Viru kuerzem sinn Apparater déi Wi-Fi 6 (IEEE 802.11ax) Technologie ënnerstëtzen, iwwer déi vill geschwat gëtt, viru kuerzem op de Maart komm. Awer wéineg Leit wëssen datt d'Entwécklung vun enger neier Generatioun vu Wi-Fi Technologie schonn amgaang ass - Wi-Fi 7 (IEEE 802.11be). Fannt eraus wéi Wi-Fi 7 an dësem Artikel wäert sinn.
Virgeschicht
Am September 2020 feiere mir den 30. Anniversaire vum IEEE 802.11 Projet, deen eist Liewen wesentlech beaflosst huet. De Moment ass Wi-Fi Technologie, definéiert vun der IEEE 802.11 Famill vu Standarden, déi populärste drahtlose Technologie déi benotzt gëtt fir mam Internet ze verbannen, mat Wi-Fi méi wéi d'Halschent vum Benotzerverkéier. Wärend d'cellulär Technologie sech all Joerzéngt ëmbréngt, sou wéi den Numm 4G duerch 5G ersat, fir Wi-Fi Benotzer, Verbesserungen an Dategeschwindegkeeten, souwéi d'Aféierung vun neie Servicer an nei Features, passéieren bal onnotéiert. Puer Clienten këmmere sech ëm d'Bréiwer "n", "ac" oder "Axt" datt "802.11" op Equipement Këschte verfollegen. Awer dat heescht net datt Wi-Fi net evoluéiert.
Ee Beweis fir d'Evolutioun vum Wi-Fi ass déi dramatesch Erhéijung vun de bewäerten Dategeschwindegkeete: vun 2 Mbps an der 1997 Versioun op bal 10 Gbps am leschten 802.11ax Standard, och bekannt als Wi-Fi 6. Modern Wi-Fi erreecht esou Leeschtungsgewënn duerch méi séier Signal- a Codedesignen, méi breet Kanäl an d'Benotzung vun Technologie .
Zousätzlech zum Mainstream vun High-Speed-Wireless-Lokale Netzwierker enthält d'Evolutioun vu Wi-Fi verschidde Nischprojeten. Zum Beispill, Wi-Fi HaLow (802.11ah) war e Versuch fir Wi-Fi op de Wireless Internet of Things Maart ze bréngen. Millimeter Welle Wi-Fi (802.11ad / ay) ënnerstëtzt nominell Datenraten vu bis zu 275 Gbps, awer iwwer ganz kuerz Distanzen.
Nei Applikatiounen a Servicer am Zesummenhang mat High-Definition Video Streaming, virtuell an augmentéiert Realitéit, Gaming, Remote Office a Cloud Computing, wéi och d'Noutwendegkeet fir grouss Zuel vu Benotzer mat intensivem Traffic op drahtlose Netzwierker z'ënnerstëtzen, erfuerderen héich Leeschtung.
Wi-Fi 7 Ziler
Am Mee 2019 huet de BE (TGbe) Ënnergrupp vum 802.11 Working Group vum Local and Metropolitan Area Network Standards Committee ugefaang Aarbecht un enger neier Ergänzung zum Wi-Fi Standard deen eropgeet. Nominell Duerchgang bis méi wéi 40 Gbit / s an engem Frequenzkanal vum "typesche" Wi-Fi-Beräich <= 7 GHz. Och wa vill Dokumenter "maximal Duerchgang vu mindestens 30 Gbps" oplëschten, gëtt den neie kierperleche Layerprotokoll nominell Geschwindegkeete vun iwwer 40 Gbps.
Eng aner wichteg Entwécklungsrichtung fir Wi-Fi 7 ass Ënnerstëtzung fir Echtzäit Uwendungen (Spiller, virtuell an augmentéiert Realitéit, Roboter Kontroll). Et ass bemierkenswäert datt obwuel Wi-Fi den Audio- a Videoverkéier op eng speziell Manéier behandelt, et gouf laang gegleeft datt Standardniveau garantéiert niddereg latency (Millisekonnen), och bekannt als Time-Sensitive Networking, a Wi-Fi Netzwierker fundamental ass. onméiglech. Am November 2017 huet eis Team vun der IITP RAS an der National Research University Higher School of Economics (net huelen et fir PR) eng entspriechend Propositioun an der IEEE 802.11 Grupp gemaach. D'Propositioun huet vill Interessi generéiert an eng speziell Ënnergrupp gouf am Juli 2018 gestart fir d'Thema weider ze studéieren. Well d'Ënnerstëtzung vun Echtzäitapplikatiounen souwuel héich nominell Datenraten a verstäerkte Linkschichtfunktionalitéit erfuerdert, huet den 802.11 Working Group decidéiert Methoden z'entwéckelen fir Echtzäit Uwendungen bannent Wi-Fi 7 z'ënnerstëtzen.
E wichtegt Thema mat Wi-Fi 7 ass seng Zesummeliewe mat Zellular Netzwierk Technologien (4G / 5G) déi vun 3GPP entwéckelt ginn an an de selwechten onlizenzéierte Frequenzbands funktionnéieren. Mir schwätzen iwwer LTE-LAA/NR-U. Fir d'Problemer ze studéieren, déi mat der Zesummeliewen vu Wi-Fi a Cellular Netzwierker verbonne sinn, huet IEEE 802.11 de Coexisting Standing Committee (Coex SC) gestart. Trotz villen Reuniounen a souguer engem gemeinsame Workshop vun 3GPP an IEEE 802.11 Participanten am Juli 2019 zu Wien, sinn technesch Léisungen nach net guttgeheescht ginn. Eng méiglech Erklärung fir dës Noléissegkeet ass datt souwuel IEEE 802 wéi 3GPP zréckzéien hir eege Technologien z'änneren fir dem aneren ze konform. Also, Et ass de Moment net kloer ob d'Coex SC Diskussiounen den Wi-Fi 7 Standard beaflossen.
Entwécklung Prozess
Och wann de Wi-Fi 7 Entwécklungsprozess a senge ganz fréie Stadien ass, goufen et bis elo bal 500 Virschléi fir nei Funktionalitéit fir den Upëff vum Wi-Fi 7, och bekannt als IEEE 802.11be. Déi meescht Iddie gi just an der be-Ënnergrupp diskutéiert an eng Entscheedung doriwwer ass nach net gemaach. Aner Iddien goufen viru kuerzem guttgeheescht. Drënner gëtt kloer uginn, wéi eng Propositioune guttgeheescht ginn a wéi eng just diskutéiert ginn.
Et war ursprénglech geplangt datt d'Entwécklung vun den Haapt neie Mechanismen bis Mäerz 2021 fäerdeg wier. Déi lescht Versioun vum Standard gëtt fréi 2024 erwaart. Am Januar 2020 goufen 11 Bedenken opgeworf ob d'Entwécklung um Zäitplang am aktuellen Tempo vun der Aarbecht bleift. Fir de Standardentwécklungsprozess ze beschleunegen, huet d'Ënnergrupp zougestëmmt fir e klenge Set vu prioritär Features ze wielen, déi bis 2021 verëffentlecht kënne ginn (Verëffentlechung 1), an de Rescht bei der Verëffentlechung 2 verloossen. an enthält Ënnerstëtzung fir 320 MHz, 4K- QAM, offensichtlech Verbesserunge fir OFDMA vu Wi-Fi 6, MU-MIMO mat 16 Streamen.
Wéinst dem Coronavirus trefft de Grupp sech momentan net perséinlech, mee hält regelméisseg Telekonferenzen. Sou huet d'Entwécklung e bëssen ofgebrach, awer net gestoppt.
Technologie Detailer
Loosst eis d'Haaptinnovatiounen vum Wi-Fi 7 kucken.
- Den neie kierperleche Schichtprotokoll ass eng Entwécklung vum Wi-Fi 6 Protokoll mat enger duebeler Erhéijung Bandbreedung bis 320 MHz, duebel d'Zuel vu raimleche MU-MIMO Streamen, wat den nominalen Duerchgang ëm 2 × 2 = 4 Mol erhéicht. Wi-Fi 7 fänkt och Modulatioun un 4K-QAM, wat nach 20% zum nominellen Duerchsatz bäidréit. Sou gëtt Wi-Fi 7 2x2x1,2 = 4,8 Mol d'bewäertte Datenübertragungsgeschwindegkeet vum Wi-Fi 6: De maximale bewäerten Duerchgang vum Wi-Fi 7 ass 9,6 Gbps x 4,8 = 46 Gbit / s. Zousätzlech gëtt et eng revolutionär Ännerung am kierperleche Layerprotokoll fir Kompatibilitéit mat zukünftege Versioune vu Wi-Fi ze garantéieren, awer et bleift fir d'Benotzer onsichtbar.
- Änneren de Kanal Zougang Method fir Echtzäit Applikatioun Ënnerstëtzung gëtt duerchgefouert mat der Erfahrung vun IEEE 802 TSN fir Kabel Netzwierker Rechnung gedroe ginn. Lafend Diskussiounen am Standardcomité bezéien sech op déi zoufälleg Backoff-Prozedur fir Kanalzougang, Trafficservicekategorien an dofir getrennte Schlaangen fir Echtzäitverkéier, a Paketservicepolitik.
- Agefouert an Wi-Fi 6 (802.11ax) OFDMA - Zäit- an Frequenz-Divisioun Kanal Zougang Method (ähnlech zu deem benotzt an 4G an 5G Netzwierker) - gëtt nei Méiglechkeeten fir eng optimal Ressource Allocatioun. Wéi och ëmmer, an 11ax ass OFDMA net flexibel genuch. Als éischt erlaabt et den Zougangspunkt nëmmen ee Ressourceblock vun enger virbestëmmter Gréisst un de Clientapparat ze verdeelen. Zweetens, et ënnerstëtzt net direkt Transmissioun tëscht Client Statiounen. Béid Nodeeler reduzéieren d'Spektraleffizienz. Zousätzlech, de Mangel u Flexibilitéit vum legacy Wi-Fi 6 OFDMA degradéiert d'Performance an dichten Netzwierker a erhéicht d'Latenz, wat kritesch ass fir Echtzäit Uwendungen. 11be wäert dës OFDMA Problemer léisen.
- Ee vun de bestätegt revolutionäre Ännerunge vu Wi-Fi 7 ass gebierteg Ënnerstëtzung gläichzäiteg Notzung vu verschiddene parallele Verbindungen op verschiddene Frequenzen, wat ganz nëtzlech ass fir grouss Datenraten an extrem niddereg latency. Och wann modern Chipsets scho verschidde Verbindunge gläichzäiteg benotze kënnen, zum Beispill an den 2.4 an 5 GHz Bands, sinn dës Verbindungen onofhängeg, wat d'Effizienz vun esou enger Operatioun limitéiert. Am 11be gëtt e Niveau vun der Synchroniséierung tëscht Kanäl fonnt, deen effizient Notzung vu Kanalressourcen erlaabt a bedeitend Ännerungen an de Regele vum Kanalzougangprotokoll mat sech bréngt.
- D'Benotzung vu ganz breet Kanäl an enger grousser Zuel vu raimleche Baachen féiert zum Problem vun héijer Overhead verbonne mat der Kanalstat Estimatiounsprozedur néideg fir MIMO an OFDMA. Dës Overhead annuléiert all Gewënn aus der Erhéijung vun den nominalen Datetarzen. Dat erwaart d'Kanalkonditiounsbewäertungsprozedur gëtt iwwerschafft.
- Am Kontext vu Wi-Fi 7 diskutéiert de Standardcomité iwwer d'Benotzung vun e puer "fortgeschratt" Datenübertragungsmethoden. An der Theorie verbesseren dës Methoden d'Spektraleffizienz am Fall vun widderholl Iwwerdroungsversich, souwéi gläichzäiteg Transmissiounen an déiselwecht oder entgéintgesate Richtungen. Mir schwätzen iwwer Hybrid automatesch Widderhuelung Ufro (HARQ), déi aktuell an Zellular Netzwierker benotzt gëtt, Voll-Duplex Modus an net-orthogonal Multiple Access (NOMA). Dës Technike si gutt an der Literatur an der Theorie studéiert, awer et ass nach net kloer ob d'Produktivitéitsgewënn déi se ubidden den Effort wäert sinn fir se ëmzesetzen.
- Benotzt HARQ komplizéiert duerch de folgende Problem. Am Wi-Fi gi Pakete matenee gekollt fir d'Overhead ze reduzéieren. An aktuellen Versioune vu Wi-Fi gëtt d'Liwwerung vun all Paket am gekollt bestätegt a wann d'Bestätegung net kënnt, gëtt d'Transmissioun vum Paket widderholl mat Kanalzougangprotokollmethoden. HARQ bewegt Retry vun der Datelink op déi kierperlech Layer, wou et keng Päck méi gëtt, awer nëmmen Codewords, an d'Grenze vun de Codewords entspriechen net mat de Grenze vun de Päck. Dës Desynchroniséierung komplizéiert d'Ëmsetzung vum HARQ am Wi-Fi.
- Wat et ass Voll-Duplex, dann ass et momentan weder an Cellular Netzwierker nach a Wi-Fi Netzwierker méiglech, gläichzäiteg Daten am selwechte Frequenzkanal op a vum Zougangspunkt (Basisstatioun) ze vermëttelen. Aus enger technescher Siicht ass dëst wéinst dem groussen Ënnerscheed an der Kraaft vum iwwerdroenen a kritt Signal. Och wann et Prototypen sinn déi digital an analog Subtraktioun vum iwwerdroene Signal vum empfaangen Signal kombinéieren, fäeg e Wi-Fi Signal während senger Iwwerdroung ze kréien, kann de Gewënn deen se an der Praxis ubidden vernoléisseg sinn wéinst der Tatsaach datt zu all Zäit den Downstream ass net gläich wéi den opsteigende (am Duerchschnëtt "am Spidol" ass déi erofgaang däitlech méi grouss). Ausserdeem wäert esou zwee-Wee Iwwerdroung de Protokoll wesentlech komplizéiere.
- Wärend d'Iwwerdroung vu verschidde Streame mat MIMO erfuerdert verschidde Antennen fir de Sender an den Empfänger, mat net-ortogonalen Zougang kann den Zougangspunkt gläichzäiteg Daten un zwee Empfänger vun enger eenzeger Antenne vermëttelen. Verschidde net-orthogonal Zougangsoptioune sinn an de leschten 5G Spezifikatioune abegraff. Prototyp NOMA Wi-Fi gouf fir d'éischt am Joer 2018 am IITP RAS erstallt (erëm, betruecht et net als PR). Et huet eng 30-40% Leeschtungserhéijung bewisen. De Virdeel vun der entwéckelter Technologie ass seng Réckkompatibilitéit: ee vun deenen zwee Empfänger kann en alen Apparat sinn, deen net Wi-Fi 7 ënnerstëtzt. Am Allgemengen ass de Problem vun der Réckkompatibilitéit ganz wichteg, well Apparater vu verschiddene Generatiounen gläichzäiteg funktionnéieren op engem Wi-Fi Netz. Momentan analyséieren verschidden Équipë ronderëm d'Welt d'Effizienz vun der kombinéierter Notzung vun NOMA a MU-MIMO, d'Resultater vun deenen d'Zukunft vum Schicksal vun der Approche bestëmmen. Mir schaffen och weider un dem Prototyp: seng nächst Versioun gëtt op der IEEE INFOCOM Konferenz am Juli 2020 presentéiert.
- Endlech eng aner wichteg Innovatioun, awer mat engem onkloer Schicksal, ass koordinéiert Operatioun vun Zougang Punkten. Och wa vill Ubidder hir eege zentraliséiert Controller fir Enterprise Wi-Fi Netzwierker hunn, sinn d'Kapazitéite vun esou Controller allgemeng limitéiert op laangfristeg Parameterkonfiguratioun a Kanalauswiel. De Standardcomité diskutéiert méi enk Zesummenaarbecht tëscht de Nopeschlänner Zougangspunkten, déi koordinéiert Iwwerdroungsplanung, Beamformung a souguer verdeelt MIMO Systemer enthält. E puer vun den Approchen, déi berécksiichtegt sinn, benotzen sequentiell Interferenzannuléierung (ongeféier d'selwecht wéi an NOMA). Obwuel Approche fir 11be Koordinatioun nach net entwéckelt ginn ass, ass et keen Zweiwel, datt de Standard Zougang Punkten aus verschiddenen Hiersteller erlaabt Transmissioun Flugplang mat all aner ze koordinéieren géigesäitege Stéierungen ze reduzéieren. Aner, méi komplex Approche (wéi verdeelt MU-MIMO) wäert méi schwéier ginn an de Standard ëmzesetzen, obwuel e puer Membere vun der Grupp sinn décidéiert ze maachen bannent Release 2. Onofhängeg vum Resultat, d'Schicksal vun Zougang Punkt Koordinatioun Methoden ass onkloer. Och wa se am Standard abegraff sinn, kënnen se net um Maart erreechen. Eng ähnlech Saach ass virdru geschitt wann Dir probéiert d'Wi-Fi Transmissiounen Uerdnung ze bréngen mat Léisunge wéi HCCA (11e) an HCCA TXOP Negotiation (11be).
Zesummegefaasst, schéngt et datt déi meescht vun de Virschléi, déi mat den éischte fënnef Gruppen assoziéiert sinn, Deel vum Wi-Fi 7 ginn, während d'Propositioune verbonne mat de leschten zwou Gruppen bedeitend zousätzlech Fuerschung erfuerderen fir hir Effektivitéit ze beweisen.
Méi technesch Detailer
Technesch Detailer iwwer Wi-Fi 7 kënne gelies ginn (op Englesch)
Source: will.com