y broblem ganlynol. Mewn Wi-Fi, mae pecynnau'n cael eu gludo gyda'i gilydd i leihau gorbenion. Mewn fersiynau cyfredol o Wi-Fi, cadarnheir dosbarthiad pob pecyn y tu mewn i'r un wedi'i gludo ac, os na ddaw cadarnhad, caiff trosglwyddiad y pecyn ei ailadrodd gan ddefnyddio dulliau protocol mynediad sianel. Mae HARQ yn symud ailgeisiadau o'r ddolen ddata i'r haen ffisegol, lle nad oes mwy o becynnau, ond dim ond codeiriau, ac nid yw ffiniau'r codeiriau yn cyd-fynd â ffiniau'r pecynnau. Mae'r dadgydamseru hwn yn cymhlethu gweithrediad HARQ mewn Wi-Fi.
- O ran Llawn-Dyblyg, yna ar hyn o bryd nid mewn rhwydweithiau cellog nac mewn rhwydweithiau Wi-Fi mae'n bosibl trosglwyddo data ar yr un pryd yn yr un sianel amledd i'r pwynt mynediad (gorsaf sylfaen) ac oddi yno. O safbwynt technegol, mae hyn oherwydd y gwahaniaeth mawr yng ngrym y signal a drosglwyddir ac a dderbynnir. Er bod yna brototeipiau sy'n cyfuno tynnu digidol ac analog o'r signal a drosglwyddir o'r signal a dderbynnir, sy'n gallu derbyn signal Wi-Fi wrth ei drosglwyddo, gall y cynnydd y gallant ei ddarparu'n ymarferol fod yn ddibwys oherwydd y ffaith bod ar unrhyw adeg benodol. nid yw'r un i lawr yr afon yn hafal i'r un esgynnol (ar gyfartaledd “yn yr ysbyty” mae'r un sy'n disgyn yn sylweddol uwch). Ar ben hynny, bydd trosglwyddo dwy ffordd o'r fath yn cymhlethu'r protocol yn sylweddol.
- Er bod trosglwyddo ffrydiau lluosog gan ddefnyddio MIMO yn gofyn am antenâu lluosog ar gyfer yr anfonwr a'r derbynnydd, gyda mynediad nad yw'n orthogonol gall y pwynt mynediad drosglwyddo data ar yr un pryd i ddau dderbynnydd o un antena. Mae amryw o opsiynau mynediad nad ydynt yn orthogonol wedi'u cynnwys yn y manylebau 5G diweddaraf. Prototeip NOMA Crëwyd Wi-Fi gyntaf yn 2018 yn yr IITP RAS (eto, peidiwch â'i ystyried yn PR). Roedd yn dangos cynnydd perfformiad o 30-40%. Mantais y dechnoleg ddatblygedig yw ei gydnawsedd yn ôl: gall un o'r ddau dderbynnydd fod yn ddyfais hen ffasiwn nad yw'n cefnogi Wi-Fi 7. Yn gyffredinol, mae'r broblem o gydnawsedd yn ôl yn bwysig iawn, oherwydd gall dyfeisiau o wahanol genedlaethau weithredu ar yr un pryd ar rwydwaith Wi-Fi. Ar hyn o bryd, mae sawl tîm ledled y byd yn dadansoddi effeithiolrwydd y defnydd cyfun o NOMA a MU-MIMO, a bydd y canlyniadau'n pennu tynged y dull yn y dyfodol. Rydym hefyd yn parhau i weithio ar y prototeip: bydd ei fersiwn nesaf yn cael ei chyflwyno yng nghynhadledd IEEE INFOCOM ym mis Gorffennaf 2020.
- Yn olaf, arloesi pwysig arall, ond gyda thynged aneglur, yw gweithrediad cydgysylltiedig pwyntiau mynediad. Er bod gan lawer o werthwyr eu rheolwyr canolog eu hunain ar gyfer rhwydweithiau Wi-Fi menter, mae galluoedd rheolwyr o'r fath wedi'u cyfyngu'n gyffredinol i gyfluniad paramedr hirdymor a dewis sianeli. Mae'r pwyllgor safonau yn trafod cydweithredu agosach rhwng pwyntiau mynediad cyfagos, sy'n cynnwys amserlennu trawsyrru cydgysylltiedig, trawstio, a hyd yn oed systemau MIMO dosbarthedig. Mae rhai o'r dulliau sy'n cael eu hystyried yn defnyddio canslo ymyrraeth ddilyniannol (tua'r un peth ag yn NOMA). Er nad yw dulliau ar gyfer cydlynu 11be wedi'u datblygu eto, nid oes amheuaeth y bydd y safon yn caniatáu i bwyntiau mynediad gan wahanol wneuthurwyr gydlynu amserlenni trosglwyddo â'i gilydd i leihau ymyrraeth ar y cyd. Bydd yn anos gweithredu dulliau eraill, mwy cymhleth (fel MU-MIMO dosranedig) i'r safon, er bod rhai aelodau o'r grŵp yn benderfynol o wneud hynny o fewn Datganiad 2. Waeth beth fo'r canlyniad, tynged dulliau cydgysylltu pwyntiau mynediad yn aneglur. Hyd yn oed os cânt eu cynnwys yn y safon, efallai na fyddant yn cyrraedd y farchnad. Mae peth tebyg wedi digwydd o'r blaen wrth geisio dod â threfn i drosglwyddiadau Wi-Fi gan ddefnyddio datrysiadau fel HCCA (11e) a HCCA TXOP Negotiation (11be).
I grynhoi, mae'n ymddangos y bydd y rhan fwyaf o'r cynigion sy'n gysylltiedig â'r pum grŵp cyntaf yn dod yn rhan o Wi-Fi 7, tra bod y cynigion sy'n gysylltiedig â'r ddau grŵp olaf angen ymchwil ychwanegol sylweddol i brofi eu heffeithiolrwydd.
Mwy o fanylion technegol
Gellir darllen manylion technegol am Wi-Fi 7 (yn Saesneg)
Ffynhonnell: hab.com