{"id":81375,"date":"2020-05-13T01:42:22","date_gmt":"2020-05-12T23:42:22","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/administrirovanie\/chto-nas-zhdet-v-wi-fi-7-ieee-802-11be"},"modified":"2020-05-13T01:42:22","modified_gmt":"2020-05-12T23:42:22","slug":"chto-nas-zhdet-v-wi-fi-7-ieee-802-11be","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/pl\/blog\/administrirovanie\/chto-nas-zhdet-v-wi-fi-7-ieee-802-11be","title":{"rendered":"Co nas czeka w Wi-Fi 7, IEEE 802.11be?","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"

Niedawno na rynek wesz\u0142y urz\u0105dzenia wspieraj\u0105ce technologi\u0119 Wi-Fi 6 (IEEE 802.11ax), o kt\u00f3rej m\u00f3wi si\u0119 wiele. Ma\u0142o kto jednak wie, \u017ce ju\u017c teraz trwaj\u0105 prace nad now\u0105 generacj\u0105 technologii Wi-Fi \u2014 Wi-Fi 7 (IEEE 802.11be). O tym, co b\u0119dzie reprezentowa\u0107 Wi-Fi 7, w tym artykule.<\/p>\n

\"Co
\n<\/a><\/noindex><\/p>\n

T\u0142o<\/h2>\n

\nWe wrze\u015bniu 2020 roku b\u0119dziemy obchodzi\u0107 30-lecie projektu IEEE 802.11, kt\u00f3ry znacz\u0105co wp\u0142yn\u0105\u0142 na nasze \u017cycie. Obecnie technologia Wi-Fi, okre\u015blana jako rodzina standard\u00f3w IEEE 802.11, jest najpopularniejsz\u0105 technologi\u0105 bezprzewodow\u0105 wykorzystywan\u0105 do \u0142\u0105czenia si\u0119 z internetem: Wi-Fi przesy\u0142a ponad po\u0142ow\u0119 ruchu u\u017cytkownik\u00f3w. Podczas gdy technologie kom\u00f3rkowe rebranduj\u0105 si\u0119 co dekad\u0119, na przyk\u0142ad zmieniaj\u0105c nazw\u0119 4G na 5G, dla u\u017cytkownik\u00f3w Wi-Fi zwi\u0119kszenie szybko\u015bci przesy\u0142u danych oraz wprowadzenie nowych us\u0142ug i funkcji odbywa si\u0119 praktycznie niezauwa\u017calnie. Zaledwie nieliczni klienci zwracaj\u0105 uwag\u0119 na litery \u201en\u201d, \u201eac\u201d czy \u201eax\u201d, kt\u00f3re nast\u0119puj\u0105 po \u201e802.11\u201d na opakowaniach sprz\u0119tu. Ale to nie oznacza, \u017ce Wi-Fi nie rozwija si\u0119.<\/p>\n

Jednym z dowod\u00f3w na rozw\u00f3j Wi-Fi jest drastyczny wzrost nominalnych szybko\u015bci przesy\u0142u danych: od 2 Mbit\/s w wersji z 1997 roku do prawie 10 Gbit\/s w najnowszym standardzie 802.11ax, znanym r\u00f3wnie\u017c jako Wi-Fi 6. Nowoczesne Wi-Fi osi\u0105ga taki wzrost wydajno\u015bci dzi\u0119ki szybszym konstrukcjom kod\u00f3w sygna\u0142owych, szerszym kana\u0142om oraz wykorzystaniu technologii MIMO<\/a><\/noindex>.<\/p>\n

Opr\u00f3cz g\u0142\u00f3wnego kierunku rozwoju szybkich bezprzewodowych sieci lokalnych, ewolucja Wi-Fi obejmuje kilka niszowych projekt\u00f3w. Na przyk\u0142ad Wi-Fi HaLow (802.11ah) sta\u0142o si\u0119 pr\u00f3b\u0105 wprowadzenia Wi-Fi na rynek bezprzewodowego Internetu rzeczy. Wi-Fi w milimetrowym zakresie (802.11ad\/ay) wspiera nominalne szybko\u015bci przesy\u0142u danych do 275 Gbit\/s, cho\u0107 na bardzo kr\u00f3tkich odleg\u0142o\u015bciach.<\/p>\n

Nowe aplikacje i us\u0142ugi zwi\u0105zane z wideo w wysokiej rozdzielczo\u015bci, rzeczywisto\u015bci\u0105 wirtualn\u0105 i rozszerzon\u0105, grami, zdalnym biurem i obliczeniami w chmurze, a tak\u017ce konieczno\u015b\u0107 wsparcia du\u017cej liczby u\u017cytkownik\u00f3w z intensywnym ruchem w sieciach bezprzewodowych wymagaj\u0105 wysokiej wydajno\u015bci.<\/p>\n

Cele Wi-Fi 7<\/h2>\n

\nW maju 2019 roku podgrupa BE (TGbe) grupy roboczej 802.11 komitetu ds. standaryzacji sieci lokalnych i miejskich rozpocz\u0119\u0142a prac\u0119 nad nowym uzupe\u0142nieniem standardu Wi-Fi, kt\u00f3re zwi\u0119kszy nominaln\u0105 przepustowo\u015b\u0107 do ponad 40 Gb\/s<\/b> w jednym kanale cz\u0119stotliwo\u015bci \u201etypowym\u201d dla zakresu Wi-Fi <= 7 GHz. Chocia\u017c w wielu dokumentach pojawia si\u0119 \u201emaksymalna przepustowo\u015b\u0107 nie mniej ni\u017c 30 Gb\/s\u201d, nowy protok\u00f3\u0142 warstwy fizycznej zapewni nominaln\u0105 pr\u0119dko\u015b\u0107 przekraczaj\u0105c\u0105 40 Gb\/s. <\/p>\n

Kolejnym wa\u017cnym kierunkiem rozwoju Wi-Fi 7 jest wsparcie dla aplikacji czasu rzeczywistego<\/b> (gry, rzeczywisto\u015b\u0107 wirtualna i rozszerzona, kontrola robot\u00f3w). Warto zauwa\u017cy\u0107, \u017ce chocia\u017c Wi-Fi specjalnie obs\u0142uguje ruch audio i wideo, przez d\u0142ugi czas uwa\u017cano, \u017ce zapewnienie na poziomie standardu gwarantowanych ma\u0142ych op\u00f3\u017anie\u0144 (jednostek milisekund), znane r\u00f3wnie\u017c jako Time-Sensitive Networking, w sieciach Wi-Fi jest zasadniczo niemo\u017cliwe. W listopadzie 2017 roku nasz zesp\u00f3\u0142 z IPI RAN i HSE (nie traktujcie tego jako PR) z\u0142o\u017cy\u0142 odpowiedni\u0105 propozycj\u0119 w grupie IEEE 802.11. Propozycja wzbudzi\u0142a du\u017ce zainteresowanie, a w lipcu 2018 roku uruchomiono specjaln\u0105 podgrup\u0119 do dalszego badania tej kwestii. Poniewa\u017c dla wsparcia aplikacji czasu rzeczywistego wymagane s\u0105 zar\u00f3wno wysokie nominalne pr\u0119dko\u015bci przesy\u0142u danych, jak i rozszerzenie funkcji warstwy kana\u0142owej, grupa robocza 802.11 postanowi\u0142a opracowa\u0107 metody wsparcia aplikacji czasu rzeczywistego w ramach Wi-Fi 7.<\/p>\n

Wa\u017cnym zagadnieniem zwi\u0105zanym z Wi-Fi 7 jest jego wsp\u00f3\u0142istnienie z technologiami sieci kom\u00f3rkowych (4G\/5G), kt\u00f3re s\u0105 opracowywane przez 3GPP i dzia\u0142aj\u0105 w tych samych nielicencjonowanych pasmach cz\u0119stotliwo\u015bci. Mowa o LTE-LAA\/NR-U. Aby zbada\u0107 problemy zwi\u0105zane z wsp\u00f3\u0142istnieniem Wi-Fi i sieci kom\u00f3rkowych, IEEE 802.11 uruchomi\u0142 Coexisting Standing Committee (Coex SC). Pomimo licznych spotka\u0144, a nawet wsp\u00f3lnego seminarium uczestnik\u00f3w 3GPP i IEEE 802.11 w lipcu 2019 roku w Wiedniu, rozwi\u0105zania techniczne jeszcze nie zosta\u0142y zatwierdzone. Mo\u017cliwym wyja\u015bnieniem tej bezowocnej dzia\u0142alno\u015bci jest to, \u017ce ani IEEE 802, ani 3GPP nie chc\u0105 zmienia\u0107 swoich w\u0142asnych technologii, aby dostosowa\u0107 je do innej. Tak wi\u0119c, na chwil\u0119 obecn\u0105 nie jest jasne, czy dyskusje w ramach Coex SC wp\u0142yn\u0105 na standard Wi-Fi 7<\/b>.<\/p>\n

Proces opracowywania<\/h2>\n

\nChocia\u017c proces opracowywania Wi-Fi 7 jest na bardzo wczesnym etapie, do tej pory zg\u0142oszono oko\u0142o 500 propozycji nowej funkcjonalno\u015bci dla przysz\u0142ego Wi-Fi 7, znanego r\u00f3wnie\u017c jako IEEE 802.11be. Wi\u0119kszo\u015b\u0107 pomys\u0142\u00f3w jest wci\u0105\u017c omawiana w podgrupie be, a decyzje w tej sprawie jeszcze nie zapad\u0142y. Inne pomys\u0142y zosta\u0142y niedawno zatwierdzone. Poni\u017cej wyra\u017anie wskazane b\u0119dzie, kt\u00f3re propozycje s\u0105 zatwierdzone, a kt\u00f3re s\u0105 tylko przedmiotem dyskusji.<\/p>\n

\"Co
\n
\nPocz\u0105tkowo planowano, \u017ce opracowanie podstawowych nowych mechanizm\u00f3w zako\u0144czy si\u0119 do marca 2021 roku. Ostateczna wersja standardu oczekiwana jest na pocz\u0105tek 2024 roku. W styczniu 2020 roku w podgrupie 11be wyra\u017cono obawy, czy rozw\u00f3j b\u0119dzie zgodny z harmonogramem przy obecnym tempie pracy. Aby przyspieszy\u0107 proces opracowywania standardu, podgrupa postanowi\u0142a wybra\u0107 niewielki zestaw wysoko priorytetowych funkcji, kt\u00f3re mog\u0105 zosta\u0107 wydane do 2021 roku (Wydanie 1), a pozosta\u0142e zostawi\u0107 na Wydanie 2. Wysoko priorytetowe funkcje maj\u0105 zapewni\u0107 podstawowy wzrost wydajno\u015bci i obejmuj\u0105 wsparcie dla 320 MHz, 4K-QAM, oczywiste ulepszenia OFDMA z Wi-Fi 6, MU-MIMO z 16 strumieniami. <\/p>\n

Z powodu koronawirusa grupa obecnie nie spotyka si\u0119 osobi\u015bcie, ale regularnie organizuje wideokonferencje. W ten spos\u00f3b rozw\u00f3j nieco zwolni\u0142, ale nie usta\u0142. <\/p>\n

Szczeg\u00f3\u0142y technologii<\/h2>\n

\nZastan\u00f3wmy si\u0119 nad g\u0142\u00f3wnymi nowo\u015bciami Wi-Fi 7.<\/p>\n

    \n
  1. Nowy protok\u00f3\u0142 warstwy fizycznej jest rozwini\u0119ciem protoko\u0142u Wi-Fi 6 z podw\u00f3jnym zwi\u0119kszeniem szeroko\u015bci pasma do 320 MHz, podw\u00f3jnym zwi\u0119kszeniem liczby strumieni przestrzennych MU-MIMO<\/b>, co zwi\u0119ksza nominaln\u0105 przepustowo\u015b\u0107 o 2×2 = 4 razy. Wi-Fi 7 tak\u017ce zaczyna stosowa\u0107 modulacj\u0119 4K-QAM<\/b>, co dodaje dodatkowe 20% do nominalnej przepustowo\u015bci. W ten spos\u00f3b Wi-Fi 7 zapewni nominaln\u0105 pr\u0119dko\u015b\u0107 transmisji danych 2x2x1,2 = 4,8 razy wy\u017csz\u0105 ni\u017c Wi-Fi 6: maksymalna nominalna przepustowo\u015b\u0107 Wi-Fi 7 wynosi 9,6 Gb\/s \u00d7 4,8 = 46 Gb\/s. Ponadto w protokole warstwy fizycznej nast\u0105pi rewolucyjna zmiana zwi\u0105zana z zapewnieniem kompatybilno\u015bci z przysz\u0142ymi wersjami Wi-Fi, ale pozostanie ona niezauwa\u017cona przez u\u017cytkownik\u00f3w. <\/li>\n
  2. Zmiana metody dost\u0119pu do kana\u0142u dla wsparcia aplikacji czasu rzeczywistego<\/b> b\u0119dzie realizowane z uwzgl\u0119dnieniem do\u015bwiadczenia IEEE 802 TSN dla sieci przewodowych. Trwaj\u0105ce dyskusje w komitecie ds. standaryzacji dotycz\u0105 procedury losowego op\u00f3\u017aniania przy dost\u0119pie do kana\u0142u, kategorii obs\u0142ugi ruchu i odpowiednich, oddzielnych kolejek dla ruchu czasu rzeczywistego, a tak\u017ce polityk obs\u0142ugi pakiet\u00f3w.<\/li>\n
  3. Wprowadzony w Wi-Fi 6 (802.11ax) OFDMA <\/b>\u2013 metoda dost\u0119pu do kana\u0142u z podzia\u0142em na czas i cz\u0119stotliwo\u015b\u0107 (analogiczna do tej stosowanej w sieciach 4G i 5G) \u2013 zapewnia nowe mo\u017cliwo\u015bci optymalnego rozdzielania zasob\u00f3w. Jednak\u017ce w 11ax OFDMA nie jest wystarczaj\u0105co elastyczne. Po pierwsze, pozwala punktowi dost\u0119pu na przydzielenie urz\u0105dzeniu klienckiemu tylko jednego bloku zasob\u00f3w o z g\u00f3ry okre\u015blonym rozmiarze. Po drugie, nie obs\u0142uguje bezpo\u015bredniego przesy\u0142ania pomi\u0119dzy stacjami klienckimi. Oba te wady obni\u017caj\u0105 efektywno\u015b\u0107 spektraln\u0105. Ponadto brak elastyczno\u015bci odziedziczonej po Wi-Fi 6 OFDMA pogarsza wydajno\u015b\u0107 w g\u0119stych sieciach i zwi\u0119ksza op\u00f3\u017anienie, co jest krytyczne dla aplikacji czasu rzeczywistego. 11be rozwi\u0105\u017ce te problemy OFDMA.<\/li>\n
  4. Jedn\u0105 z zatwierdzonych rewolucyjnych zmian w Wi-Fi 7 jest wbudowane wsparcie jednoczesnego wykorzystywania wielu r\u00f3wnoleg\u0142ych po\u0142\u0105cze\u0144 na r\u00f3\u017cnych cz\u0119stotliwo\u015bciach<\/b>, co jest bardzo przydatne zar\u00f3wno dla ogromnych pr\u0119dko\u015bci transferu danych, jak i niezwykle niskich op\u00f3\u017anie\u0144. Chocia\u017c nowoczesne chipsety mog\u0105 ju\u017c jednocze\u015bnie korzysta\u0107 z kilku po\u0142\u0105cze\u0144, na przyk\u0142ad w pasmach 2.4 i 5 GHz, te po\u0142\u0105czenia s\u0105 niezale\u017cne, co ogranicza efektywno\u015b\u0107 takich operacji. W 11be znajdzie si\u0119 taki poziom synchronizacji mi\u0119dzy kana\u0142ami, kt\u00f3ry pozwoli na efektywne wykorzystanie zasob\u00f3w kana\u0142u i skutkuje znacznymi zmianami w zasadach protoko\u0142u dost\u0119pu do kana\u0142u.<\/li>\n
  5. Wykorzystanie bardzo szerokich kana\u0142\u00f3w i du\u017cej liczby przestrzennych strumieni prowadzi do problemu wysokich koszt\u00f3w zwi\u0105zanych z procedur\u0105 oceny stanu kana\u0142u, niezb\u0119dn\u0105 dla MIMO i OFDMA. Koszty te niweluj\u0105 wszystkie korzy\u015bci z podwy\u017cszonych nominalnych pr\u0119dko\u015bci transferu danych. Oczekuje si\u0119, \u017ce procedura oceny stanu kana\u0142u zostanie zrewidowana<\/b>.<\/li>\n
  6. W kontek\u015bcie Wi-Fi 7 w komitecie standaryzacyjnym omawiane jest wykorzystanie kilku \"zaawansowanych\" metod przesy\u0142ania danych. Teoretycznie metody te zwi\u0119kszaj\u0105 efektywno\u015b\u0107 spektraln\u0105 w przypadku pr\u00f3b przesy\u0142ania oraz przy jednoczesnych przesy\u0142ach w tym samym lub przeciwnym kierunku. Mowa o hybrydowym automatycznym \u017c\u0105daniu powt\u00f3rzenia (HARQ), stosowanym obecnie w sieciach kom\u00f3rkowych, o trybie full-duplex oraz o nieortogonalnym dost\u0119pie wielokrotnym (NOMA). Metody te zosta\u0142y dobrze zbadane w literaturze teoretycznej, jednak wci\u0105\u017c nie jest jasne, czy wzrost wydajno\u015bci, kt\u00f3ry zapewniaj\u0105, zrekompensuje wysi\u0142ki zwi\u0105zane z ich wdro\u017ceniem. \n