Së fundmi në treg kanë hyrë edhe pajisjet që mbështesin teknologjinë Wi-Fi 6 (IEEE 802.11ax), për të cilën po flitet shumë. Por pak njerëz e dinë që zhvillimi i një gjenerate të re të teknologjisë Wi-Fi tashmë është duke u zhvilluar - Wi-Fi 7 (IEEE 802.11be). Zbuloni se si do të jetë Wi-Fi 7 në këtë artikull.
parahistorinë
Në shtator 2020, ne do të festojmë 30 vjetorin e projektit IEEE 802.11, i cili ka ndikuar ndjeshëm në jetën tonë. Aktualisht, teknologjia Wi-Fi, e përcaktuar nga familja e standardeve IEEE 802.11, është teknologjia më e popullarizuar me valë që përdoret për t'u lidhur me internetin, me Wi-Fi që mban më shumë se gjysmën e trafikut të përdoruesve. Ndërsa teknologjia celulare riemëron veten çdo dekadë, si zëvendësimi i emrit 4G me 5G, për përdoruesit e Wi-Fi, përmirësimet në shpejtësinë e të dhënave, si dhe futja e shërbimeve të reja dhe veçorive të reja, ndodhin pothuajse pa u vënë re. Pak klientë kujdesen për shkronjat "n", "ac" ose "ax" që pasojnë "802.11" në kutitë e pajisjeve. Por kjo nuk do të thotë që Wi-Fi nuk po evoluon.
Një provë e evolucionit të Wi-Fi është rritja dramatike e shpejtësive të vlerësuara të të dhënave: nga 2 Mbps në versionin 1997 në pothuajse 10 Gbps në standardin më të fundit 802.11ax, i njohur gjithashtu si Wi-Fi 6. Wi-Fi modern arrin të tilla fitimet e performancës për shkak të modeleve më të shpejta të sinjaleve dhe kodeve, kanaleve më të gjera dhe përdorimit të teknologjisë .
Përveç rrjedhës kryesore të rrjeteve lokale me valë me shpejtësi të lartë, evolucioni i Wi-Fi përfshin disa projekte të veçanta. Për shembull, Wi-Fi HaLow (802.11ah) ishte një përpjekje për të sjellë Wi-Fi në tregun e Internetit me valë. Wi-Fi me valë milimetrash (802.11ad/ay) mbështet shpejtësitë nominale të të dhënave deri në 275 Gbps, megjithëse në distanca shumë të shkurtra.
Aplikacionet dhe shërbimet e reja që lidhen me transmetimin e videove me definicion të lartë, realitetin virtual dhe të shtuar, lojërat, zyrat në distancë dhe llogaritjen në renë kompjuterike, si dhe nevojën për të mbështetur një numër të madh përdoruesish me trafik intensiv në rrjetet pa tel, kërkojnë performancë të lartë.
Wi-Fi 7 gola
Në maj 2019, nëngrupi BE (TGbe) i Grupit të Punës 802.11 të Komitetit të Standardeve të Rrjetit të Zonës Lokale dhe Metropolitane filloi punën për një shtesë të re në standardin Wi-Fi që do të rritet xhiros nominale deri në më shumë se 40 Gbit/s në një kanal frekuencash të gamës "tipike" Wi-Fi <= 7 GHz. Megjithëse shumë dokumente rendisin "përdorimin maksimal prej të paktën 30 Gbps", protokolli i ri i shtresës fizike do të sigurojë shpejtësi nominale që tejkalojnë 40 Gbps.
Një tjetër drejtim i rëndësishëm zhvillimi për Wi-Fi 7 është mbështetje për aplikacione në kohë reale (lojëra, realitet virtual dhe i shtuar, kontroll robot). Vlen të përmendet se megjithëse Wi-Fi trajton trafikun audio dhe video në një mënyrë të veçantë, prej kohësh besohet se ofrimi i latencës së ulët të garantuar të nivelit standard (milisekonda), i njohur gjithashtu si Rrjetet e ndjeshme ndaj kohës, në rrjetet Wi-Fi është në thelb. e pamundur. Në nëntor 2017, ekipi ynë nga IITP RAS dhe Shkolla e Lartë e Ekonomisë e Universitetit Kombëtar të Kërkimit (mos e merrni për PR) bëri një propozim përkatës në grupin IEEE 802.11. Propozimi krijoi shumë interes dhe një nëngrup i veçantë u krijua në korrik 2018 për të studiuar më tej çështjen. Për shkak se mbështetja e aplikacioneve në kohë reale kërkon si norma të larta nominale të të dhënave, ashtu edhe funksionalitet të përmirësuar të shtresës së lidhjes, Grupi i Punës 802.11 vendosi të zhvillojë metoda për të mbështetur aplikacionet në kohë reale brenda Wi-Fi 7.
Një çështje e rëndësishme me Wi-Fi 7 është bashkëjetesa e tij me teknologjitë e rrjetit celular (4G/5G) të zhvilluara nga 3GPP dhe që funksionojnë në të njëjtat breza frekuencash të palicencuara. Po flasim për LTE-LAA/NR-U. Për të studiuar problemet që lidhen me bashkëjetesën e rrjeteve Wi-Fi dhe celulare, IEEE 802.11 lançoi Komitetin e Përhershëm Bashkëekzistues (Coex SC). Pavarësisht takimeve të shumta dhe madje edhe një seminari të përbashkët të pjesëmarrësve 3GPP dhe IEEE 802.11 në korrik 2019 në Vjenë, zgjidhjet teknike ende nuk janë miratuar. Një shpjegim i mundshëm për këtë kotësi është se si IEEE 802 ashtu edhe 3GPP ngurrojnë të ndryshojnë teknologjitë e tyre për t'u përshtatur me tjetrën. Kështu, Aktualisht është e paqartë nëse diskutimet e Coex SC do të ndikojnë në standardin Wi-Fi 7.
Procesi i zhvillimit
Megjithëse procesi i zhvillimit të Wi-Fi 7 është në fazat e tij të hershme, deri më tani ka pasur rreth 500 propozime për funksionalitet të ri për Wi-Fi 7 të ardhshëm, i njohur gjithashtu si IEEE 802.11be. Shumica e ideve sapo po diskutohen në nëngrupin be dhe ende nuk është marrë një vendim për to. Kohët e fundit janë miratuar ide të tjera. Më poshtë do të tregohet qartë se cilat propozime janë miratuar dhe cilat janë vetëm në diskutim.
Fillimisht ishte planifikuar që zhvillimi i mekanizmave të rinj kryesorë të përfundonte deri në mars 2021. Versioni përfundimtar i standardit pritet në fillim të vitit 2024. Në janar 2020, 11be ngriti shqetësime nëse zhvillimi do të mbetej sipas planit me ritmin aktual të punës. Për të përshpejtuar procesin standard të zhvillimit, nëngrupi ra dakord të zgjidhte një grup të vogël funksionesh me prioritet të lartë që mund të publikoheshin deri në vitin 2021 (Release 1) dhe të linte pjesën tjetër në Release 2. Karakteristikat me përparësi të lartë duhet të ofrojnë përfitimet kryesore të performancës dhe përfshin mbështetje për 320 MHz, 4K-QAM, përmirësime të dukshme në OFDMA nga Wi-Fi 6, MU-MIMO me 16 transmetime.
Për shkak të koronavirusit, grupi aktualisht nuk mblidhet personalisht, por mban rregullisht telekonferenca. Kështu, zhvillimi u ngadalësua disi, por nuk u ndal.
Detajet e teknologjisë
Le të shohim risitë kryesore të Wi-Fi 7.
- Protokolli i ri i shtresës fizike është një zhvillim i protokollit Wi-Fi 6 me një rritje të dyfishtë gjerësia e brezit deri në 320 MHz, dyfishon numrin e rrymave hapësinore MU-MIMO, e cila rrit xhiros nominale me 2×2 = 4 herë. Wi-Fi 7 gjithashtu fillon të përdorë modulimin 4K-QAM, e cila shton një tjetër 20% në xhiros nominale. Prandaj, Wi-Fi 7 do të ofrojë 2x2x1,2 = 4,8 herë më shumë se shpejtësia e vlerësuar e të dhënave të Wi-Fi 6: Shpejtësia maksimale e vlerësuar e Wi-Fi 7 është 9,6 Gbps x 4,8 = 46 Gbit/s. Përveç kësaj, do të ketë një ndryshim revolucionar në protokollin e shtresës fizike për të siguruar përputhshmërinë me versionet e ardhshme të Wi-Fi, por ai do të mbetet i padukshëm për përdoruesit.
- Ndryshimi i metodës së hyrjes në kanal për mbështetje aplikimi në kohë reale do të kryhet duke marrë parasysh përvojën e IEEE 802 TSN për rrjetet me tela. Diskutimet e vazhdueshme në komitetin e standardeve kanë të bëjnë me procedurën e rastësishme të prapambetjes për aksesin në kanal, kategoritë e shërbimeve të trafikut dhe rrjedhimisht radhët e ndara për trafikun në kohë reale dhe politikat e shërbimit të paketave.
- Prezantuar në Wi-Fi 6 (802.11ax) Ofdma – Metoda e hyrjes në kanalin e ndarjes së kohës dhe frekuencës (e ngjashme me atë të përdorur në rrjetet 4G dhe 5G) – ofron mundësi të reja për shpërndarjen optimale të burimeve. Sidoqoftë, në 11ax, OFDMA nuk është mjaft fleksibël. Së pari, ajo lejon pikën e hyrjes të ndajë vetëm një bllok burimesh të një madhësie të paracaktuar në pajisjen e klientit. Së dyti, nuk mbështet transmetimin e drejtpërdrejtë ndërmjet stacioneve të klientit. Të dy disavantazhet zvogëlojnë efikasitetin spektral. Për më tepër, mungesa e fleksibilitetit të Wi-Fi 6 OFDMA të trashëguar degradon performancën në rrjetet e dendura dhe rrit vonesën, gjë që është kritike për aplikacionet në kohë reale. 11be do t'i zgjidhë këto probleme OFDMA.
- Një nga ndryshimet revolucionare të konfirmuara të Wi-Fi 7 është mbështetja vendase përdorimi i njëkohshëm i disa lidhjeve paralele në frekuenca të ndryshme, i cili është shumë i dobishëm si për shpejtësi të mëdha të të dhënave, ashtu edhe për vonesë jashtëzakonisht të ulët. Megjithëse chipset moderne tashmë mund të përdorin lidhje të shumta njëkohësisht, për shembull, në brezat 2.4 dhe 5 GHz, këto lidhje janë të pavarura, gjë që kufizon efektivitetin e një operacioni të tillë. Në 11be, do të gjendet një nivel sinkronizimi midis kanaleve që lejon përdorimin efikas të burimeve të kanalit dhe do të sjellë ndryshime të rëndësishme në rregullat e protokollit të hyrjes në kanal.
- Përdorimi i kanaleve shumë të gjera dhe një numri i madh rrymash hapësinore çon në problemin e shpenzimeve të larta të lidhura me procedurën e vlerësimit të gjendjes së kanalit të kërkuar për MIMO dhe OFDMA. Ky shpenzim i përgjithshëm anulon çdo fitim nga rritja e normave nominale të të dhënave. Pritej që procedura e vlerësimit të gjendjes së kanalit do të rishikohet.
- Në kontekstin e Wi-Fi 7, komiteti i standardeve po diskuton përdorimin e disa metodave "të avancuara" të transferimit të të dhënave. Në teori, këto metoda përmirësojnë efikasitetin spektral në rastin e përpjekjeve të përsëritura të transmetimit, si dhe transmetimet e njëkohshme në drejtime të njëjta ose të kundërta. Bëhet fjalë për kërkesën e përsëritjes automatike hibride (HARQ), e përdorur aktualisht në rrjetet celulare, modaliteti full-duplex dhe aksesi i shumëfishtë jo-ortogonal (NOMA). Këto teknika janë studiuar mirë në literaturë në teori, por nuk është ende e qartë nëse përfitimet e produktivitetit që ato ofrojnë do t'ia vlejnë përpjekjet për t'i zbatuar ato.
- Përdorim HARQ e ndërlikuar nga problemi i mëposhtëm. Në Wi-Fi, paketat janë ngjitur së bashku për të zvogëluar shpenzimet. Në versionet aktuale të Wi-Fi, dorëzimi i secilës paketë brenda asaj të ngjitur konfirmohet dhe, nëse konfirmimi nuk vjen, transmetimi i paketës përsëritet duke përdorur metodat e protokollit të hyrjes në kanal. HARQ lëviz përsëritjet nga lidhja e të dhënave në shtresën fizike, ku nuk ka më paketa, por vetëm fjalë kodike, dhe kufijtë e fjalëve të koduara nuk përkojnë me kufijtë e paketave. Ky desinkronizim e ndërlikon zbatimin e HARQ në Wi-Fi.
- Lidhur me dupleks i plotë, atëherë aktualisht as në rrjetet celulare dhe as në rrjetet Wi-Fi nuk është e mundur të transmetohen njëkohësisht të dhëna në të njëjtin kanal frekuencash drejt dhe nga pika e hyrjes (stacioni bazë). Nga pikëpamja teknike, kjo është për shkak të ndryshimit të madh në fuqinë e sinjalit të transmetuar dhe marrë. Megjithëse ka prototipa që kombinojnë zbritjen dixhitale dhe analoge të sinjalit të transmetuar nga sinjali i marrë, të aftë për të marrë një sinjal Wi-Fi gjatë transmetimit të tij, fitimi që ata mund të ofrojnë në praktikë mund të jetë i papërfillshëm për faktin se në çdo kohë të caktuar rrjedha e poshtme nuk është e barabartë me atë ngjitëse (mesatarisht "në spital" ajo zbritëse është dukshëm më e madhe). Për më tepër, një transmetim i tillë i dyanshëm do ta komplikojë ndjeshëm protokollin.
- Ndërsa transmetimi i transmetimeve të shumëfishta duke përdorur MIMO kërkon antena të shumta për dërguesin dhe marrësin, me akses jo ortogonal pika e aksesit mund të transmetojë njëkohësisht të dhëna tek dy marrës nga një antenë e vetme. Opsione të ndryshme aksesi jo ortogonal janë përfshirë në specifikimet më të fundit 5G. Prototip JO POR Wi-Fi u krijua për herë të parë në 2018 në IITP RAS (përsëri, mos e konsideroni atë PR). Ajo demonstroi një rritje të performancës 30-40%. Avantazhi i teknologjisë së zhvilluar është përputhshmëria e saj prapa: njëri nga dy marrësit mund të jetë një pajisje e vjetëruar që nuk mbështet Wi-Fi 7. Në përgjithësi, problemi i përputhshmërisë së prapambetur është shumë i rëndësishëm, pasi pajisjet e gjeneratave të ndryshme mund të funksionojnë njëkohësisht. në një rrjet Wi-Fi. Aktualisht, disa ekipe në mbarë botën po analizojnë efektivitetin e përdorimit të kombinuar të NOMA dhe MU-MIMO, rezultatet e të cilave do të përcaktojnë fatin e ardhshëm të qasjes. Ne gjithashtu po vazhdojmë të punojmë për prototipin: versioni i tij i ardhshëm do të prezantohet në konferencën IEEE INFOCOM në korrik 2020.
- Së fundi, një tjetër risi e rëndësishme, por me një fat të paqartë, është funksionimin e koordinuar të pikave të aksesit. Megjithëse shumë shitës kanë kontrollorët e tyre të centralizuar për rrjetet Wi-Fi të ndërmarrjeve, aftësitë e kontrollorëve të tillë në përgjithësi janë kufizuar në konfigurimin afatgjatë të parametrave dhe zgjedhjen e kanalit. Komiteti i standardeve po diskuton një bashkëpunim më të ngushtë midis pikave fqinje të aksesit, i cili përfshin planifikimin e koordinuar të transmetimit, formimin e rrezeve dhe madje edhe sistemet MIMO të shpërndarë. Disa nga qasjet në shqyrtim përdorin anulimin sekuencial të ndërhyrjeve (përafërsisht njësoj si në NOMA). Megjithëse qasjet për koordinimin 11be nuk janë zhvilluar ende, nuk ka dyshim se standardi do të lejojë pikat e hyrjes nga prodhues të ndryshëm të koordinojnë oraret e transmetimit me njëri-tjetrin për të zvogëluar ndërhyrjen reciproke. Qasje të tjera, më komplekse (të tilla si MU-MIMO e shpërndarë) do të jenë më të vështira për t'u zbatuar në standard, megjithëse disa anëtarë të grupit janë të vendosur ta bëjnë këtë brenda Publikimit 2. Pavarësisht nga rezultati, fati i metodave të koordinimit të pikës së aksesit është e paqartë. Edhe nëse përfshihen në standard, ato mund të mos arrijnë në treg. Një gjë e ngjashme ka ndodhur më parë kur përpiqeshim të vendosim rregull në transmetimet Wi-Fi duke përdorur zgjidhje të tilla si HCCA (11e) dhe HCCA TXOP Negotiation (11be).
Në përmbledhje, duket se shumica e propozimeve të lidhura me pesë grupet e para do të bëhen pjesë e Wi-Fi 7, ndërsa propozimet e lidhura me dy grupet e fundit kërkojnë kërkime të rëndësishme shtesë për të vërtetuar efektivitetin e tyre.
Më shumë detaje teknike
Mund të lexohen detaje teknike rreth Wi-Fi 7 (në Anglisht)
Burimi: www.habr.com