Koartlyn binne apparaten dy't Wi-Fi 6 (IEEE 802.11ax) technology stypje, wêr't in protte oer praat wurdt, koartlyn yn 'e merke kaam. Mar in pear minsken witte dat de ûntwikkeling fan in nije generaasje Wi-Fi-technology al oan 'e gong is - Wi-Fi 7 (IEEE 802.11be). Fyn út hoe't Wi-Fi 7 sil wêze yn dit artikel.
prehistoarje
Yn septimber 2020 sille wy it 30e jubileum fiere fan it IEEE 802.11-projekt, dat ús libben signifikant beynfloede hat. Op it stuit is Wi-Fi-technology, definieare troch de IEEE 802.11-famylje fan noarmen, de populêrste draadloze technology dy't brûkt wurdt om te ferbinen mei it ynternet, mei Wi-Fi dy't mear as de helte fan brûkersferkear draacht. Wylst sellulêre technology harsels elke desennia rebrandt, lykas it ferfangen fan de namme 4G mei 5G, foar Wi-Fi-brûkers, ferbetteringen yn gegevenssnelheden, lykas de ynfiering fan nije tsjinsten en nije funksjes, komme hast ûngemurken foar. In pear klanten soargje foar de letters "n", "ac" of "ax" dy't folgje "802.11" op apparatuer doazen. Mar dat betsjut net dat Wi-Fi net evoluearret.
Ien bewiis fan 'e evolúsje fan Wi-Fi is de dramatyske ferheging fan nominearre gegevenssnelheden: fan 2 Mbps yn' e ferzje fan 1997 oant hast 10 Gbps yn 'e lêste 802.11ax-standert, ek wol bekend as Wi-Fi 6. Moderne Wi-Fi berikt sa'n prestaasjeswinsten troch flugger sinjaal- en koade-ûntwerpen, bredere kanalen en it brûken fan technology .
Neist de mainstream fan hege snelheid draadloze lokale gebietnetwurken, omfettet de evolúsje fan Wi-Fi ferskate nicheprojekten. Bygelyks, Wi-Fi HaLow (802.11ah) wie in besykjen om Wi-Fi te bringen nei de merk foar draadloze Internet of Things. Millimeter wave Wi-Fi (802.11ad / ay) stipet nominale gegevensraten fan maksimaal 275 Gbps, hoewol oer heul koarte ôfstannen.
Nije applikaasjes en tsjinsten yn ferbân mei hege-definysje video streaming, firtuele en augmented reality, gaming, remote kantoar en cloud computing, likegoed as de needsaak om te stypjen grutte oantallen brûkers mei yntinsyf ferkear op draadloze netwurken, fereaskje hege prestaasjes.
Wi-Fi 7 doelen
Yn maaie 2019 begon de BE (TGbe) subgroep fan 'e 802.11 Working Group fan' e Local and Metropolitan Area Network Standards Committee te wurkjen oan in nije tafoeging oan 'e Wi-Fi-standert dy't sil tanimme nominale trochstreaming oant mear as 40 Gbit / s yn ien frekwinsjekanaal fan it "typyske" Wi-Fi-berik <= 7 GHz. Hoewol in protte dokuminten listje "maksimale trochfier fan op syn minst 30 Gbps", sil it nije protokol foar fysike laach nominale snelheden leverje fan mear dan 40 Gbps.
In oare wichtige ûntwikkelingsrjochting foar Wi-Fi 7 is stipe foar real-time applikaasjes (spultsjes, firtuele en augmented reality, robotkontrôle). It is opmerklik dat hoewol Wi-Fi audio- en fideoferkear op in spesjale manier behannelet, it is al lang leaud dat it leverjen fan standertnivo garandearre lege latency (millisekonden), ek wol Time-Sensitive Networking, yn Wi-Fi-netwurken fûneminteel is. ûnmooglik. Yn novimber 2017 makke ús team fan 'e IITP RAS en de National Research University Higher School of Economics (nim it net foar PR) in oerienkommende foarstel yn' e IEEE 802.11-groep. It foarstel soarge foar in soad belangstelling en in spesjale subgroep waard yn july 2018 lansearre om de kwestje fierder te bestudearjen. Om't it stypjen fan real-time-applikaasjes sawol hege nominale gegevensraten as ferbettere funksjonaliteit fan linklaach fereasket, besleat de 802.11-wurkgroep metoaden te ûntwikkeljen om real-time applikaasjes te stypjen binnen Wi-Fi 7.
In wichtich probleem mei Wi-Fi 7 is har gearhing mei sellulêre netwurktechnologyen (4G / 5G) dy't ûntwikkele wurde troch 3GPP en operearje yn deselde net-lisinsje bands. Wy prate oer LTE-LAA/NR-U. Om de problemen te studearjen dy't ferbûn binne mei it neilibjen fan Wi-Fi en sellulêre netwurken, lansearre IEEE 802.11 it Coexisting Standing Committee (Coex SC). Nettsjinsteande tal fan gearkomsten en sels in mienskiplike workshop fan 3GPP- en IEEE 802.11-dielnimmers yn july 2019 yn Wenen, binne technyske oplossingen noch net goedkard. In mooglike ferklearring foar dizze futiliteit is dat sawol IEEE 802 as 3GPP weromhâldend binne om har eigen technologyen te feroarjen om oan te passen oan de oare. Dus, It is op it stuit ûndúdlik oft de diskusjes fan Coex SC de Wi-Fi 7-standert sille beynfloedzje.
Untwikkelingsproses
Hoewol it Wi-Fi 7-ûntwikkelingsproses yn har heul iere stadia is, binne d'r oant no ta hast 500 foarstellen west foar nije funksjonaliteit foar de kommende Wi-Fi 7, ek wol bekend as IEEE 802.11be. De measte ideeën wurde krekt besprutsen yn de subgroep be en dêr is noch gjin beslút oer nommen. Oare ideeën binne koartlyn goedkard. Hjirûnder sil dúdlik oanjûn wurde hokker foarstellen goedkard wurde en hokker inkeld besprutsen wurde.
It wie oarspronklik pland dat de ûntwikkeling fan 'e wichtichste nije meganismen yn maart 2021 soe wêze foltôge. De definitive ferzje fan 'e standert wurdt begjin 2024 ferwachte. Yn jannewaris 2020 wurde 11 soargen makke oer de fraach oft ûntwikkeling op skema soe bliuwe by it hjoeddeistige wurktempo. Om it standertûntwikkelingsproses te fersnellen, hat de subgroep ôfpraat om in lytse set fan funksjes mei hege prioriteit te selektearjen dy't troch 2021 frijlitten wurde kinne (Release 1), en de rest litte by Release 2. Funksjes mei hege prioriteit moatte de wichtichste prestaasjeswinsten leverje en befetsje stipe foar 320 MHz, 4K- QAM, fanselssprekkend ferbetterings oan OFDMA fan Wi-Fi 6, MU-MIMO mei 16 streamen.
Troch it coronavirus komt de groep op it stuit net persoanlik byinoar, mar hâldt geregeld telekonferinsjes. Sa gie de ûntwikkeling wat ôf, mar hold net op.
Technology details
Litte wy nei de wichtichste ynnovaasjes fan Wi-Fi 7 sjen.
- It nije protokol foar fysike laach is in ûntwikkeling fan it Wi-Fi 6-protokol mei in dûbele ferheging bânbreedte oant 320 MHz, ferdûbelje it oantal romtlike MU-MIMO-streamen, dat fergruttet de nominale trochstreaming mei 2 × 2 = 4 kear. Wi-Fi 7 begjint ek modulaasje te brûken 4K-QAM, dat foeget nochris 20% ta de nominale trochslach. Dêrom sil Wi-Fi 7 2x2x1,2 = 4,8 kear de nominearre gegevensrate fan Wi-Fi 6 leverje: de maksimale rated trochfier fan Wi-Fi 7 is 9,6 Gbps x 4,8 = 46 Gbit / s. Derneist sil d'r in revolúsjonêre feroaring wêze yn it fysike laachprotokol om kompatibiliteit te garandearjen mei takomstige ferzjes fan Wi-Fi, mar it sil ûnsichtber bliuwe foar brûkers.
- It feroarjen fan it kanaal tagong metoade foar real-time applikaasje stipe sil wurde útfierd mei de ûnderfining fan IEEE 802 TSN foar bedrade netwurken. Oanhâldende diskusjes yn 'e noarmenkommisje relatearje oan' e willekeurige backoff-proseduere foar kanaal tagong, kategoryen foar ferkearstsjinsten en dêrom aparte wachtrigen foar real-time ferkear, en pakkettsjinstbelied.
- Yntrodusearre yn Wi-Fi 6 (802.11ax) OFDMA útwreiding - tiid- en frekwinsje-division kanaal tagong metoade (fergelykber mei dy brûkt yn 4G en 5G netwurken) - jout nije mooglikheden foar optimale boarne allocation. Yn 11ax is OFDMA lykwols net fleksibel genôch. Earst lit it it tagongspunt mar ien boarneblok fan in foarbepaalde grutte tawize oan it kliïntapparaat. Twadder stipet it gjin direkte oerdracht tusken kliïntstasjons. Beide neidielen ferminderje spektrale effisjinsje. Derneist, it gebrek oan fleksibiliteit fan legacy Wi-Fi 6 OFDMA degradearret prestaasjes yn tichte netwurken en fergruttet de latency, wat kritysk is foar real-time applikaasjes. 11be sil dizze OFDMA-problemen oplosse.
- Ien fan 'e befêstige revolúsjonêre wizigingen fan Wi-Fi 7 is native stipe simultane gebrûk fan ferskate parallelle ferbiningen op ferskillende frekwinsjes, wat heul nuttich is foar sawol enoarme gegevensraten as ekstreem lege latency. Hoewol moderne chipsets kinne al meardere ferbiningen tagelyk brûke, bygelyks yn 'e 2.4 en 5 GHz bands, binne dizze ferbiningen ûnôfhinklik, wat de effektiviteit fan sa'n operaasje beheint. Yn 11be sil in nivo fan syngronisaasje tusken kanalen wurde fûn dat effisjint gebrûk fan kanaalboarnen mooglik makket en wichtige feroaringen yn 'e regels fan it protokol foar kanaaltagong meibringt.
- It brûken fan hiel brede kanalen en in grut oantal romtlike streamen liedt ta it probleem fan hege overhead ferbûn mei de kanaal steat skatting proseduere nedich foar MIMO en OFDMA. Dizze overhead annuleart alle winsten út it ferheegjen fan nominale gegevensraten. Dat ferwachte de proseduere foar beoardieling fan kanaalbetingsten sil wurde herzien.
- Yn 'e kontekst fan Wi-Fi 7 besprekt de noarmenkommisje it gebrûk fan guon "avansearre" metoaden foar gegevensferfier. Yn teory ferbetterje dizze metoaden spektrale effisjinsje yn it gefal fan werhelle transmissiepogingen, lykas simultane transmissies yn deselde of tsjinoerstelde rjochtingen. Wy prate oer hybride automatyske werhellingsfersyk (HARQ), op it stuit brûkt yn sellulêre netwurken, full-duplex-modus en net-ortogonale meardere tagong (NOMA). Dizze techniken binne goed studearre yn 'e literatuer yn teory, mar it is noch net dúdlik oft de produktiviteitswinsten dy't se leverje de muoite wurdich wêze om se út te fieren.
- Gebrûk HARQ komplisearre troch it folgjende probleem. Yn Wi-Fi wurde pakketten oaninoar lijm om overhead te ferminderjen. Yn hjoeddeistige ferzjes fan Wi-Fi wurdt de levering fan elk pakket yn 'e lijmde befêstige en, as befêstiging net komt, wurdt de oerdracht fan it pakket werhelle mei metoaden foar protokol foar kanaal tagong. HARQ ferpleatst opnij besykjen fan 'e gegevenskeppeling nei de fysike laach, wêr't gjin pakketten mear binne, mar allinich koadewurden, en de grinzen fan' e koadewurden net oerienkomme mei de grinzen fan 'e pakketten. Dizze desyngronisaasje komplisearret de ymplemintaasje fan HARQ yn Wi-Fi.
- Wetter - Agrarwetter Folsleine Duplex, dan is it op it stuit noch yn sellulêre netwurken noch yn Wi-Fi-netwurken mooglik om tagelyk gegevens yn itselde frekwinsjekanaal nei en fan it tagongspunt (basisstasjon) te stjoeren. Fan in technysk eachpunt is dit te tankjen oan it grutte ferskil yn 'e krêft fan it útstjoerde en ûntfongen sinjaal. Hoewol d'r prototypen binne dy't digitale en analoge subtraksje kombinearje fan it útstjoerde sinjaal fan it ûntfongen sinjaal, by steat om in Wi-Fi-sinjaal te ûntfangen tidens syn oerdracht, kin de winst dy't se yn 'e praktyk leverje kinne ferwaarlooslik wêze fanwege it feit dat op elk momint de streamôfwerts is net gelyk oan de opkommende (gemiddeld "yn it sikehûs" is de delgeande signifikant grutter). Boppedat sil sa'n twa-wei oerdracht it protokol signifikant komplisearje.
- Wylst it ferstjoeren fan meardere streamen mei MIMO meardere antennes fereasket foar de stjoerder en ûntfanger, mei net-ortogonale tagong kin it tagongspunt tagelyk gegevens oerstjoere nei twa ûntfangers fan ien antenne. Ferskate net-ortogonale tagongsopsjes binne opnommen yn 'e lêste 5G-spesifikaasjes. Prototype NOMA Wi-Fi waard foar it earst makke yn 2018 by de IITP RAS (wer, beskôgje it net PR). It toande in prestaasjesferheging fan 30-40%. It foardiel fan 'e ûntwikkele technology is har efterkompatibiliteit: ien fan' e twa ûntfangers kin in ferâldere apparaat wêze dat gjin Wi-Fi 7 stipet. Yn 't algemien is it probleem fan efterkompatibiliteit tige wichtich, om't apparaten fan ferskate generaasjes tagelyk kinne operearje op in Wi-Fi netwurk. Op it stuit analysearje ferskate teams om 'e wrâld de effektiviteit fan it kombineare gebrûk fan NOMA en MU-MIMO, wêrfan de resultaten it takomstige lot fan' e oanpak bepale. Wy wurkje ek troch oan it prototype: de folgjende ferzje sil wurde presintearre op 'e IEEE INFOCOM-konferinsje yn july 2020.
- Ta beslút, in oare wichtige ynnovaasje, mar mei in ûndúdlik lot, is koördinearre wurking fan tagong punten. Hoewol in protte leveransiers hawwe har eigen sintralisearre controllers foar ûndernimming Wi-Fi netwurken, de mooglikheden fan sokke controllers binne oer it algemien beheind ta lange-termyn parameter konfiguraasje en kanaal seleksje. De noarmenkommisje besprekt nauwere gearwurking tusken oanbuorjende tagongspunten, dy't koördinearre oerdrachtskeduling, beamforming en sels ferspraat MIMO-systemen omfettet. Guon fan 'e oanpak dy't wurde beskôge brûke opfolgjende ynterferinsje-annulering (sawat itselde as yn NOMA). Hoewol oanpakken foar 11be-koördinaasje noch net ûntwikkele binne, is d'r gjin twifel dat de standert tagongspunten fan ferskate fabrikanten sil tastean om oerdrachtskema's mei elkoar te koördinearjen om ûnderlinge ynterferinsje te ferminderjen. Oare, mear komplekse oanpak (lykas ferspraat MU-MIMO) sil wêze dreger te ymplemintearjen yn de standert, hoewol't guon leden fan 'e groep binne besletten om te dwaan binnen Release 2. Nettsjinsteande de útkomst, it lot fan tagong punt koördinaasje metoaden is ûndúdlik. Sels as se opnommen binne yn 'e standert, kinne se de merke miskien net berikke. In soartgelikense ding is earder bard by it besykjen om oarder te bringen oan Wi-Fi-útstjoeringen mei oplossingen lykas HCCA (11e) en HCCA TXOP-ûnderhanneling (11be).
Gearfetsjend liket it derop dat de measte útstellen dy't ferbûn binne mei de earste fiif groepen diel wurde fan Wi-Fi 7, wylst de útstellen dy't ferbûn binne mei de lêste twa groepen signifikant ekstra ûndersyk fereaskje om har effektiviteit te bewizen.
Mear technyske details
Technyske details oer Wi-Fi 7 kinne wurde lêzen (yn it Ingelsk)
Boarne: www.habr.com