Duela gutxi, asko hitz egiten den Wi-Fi 6 (IEEE 802.11ax) teknologia onartzen duten gailuak merkatuan sartu dira berriki. Baina inork gutxik daki Wi-Fi teknologiaren belaunaldi berri baten garapena abian dela jada: Wi-Fi 7 (IEEE 802.11be). Jakin nolakoa izango den Wi-Fi 7 artikulu honetan.
historiaurrea
2020ko irailean, gure bizitzan eragin handia izan duen IEEE 30 proiektuaren 802.11. urteurrena ospatuko dugu. Gaur egun, IEEE 802.11 estandar familiak definitutako Wi-Fi teknologia da Internetera konektatzeko erabiltzen den haririk gabeko teknologiarik ezagunena, eta Wi-Fi-ak erabiltzaileen trafikoaren erdia baino gehiago darama. Teknologia zelularra hamarkadaro aldatzen den arren, hala nola, 4G izena 5G-rekin ordezkatuz, Wi-Fi erabiltzaileentzat, datuen abiadura hobekuntzak, baita zerbitzu berriak eta funtzio berriak sartzea ere, ia oharkabean gertatzen dira. Bezero gutxiri axola zaie ekipoen kaxetan "802.11" ondoko "n", "ac" edo "ax" letrak. Baina horrek ez du esan nahi Wi-Fi-a eboluzionatzen ari ez denik.
Wi-Fi-ren bilakaeraren froga bat datu-abiadura baloratuen igoera ikaragarria da: 2ko bertsioan 1997 Mbps-tik ia 10 Gbps izatetik azken 802.11ax estandarrean, Wi-Fi 6 izenez ere ezaguna. Wi-Fi modernoa halakoetara iristen da. errendimendu irabaziak seinale eta kode diseinu azkarragoak, kanal zabalagoak eta teknologiaren erabileragatik .
Abiadura handiko haririk gabeko sare lokalen korronte nagusiaz gain, Wi-Fiaren bilakaerak hainbat nitxo proiektu barne hartzen ditu. Adibidez, Wi-Fi HaLow (802.11ah) Wi-Fi gauzen haririk gabeko Interneten merkatura ekartzeko saiakera izan zen. Uhin milimetrikoko Wi-Fi (802.11ad/ay) 275 Gbps-ko datu-tasa nominalak onartzen ditu, distantzia oso laburrean bada ere.
Errendimendu handia eskatzen dute definizio altuko bideo-streamingarekin, errealitate birtualarekin eta areagotuarekin, jokoekin, urruneko bulegoarekin eta hodeiko informatikarekin lotutako aplikazio eta zerbitzu berriek, baita hari gabeko sareetan trafiko bizia duten erabiltzaile kopuru handiei laguntzeko beharrak ere.
Wi-Fi 7 helburuak
2019ko maiatzean, Tokiko eta Metropolitar Sareen Arauen Batzordeko 802.11 Lan Taldeko BE (TGbe) azpitaldeak handituko duen Wi-Fi estandarraren osagarri berri bat lantzen hasi zen. 40 Gbit/s-tik gorako abiadura nominala Wi-Fi tarte "ohiko" <= 7 GHz-ko maiztasun-kanal batean. Dokumentu askok "gutxienez 30 Gbps-ko gehienezko errendimendua" zerrendatzen duten arren, geruza fisikoko protokolo berriak 40 Gbps-tik gorako abiadura nominalak emango ditu.
Wi-Fi 7ren beste garapen norabide garrantzitsu bat da denbora errealeko aplikazioetarako laguntza (jokoak, errealitate birtuala eta areagotua, roboten kontrola). Nabarmentzekoa da Wi-Fi-ak audio- eta bideo-trafikoa modu berezian kudeatzen duen arren, aspalditik uste izan dela estandar-mailako latentzia baxua (milisegundoak), Time-Sensitive Networking bezala ere ezagutzen dena, Wi-Fi sareetan funtsean. ezinezkoa. 2017ko azaroan, IITP RAS-ko gure taldeak eta National Research University Higher School of Economics (ez hartu PR-rako) dagokion proposamen bat egin zuen IEEE 802.11 taldean. Proposamenak interes handia sortu zuen eta 2018ko uztailean azpitalde berezi bat jarri zen martxan gaia gehiago aztertzeko. Denbora errealeko aplikazioak onartzeak datu-tasa nominal altuak eta esteka-geruzaren funtzionaltasun hobeak behar dituelako, 802.11 Lan Taldeak denbora errealeko aplikazioak Wi-Fi 7-ren barruan onartzen dituzten metodoak garatzea erabaki zuen.
Wi-Fi 7-ren arazo garrantzitsu bat 4GPP-k garatzen ari den eta lizentziarik gabeko maiztasun-banda berdinetan funtzionatzen ari den sare mugikorren teknologiekin (5G/3G) elkarbizitza da. LTE-LAA/NR-U buruz ari gara. Wi-Fi eta sare zelularren elkarbizitzarekin lotutako arazoak aztertzeko, IEEE 802.11-k Coexisting Standing Committee (Coex SC) jarri zuen martxan. 3ko uztailean Vienan 802.11GPP eta IEEE 2019 parte-hartzaileek bilera ugari egin zituzten arren, irtenbide teknikoak oraindik ez dira onartu. Alferkeria honen azalpen posible bat da IEEE 802 eta 3GPP-ek ez dutela beren teknologiak aldatzeko bestearekin bat egiteko gogorik. Horrela, Gaur egun ez dago argi Coex SC-en eztabaidak Wi-Fi 7 estandarrean eragina izango duen ala ez.
Garapen prozesua
Wi-Fi 7 garapen-prozesua hasierako fasean dagoen arren, IEEE 500be izenez ere ezaguna den hurrengo Wi-Fi 7rako funtzionalitate berrietarako ia 802.11 proposamen izan dira gaur arte. Ideia gehienak be azpitaldean eztabaidatzen ari dira eta oraindik ez da horien gaineko erabakirik hartu. Duela gutxi beste ideia batzuk onartu dira. Jarraian argi eta garbi adieraziko da zein proposamen onartu diren eta zeintzuk soilik eztabaidatzen ari diren.
Hasiera batean mekanismo berri nagusien garapena 2021eko martxorako amaituko zela aurreikusi zen. Arauaren azken bertsioa 2024aren hasieran espero da. 2020ko urtarrilean, 11be-k kezka agertu zuen garapena egungo lan-erritmoan aurreikusita egongo zen ala ez. Garapen-prozesu estandarra bizkortzeko, azpitaldeak adostu zuen 2021erako kaleratu daitezkeen lehentasun handiko funtzio multzo txiki bat hautatzea (1. bertsioa), eta gainerakoak 2. bertsioan uztea. Lehentasun handiko funtzioek errendimendu-irabazi nagusiak eman beharko lituzkete. eta 320 MHz-en laguntza, 4K- QAM, OFDMA hobekuntza nabariak Wi-Fi 6tik, MU-MIMO 16 korronterekin.
Koronabirusa dela eta, gaur egun taldea ez da aurrez aurre biltzen, baina aldizka telekonferentziak egiten ditu. Horrela, garapena zertxobait moteldu zen, baina ez zen gelditu.
Teknologiaren xehetasunak
Ikus ditzagun Wi-Fi 7ren berrikuntza nagusiak.
- Geruza fisikoaren protokolo berria Wi-Fi 6 protokoloaren garapena da, bikoitza handitu duena 320 MHz arteko banda zabalera, MU-MIMO korronte espazial kopurua bikoiztu, errendimendu nominala 2Γ2 = 4 aldiz handitzen duena. Wi-Fi 7 ere modulazioa erabiltzen hasten da 4K-QAM, errendimendu nominalari beste % 20 gehitzen diona. Hori dela eta, Wi-Fi 7-k 2x2x1,2 = 4,8 aldiz Wi-Fi 6-ren datu-tasa baloratua emango du: Wi-Fi 7-ren gehienezko abiadura 9,6 Gbps x 4,8 = 46 Gbit/s da. Horrez gain, geruza fisikoko protokoloan aldaketa iraultzaile bat izango da etorkizuneko Wi-Fi bertsioekin bateragarritasuna bermatzeko, baina erabiltzaileentzat ikusezina izango da.
- Kanaletarako sarbide-metodoa aldatzea denbora errealeko aplikazioen laguntza kable bidezko sareetarako IEEE 802 TSNren esperientzia kontuan hartuta egingo da. Arau-batzordean etengabeko eztabaidak kanaletarako sarbideari, trafiko-zerbitzuen kategoriei eta, beraz, denbora errealeko trafikorako ilara bereiziei, eta pakete-zerbitzuen gidalerroei dagozkie.
- Wi-Fi 6 (802.11ax) sartuta OFDMA β Denbora- eta maiztasun-zatiketa kanalerako sarbide-metodoa (4G eta 5G sareetan erabiltzen denaren antzekoa) β baliabideak esleitzeko aukera berriak eskaintzen ditu. Hala ere, 11ax-en, OFDMA ez da nahikoa malgua. Lehenik eta behin, sarbide-puntuak aurrez zehaztutako tamainako baliabide-bloke bakarra esleitzeko aukera ematen dio bezero-gailuari. Bigarrenik, ez du onartzen geltoki bezeroen arteko zuzeneko transmisioa. Bi desabantailek eraginkortasun espektrala murrizten dute. Gainera, Wi-Fi 6 OFDMA ondarearen malgutasun faltak sare trinkoetan errendimendua hondatzen du eta latentzia handitzen du, denbora errealeko aplikazioetarako ezinbestekoa dena. 11bek OFDMA arazo hauek konponduko ditu.
- Wi-Fi 7-ren aldaketa iraultzaileetako bat jatorrizko laguntza da hainbat konexio paralelo aldi berean erabiltzea maiztasun desberdinetan, oso erabilgarria da datu-tasa handietarako eta oso latentzia baxurako. Txipset modernoek dagoeneko hainbat konexio erabil ditzakete aldi berean, adibidez, 2.4 eta 5 GHz bandetan, konexio hauek independenteak dira, eta horrek eragiketa horren eraginkortasuna mugatzen du. 11be-n, kanalen arteko sinkronizazio maila bat aurkituko da, kanalen baliabideak eraginkortasunez erabiltzea ahalbidetzen duena eta aldaketa nabarmenak ekarriko dituen kanaletarako sarbide-protokoloaren arauetan.
- Kanal oso zabalak eta korronte espazial ugari erabiltzeak MIMO eta OFDMArako beharrezkoa den kanalaren egoera kalkulatzeko prozedurarekin lotutako gainkostu handien arazoa dakar. Gain-kostu honek datu-tasa nominalak handitzearen ondoriozko irabaziak baliogabetzen ditu. Hori espero zen kanalaren egoera ebaluatzeko prozedura berrikusiko da.
- Wi-Fi 7-ren testuinguruan, estandar batzordea datuak transferitzeko metodo "aurreratu" batzuen erabilera aztertzen ari da. Teorian, metodo hauek eraginkortasun espektrala hobetzen dute behin eta berriz transmisio-saiakeren kasuan, baita noranzko bereko edo kontrako aldibereko transmisioetan ere. Errepikapen automatikoko eskaera hibridoaz (HARQ) ari gara, gaur egun sare zelularretan erabiltzen dena, full-duplex modua eta sarbide anizkoitza ez-ortogonala (NOMA). Teknika hauek literaturan ondo aztertu dira teorian, baina oraindik ez dago argi ematen dituzten produktibitate-irabaziek horiek ezartzeko ahaleginak mereziko duten ala ez.
- Erabili HARQ konplikatua hurrengo arazoarekin. Wi-Fi-n, paketeak elkarrekin itsatsi egiten dira gastuak murrizteko. Wi-Fi-ren egungo bertsioetan, itsatsitakoaren barruan pakete bakoitzaren entrega berresten da eta, berrespena iristen ez bada, paketearen transmisioa errepikatzen da kanaletarako sarbide-protokolo metodoak erabiliz. HARQ-ek datu-loturatik geruza fisikora eramaten ditu berriro saiakerak, non pakete gehiago ez dauden, kode-hitzak baizik, eta kode-hitzen mugak ez datoz bat paketeen mugekin. Dessinkronizazio honek HARQren ezarpena zaildu egiten du Wi-Fi-n.
- Dagokionez Full-duplex, orduan, gaur egun, ez sare zelularretan ez Wi-Fi sareetan ezin da aldi berean maiztasun kanal berean datuak igortzea sarbide puntura (oinarrizko geltokia). Ikuspegi teknikotik, igorritako eta jasotako seinalearen potentziaren alde handia dela eta. Jasotako seinaletik transmititutako seinalearen kenketa digitala eta analogikoa uztartzen dituzten prototipoak badira ere, transmisioan zehar Wi-Fi seinalea jasotzeko gai direnak, praktikan eman dezaketen irabazia arbuiagarria izan daiteke une bakoitzean. beherakoa ez da goranzkoaren parekoa (batez beste βospitaleanβ beherakoa nabarmen handiagoa da). Gainera, bi norabideko transmisio horrek protokoloa nabarmen zailduko du.
- MIMO erabiliz korronte anitz transmititzeak igorlearentzat eta hartzailearentzako hainbat antena behar dituen arren, sarbide ez-ortogonalarekin sarbide-puntuak antena bakar batetik bi hartzaileri aldi berean igor ditzake datuak. 5Gren azken zehaztapenetan sarbide ez-ortogonaleko hainbat aukera sartzen dira. Prototipoa NOMA Wi-Fi 2018an sortu zen lehen aldiz IITP RAS-n (berriz ere, ez hartu PR). Errendimenduaren %30-40ko igoera erakutsi zuen. Garatutako teknologiaren abantaila atzerako bateragarritasuna da: bi hartzaileetako bat Wi-Fi 7 onartzen ez duen gailu zaharkitua izan daiteke. Oro har, atzerako bateragarritasunaren arazoa oso garrantzitsua da, belaunaldi ezberdinetako gailuek aldi berean funtziona dezaketelako. Wi-Fi sare batean. Gaur egun, mundu osoko hainbat talde NOMA eta MU-MIMOren erabilera konbinatuaren eraginkortasuna aztertzen ari dira, eta horren emaitzek planteamenduaren etorkizuneko patua zehaztuko dute. Prototipoan ere lanean jarraitzen dugu: bere hurrengo bertsioa 2020ko uztailean IEEE INFOCOM konferentzian aurkeztuko da.
- Azkenik, beste berrikuntza garrantzitsu bat, baina patu argia duena, da sarbide puntuen funtzionamendu koordinatua. Saltzaile askok enpresa Wi-Fi sareetarako kontrolagailu zentralizatuak izan arren, kontrolagailu horien gaitasunak, oro har, epe luzerako parametroen konfiguraziora eta kanal hautatzera mugatu dira. Arau-batzordea ondoko sarbide-puntuen arteko lankidetza estuagoa aztertzen ari da, transmisio-programazio koordinatua, beamforming eta baita banatutako MIMO sistemak barne. Kontuan izan diren planteamendu batzuek interferentziaren deuseztapen sekuentziala erabiltzen dute (NOMAn bezalaxe). 11be koordinaziorako planteamenduak oraindik garatu ez badira ere, ez dago dudarik estandarrak fabrikatzaile ezberdinetako sarbide-puntuei transmisio-egutegiak elkarren artean koordinatzeko aukera emango diela, elkarren arteko interferentziak murrizteko. Beste ikuspegi konplexuagoak (MU-MIMO banatua, esaterako) zailagoa izango da estandarrean inplementatzea, nahiz eta taldeko kide batzuk 2. bertsioaren barruan egin behar dutela erabakita. Emaitza edozein dela ere, sarbide puntuen koordinazio metodoen patua ez dago argi. Arauan sartuta ere, baliteke merkatura ez iristea. Lehen ere antzeko gauza bat gertatu da Wi-Fi transmisioetan ordena jartzen saiatzean HCCA (11e) eta HCCA TXOP Negoziazioa (11be) bezalako irtenbideak erabiliz.
Laburbilduz, badirudi lehen bost taldeekin lotutako proposamen gehienak Wi-Fi 7-ren parte bihurtuko direla, eta azken bi taldeekin lotutako proposamenek, berriz, ikerketa osagarri garrantzitsuak behar dituzte eraginkortasuna frogatzeko.
Xehetasun tekniko gehiago
Wi-Fi 7ri buruzko xehetasun teknikoak irakur daitezke (ingelesez)
Iturria: www.habr.com