Сүүлийн үед их яригдаж байгаа Wi-Fi 6 (IEEE 802.11ax) технологийг дэмждэг төхөөрөмжүүд зах зээлд орж ирээд удаагүй байна. Гэхдээ Wi-Fi 7 (IEEE 802.11be) хэмээх шинэ үеийн Wi-Fi технологийг хөгжүүлэх ажил аль хэдийн явагдаж байгааг цөөхөн хүн мэддэг. Энэ нийтлэлээс Wi-Fi 7 ямар байхыг олж мэдээрэй.
Эрьт урьдын түүх
2020 оны есдүгээр сард бид бидний амьдралд ихээхэн нөлөөлсөн IEEE 30 төслийн 802.11 жилийн ойг тэмдэглэх болно. Одоогийн байдлаар IEEE 802.11 гэр бүлийн стандартаар тодорхойлогдсон Wi-Fi технологи нь интернетэд холбогдоход хэрэглэгддэг хамгийн алдартай утасгүй технологи бөгөөд Wi-Fi нь хэрэглэгчийн траффикийн талаас илүү хувийг тээвэрлэж байна. Үүрэн холбооны технологи нь 4G нэрийг 5G-ээр солих гэх мэт арван жил тутам өөрийгөө шинэчилж байхад Wi-Fi хэрэглэгчдийн хувьд өгөгдлийн хурд сайжирч, шинэ үйлчилгээ, шинэ боломжуудыг нэвтрүүлж байгаа нь бараг анзаарагдахгүй явагддаг. Тоног төхөөрөмжийн хайрцаг дээрх "802.11"-ийн араас "n", "ac" эсвэл "ax" гэсэн үсгүүдийн талаар цөөхөн үйлчлүүлэгч анхаарал тавьдаг. Гэхдээ энэ нь Wi-Fi хөгжөөгүй гэсэн үг биш юм.
Wi-Fi-ийн хувьслын нэг нотолгоо бол өгөгдлийн нэрлэсэн хурдыг огцом өсгөсөн явдал юм: 2 оны хувилбарт 1997 Mbps байсан бол Wi-Fi 10 гэгддэг хамгийн сүүлийн үеийн 802.11ax стандартад бараг 6 Gbps хүртэл. Орчин үеийн Wi-Fi ийм хэмжээнд хүрдэг. илүү хурдан дохио, кодын дизайн, илүү өргөн суваг, технологи ашигласнаар гүйцэтгэлийн өсөлт .
Өндөр хурдны утасгүй локал сүлжээний үндсэн урсгалаас гадна Wi-Fi-ийн хувьсал нь хэд хэдэн томоохон төслүүдийг багтаасан болно. Жишээлбэл, Wi-Fi HaLow (802.11ah) нь Wi-Fi-г утасгүй интернетийн зах зээлд нэвтрүүлэх оролдлого байсан юм. Миллиметр долгионы Wi-Fi (802.11ad/ay) нь маш богино зайд ч гэсэн 275 Gbps хүртэлх нэрлэсэн өгөгдлийн хурдыг дэмждэг.
Өндөр нягтралтай видео стриминг, виртуаль болон нэмэгдүүлсэн бодит байдал, тоглоом тоглох, алсын зайн оффис болон үүлэн тооцоололтой холбоотой шинэ программууд болон үйлчилгээнүүд, түүнчлэн утасгүй сүлжээнд эрчимтэй ачаалалтай олон тооны хэрэглэгчдийг дэмжих хэрэгцээ өндөр гүйцэтгэл шаарддаг.
Wi-Fi 7 зорилго
2019 оны 802.11-р сард Орон нутаг, нийслэлийн сүлжээний стандартын хорооны XNUMX ажлын хэсгийн BE (TGbe) дэд хэсэг Wi-Fi стандартад шинэ нэмэлт оруулах ажлыг эхлүүлсэн бөгөөд энэ нь нэмэгдэх болно. нэрлэсэн дамжуулах чадвар 40 Гбит/сек хүртэл "ердийн" Wi-Fi хүрээний нэг давтамжийн сувагт <= 7 GHz. Хэдийгээр олон баримт бичигт "хамгийн их дамжуулах чадвар дор хаяж 30 Гбит / с" гэж жагсаасан боловч шинэ физик түвшний протокол нь 40 Гбит / с-ээс илүү нэрлэсэн хурдыг хангах болно.
Wi-Fi 7-ийн хөгжлийн өөр нэг чухал чиглэл бодит цагийн програмуудыг дэмжих (тоглоом, виртуал болон нэмэгдүүлсэн бодит байдал, роботын удирдлага). Wi-Fi нь аудио болон видео траффикийг тусгай аргаар зохицуулдаг хэдий ч цаг хугацааны мэдрэмжтэй сүлжээ гэж нэрлэгддэг стандарт түвшний баталгаатай бага хоцролт (миллисекунд) -ийг Wi-Fi сүлжээгээр хангах нь үндсэндээ чухал ач холбогдолтой гэж үздэг нь анхаарал татаж байна. боломжгүй. 2017 оны 802.11-р сард манай IITP RAS болон Үндэсний судалгааны их сургуулийн Эдийн засгийн дээд сургуулийн баг (үүнийг PR гэж бүү ав) IEEE 2018 бүлэгт холбогдох саналыг тавьсан. Энэхүү санал нь хүмүүсийн сонирхлыг ихэд татсан бөгөөд 802.11 оны 7-р сард уг асуудлыг судлах тусгай дэд бүлгийг байгуулсан. Бодит цагийн програмуудыг дэмжих нь өндөр нэрлэсэн өгөгдлийн хурд болон сайжруулсан холбоос давхаргын функцийг шаарддаг тул XNUMX Ажлын хэсэг Wi-Fi XNUMX доторх бодит цагийн програмуудыг дэмжих аргуудыг боловсруулахаар шийджээ.
Wi-Fi 7-ийн нэг чухал асуудал бол 4GPP-ийн хөгжүүлж буй үүрэн холбооны технологитой (5G/3G) зэрэгцэн оршиж, зөвшөөрөлгүй ижил давтамжийн зурваст ажилладаг явдал юм. Бид LTE-LAA/NR-U-ийн тухай ярьж байна. Wi-Fi болон үүрэн сүлжээний зэрэгцэн оршихтой холбоотой асуудлуудыг судлахын тулд IEEE 802.11 нь Хамтран орших Байнгын хороог (Coex SC) байгуулжээ. 3 оны 802.11-р сард Вена хотод олон тооны уулзалт, 2019GPP болон IEEE 802 оролцогчдын хамтарсан семинарыг үл харгалзан техникийн шийдлүүд хараахан батлагдаагүй байна. Энэхүү ашиггүй байдлын тайлбар нь IEEE 3 болон XNUMXGPP хоёулаа өөр технологитой нийцүүлэхийн тулд өөрсдийн технологийг өөрчлөх дургүй байдагтай холбоотой юм. Тиймээс, Coex SC-ийн хэлэлцүүлэг нь Wi-Fi 7 стандартад нөлөөлөх эсэх нь одоогоор тодорхойгүй байна.
Хөгжлийн үйл явц
Хэдийгээр Wi-Fi 7-г хөгжүүлэх үйл явц маш эхний шатандаа явж байгаа ч IEEE 500be гэгддэг удахгүй гарах Wi-Fi 7-д зориулсан шинэ функцүүдийн талаар 802.11 орчим санал ирүүлсэн байна. Ихэнх санаанууд дөнгөж дэд бүлэг дээр яригдаж байгаа бөгөөд шийдвэр нь гараагүй байна. Бусад санаанууд саяхан батлагдсан. Доор нь ямар саналыг баталж, аль нь зөвхөн хэлэлцэж байгаа талаар тодорхой зааж өгөх болно.
Үндсэн шинэ механизмуудыг боловсруулах ажлыг 2021 оны 2024-р сар гэхэд дуусгахаар төлөвлөж байсан. Стандартын эцсийн хувилбар 2020 оны эхээр гарах төлөвтэй байна. 11 оны 2021-р сард 1 нь одоогийн ажлын хурдаар бүтээн байгуулалт хуваарийн дагуу үргэлжлэх эсэх талаар санаа зовниж байна. Стандарт боловсруулах үйл явцыг хурдасгахын тулд дэд бүлэг нь 2 он гэхэд (320-р хувилбар) гарах боломжтой цөөн тооны чухал ач холбогдолтой функцуудыг сонгож, үлдсэнийг нь 4-р хувилбарт үлдээхээр тохиролцов. Өндөр ач холбогдол бүхий функцууд нь гүйцэтгэлийн үндсэн үр ашгийг хангах ёстой. 6 МГц, 16K- QAM-ийн дэмжлэг, Wi-Fi XNUMX-аас OFDMA, XNUMX урсгалтай MU-MIMO-ийн илэрхий сайжруулалтыг багтаасан болно.
Коронавирусын улмаас тус бүлэг одоогоор биечлэн уулздаггүй ч тогтмол теле хурал хийдэг. Ийнхүү хөгжил бага зэрэг удааширсан ч зогссонгүй.
Технологийн дэлгэрэнгүй мэдээлэл
Wi-Fi 7-ийн гол шинэчлэлүүдийг авч үзье.
- Шинэ физик түвшний протокол нь хоёр дахин нэмэгдсэн Wi-Fi 6 протоколын боловсруулалт юм 320 МГц хүртэл зурвасын өргөн, орон зайн MU-MIMO урсгалын тоог хоёр дахин нэмэгдүүлнэ, энэ нь нэрлэсэн дамжуулах чадварыг 2 × 2 = 4 дахин нэмэгдүүлдэг. Wi-Fi 7 нь модуляцийг ашиглаж эхэлдэг 4K-QAM, энэ нь нэрлэсэн дамжуулах хүчин чадалд дахин 20% нэмнэ. Тиймээс Wi-Fi 7 нь Wi-Fi 2-аас 2x1,2x4,8 = 6 дахин их өгөгдөл дамжуулах болно: Wi-Fi 7-ийн хамгийн дээд үнэлгээ нь 9,6 Gbps x 4,8 = 46 Gbit/s байна. Нэмж дурдахад, Wi-Fi-ийн ирээдүйн хувилбаруудтай нийцтэй байхын тулд физик түвшний протоколд хувьсгалт өөрчлөлт гарах боловч энэ нь хэрэглэгчдэд харагдахгүй хэвээр байх болно.
- Сувгийн хандалтын аргыг өөрчлөх бодит цагийн програмын дэмжлэг утастай сүлжээнд зориулсан IEEE 802 TSN-ийн туршлагыг харгалзан гүйцэтгэнэ. Стандартын хороонд үргэлжилж буй хэлэлцүүлэг нь сувгийн хандалтын санамсаргүй буцаах журам, замын хөдөлгөөний үйлчилгээний ангилал, улмаар бодит цагийн урсгалын тусдаа дараалал, багц үйлчилгээний бодлоготой холбоотой юм.
- Wi-Fi 6 (802.11ax) дээр танилцуулсан OFDMA – цаг, давтамж хуваах сувгийн хандалтын арга (4G ба 5G сүлжээнд ашигладагтай адил) – нөөцийг оновчтой хуваарилах шинэ боломжийг олгодог. Гэсэн хэдий ч 11ax-д OFDMA нь хангалттай уян хатан биш юм. Нэгдүгээрт, энэ нь хандалтын цэгийг үйлчлүүлэгчийн төхөөрөмжид урьдчилан тодорхойлсон хэмжээтэй зөвхөн нэг нөөцийн блокыг хуваарилах боломжийг олгодог. Хоёрдугаарт, энэ нь үйлчлүүлэгчийн станцуудын хооронд шууд дамжуулалтыг дэмждэггүй. Хоёр сул тал нь спектрийн үр ашгийг бууруулдаг. Нэмж дурдахад, хуучин Wi-Fi 6 OFDMA-ийн уян хатан чанар дутагдаж байгаа нь нягт сүлжээн дэх гүйцэтгэлийг бууруулж, хоцролтыг нэмэгдүүлдэг бөгөөд энэ нь бодит цагийн хэрэглээнд чухал ач холбогдолтой юм. 11be эдгээр OFDMA асуудлыг шийдэх болно.
- Wi-Fi 7-ийн батлагдсан хувьсгалт өөрчлөлтүүдийн нэг бол уугуул дэмжлэг юм өөр өөр давтамжтай хэд хэдэн зэрэгцээ холболтыг нэгэн зэрэг ашиглах, энэ нь асар их өгөгдлийн хурд болон хэт бага хоцрогдлын аль алинд нь маш хэрэгтэй. Хэдийгээр орчин үеийн чипсетүүд аль хэдийн олон холболтыг нэгэн зэрэг ашиглаж чаддаг, жишээлбэл, 2.4 ба 5 GHz зурваст эдгээр холболтууд нь бие даасан байдаг бөгөөд энэ нь ийм үйлдлийн үр нөлөөг хязгаарладаг. 11be-д сувгийн нөөцийг үр ашигтай ашиглах боломжийг олгодог суваг хоорондын синхрончлолын түвшинг олж, сувгийн хандалтын протоколын дүрмүүдэд ихээхэн өөрчлөлт оруулах болно.
- Маш өргөн суваг, олон тооны орон зайн урсгалыг ашиглах нь MIMO болон OFDMA-д шаардагдах сувгийн төлөвийг тооцоолох журамтай холбоотой өндөр ачаалалтай холбоотой асуудалд хүргэдэг. Энэ нэмэлт зардал нь нэрлэсэн өгөгдлийн хурдыг нэмэгдүүлэхээс олох аливаа олзыг хүчингүй болгодог. Ингэж хүлээж байсан сувгийн нөхцөл байдлын үнэлгээний журам шинэчлэгдэнэ.
- Wi-Fi 7-ийн хүрээнд стандартын хороо мэдээлэл дамжуулах зарим "дэвшилтэт" аргуудыг ашиглах талаар хэлэлцэж байна. Онолын хувьд эдгээр аргууд нь давтан дамжуулах оролдлого, түүнчлэн ижил эсвэл эсрэг чиглэлд нэгэн зэрэг дамжуулалт хийх тохиолдолд спектрийн үр ашгийг сайжруулдаг. Одоогийн байдлаар үүрэн сүлжээ, бүрэн дуплекс горим, ортогональ бус олон хандалт (NOMA) -д ашиглагдаж байгаа эрлийз автомат давталтын хүсэлт (HARQ) тухай ярьж байна. Эдгээр техникийг уран зохиолд онолын хувьд сайтар судалсан боловч бүтээмжийн өсөлт нь тэдгээрийг хэрэгжүүлэхийн тулд хүчин чармайлт гаргахад үнэ цэнэтэй эсэх нь одоогоор тодорхойгүй байна.
- Ашиглах HARQ дараах асуудлаас болж төвөгтэй. Wi-Fi-д ачааг багасгахын тулд пакетуудыг хооронд нь наасан байдаг. Wi-Fi-ийн одоогийн хувилбаруудад наасан доторх пакет тус бүрийн хүргэлтийг баталгаажуулж, хэрэв баталгаа ирээгүй бол сувгийн хандалтын протоколын аргыг ашиглан пакетийн дамжуулалтыг давтана. HARQ нь өгөгдлийн холбоосоос дахин оролдлогуудыг физик давхарга руу шилжүүлдэг бөгөөд энд пакет байхгүй, зөвхөн код үг, код үгийн хил нь пакетуудын хил хязгаартай давхцдаггүй. Энэхүү синхрончлол нь Wi-Fi-д HARQ-г хэрэгжүүлэхэд хүндрэл учруулдаг.
- Тухайд Бүрэн дуплекс, тэгвэл одоогоор үүрэн сүлжээ болон Wi-Fi сүлжээнд нэг давтамжийн суваг дахь хандалтын цэг (суурь станц) руу болон түүнээс нэгэн зэрэг өгөгдөл дамжуулах боломжгүй байна. Техникийн үүднээс авч үзвэл энэ нь дамжуулагдсан болон хүлээн авсан дохионы хүч чадлын их зөрүүтэй холбоотой юм. Хүлээн авсан дохионоос дамжуулсан дохиог дижитал болон аналог аргаар хасч, түүнийг дамжуулах явцад Wi-Fi дохиог хүлээн авах чадвартай прототипүүд байдаг ч практикт тэдний өгч чадах ашиг нь ямар ч үед маш бага байж болно. доод урсгал нь өсөхтэй тэнцүү биш (дунджаар "эмнэлэгт" буурах нь мэдэгдэхүйц их байдаг). Түүнээс гадна ийм хоёр талын дамжуулалт нь протоколыг ихээхэн хүндрүүлнэ.
- MIMO ашиглан олон урсгалыг дамжуулахын тулд илгээгч болон хүлээн авагчийн хувьд олон антен шаардагддаг бол ортогональ бус хандалтын үед хандалтын цэг нь нэг антенаас хоёр хүлээн авагч руу нэгэн зэрэг өгөгдөл дамжуулах боломжтой. Хамгийн сүүлийн үеийн 5G техникийн үзүүлэлтүүдэд ортогональ бус хандалтын янз бүрийн сонголтууд багтсан болно. Прототип НОМА Wi-Fi-г анх 2018 онд IITP RAS-д үүсгэсэн (дахин хэлэхэд үүнийг PR гэж битгий бодоорой). Энэ нь гүйцэтгэлийн 30-40% өссөнийг харуулсан. Боловсруулсан технологийн давуу тал нь түүний хоцрогдсон нийцтэй байдал юм: хоёр хүлээн авагчийн нэг нь Wi-Fi 7-г дэмждэггүй хуучирсан төхөөрөмж байж болно. Ерөнхийдөө өөр өөр үеийн төхөөрөмжүүд нэгэн зэрэг ажиллах боломжтой тул хоцрогдсон нийцтэй байдлын асуудал маш чухал юм. Wi-Fi сүлжээнд. Одоогоор дэлхий даяар хэд хэдэн баг NOMA болон MU-MIMO-г хослуулан хэрэглэх үр дүнтэй байдалд дүн шинжилгээ хийж байгаа бөгөөд үр дүн нь аргын ирээдүйн хувь заяаг тодорхойлох болно. Бид мөн прототип дээр үргэлжлүүлэн ажиллаж байна: түүний дараагийн хувилбарыг 2020 оны XNUMX-р сард болох IEEE INFOCOM бага хурал дээр танилцуулах болно.
- Эцэст нь, хувь заяа нь тодорхойгүй байгаа өөр нэг чухал шинэлэг зүйл юм хандалтын цэгүүдийн зохицуулалттай ажиллагаа. Хэдийгээр олон үйлдвэрлэгчид аж ахуйн нэгжийн Wi-Fi сүлжээнд зориулсан өөрийн төвлөрсөн хянагчтай байдаг ч ийм хянагчийн чадавхи нь ерөнхийдөө урт хугацааны параметрийн тохиргоо, сувгийн сонголтоор хязгаарлагддаг. Стандартын хороо нь хөрш зэргэлдээх хандалтын цэгүүдийн хооронд илүү нягт хамтран ажиллах талаар хэлэлцэж байгаа бөгөөд үүнд дамжуулалтын хуваарь, цацраг үүсгэх, тэр ч байтугай тархсан MIMO систем орно. Хэлэлцэж буй зарим аргууд нь дараалсан хөндлөнгийн оролцоог арилгах аргыг ашигладаг (NOMA-тай адил). 11be-ийн зохицуулалтын арга барил хараахан боловсруулагдаагүй байгаа ч стандарт нь өөр өөр үйлдвэрлэгчдийн хандалтын цэгүүдэд харилцан хөндлөнгөөс оролцохыг багасгахын тулд дамжуулах хуваарийг өөр хоорондоо зохицуулах боломжийг олгоно гэдэгт эргэлзэхгүй байна. Бүлгийн зарим гишүүд 2-р хувилбарын хүрээнд үүнийг хийхээр шийдсэн ч бусад, илүү төвөгтэй аргуудыг (жишээлбэл, тархсан MU-MIMO) стандартад хэрэгжүүлэхэд илүү хэцүү байх болно. Үр дүнгээс үл хамааран хандалтын цэгийг зохицуулах аргуудын хувь заяа тодорхойгүй байна. Стандартад оруулсан ч зах зээлд хүрэхгүй байх магадлалтай. HCCA (11e) болон HCCA TXOP Negotiation (11be) зэрэг шийдлүүдийг ашиглан Wi-Fi дамжуулалтыг эмх цэгцтэй болгох гэж оролдох үед үүнтэй төстэй зүйл өмнө нь тохиолдож байсан.
Дүгнэж хэлэхэд эхний таван бүлэгтэй холбоотой саналуудын ихэнх нь Wi-Fi 7-ийн нэг хэсэг болох бөгөөд сүүлийн хоёр бүлэгтэй холбоотой саналууд үр дүнтэй болохыг нотлохын тулд ихээхэн хэмжээний нэмэлт судалгаа шаарддаг.
Илүү техникийн дэлгэрэнгүй мэдээлэл
Wi-Fi 7-ийн техникийн дэлгэрэнгүй мэдээллийг унших боломжтой (Англи хэлэнд)
Эх сурвалж: www.habr.com