Je, tunangoja nini katika Wi-Fi 7, IEEE 802.11be?

Hivi karibuni, vifaa vinavyounga mkono teknolojia ya Wi-Fi 6 (IEEE 802.11ax), ambayo inazungumzwa sana, hivi karibuni imeingia kwenye soko. Lakini watu wachache wanajua kuwa maendeleo ya kizazi kipya cha teknolojia ya Wi-Fi tayari inaendelea - Wi-Fi 7 (IEEE 802.11be). Jua nini Wi-Fi 7 itakuwa kama katika makala hii.

kabla ya historia

Mnamo Septemba 2020, tutasherehekea kumbukumbu ya miaka 30 ya mradi wa IEEE 802.11, ambao umeathiri maisha yetu kwa kiasi kikubwa. Hivi sasa, teknolojia ya Wi-Fi, iliyofafanuliwa na familia ya viwango vya IEEE 802.11, ndiyo teknolojia maarufu zaidi isiyotumia waya inayotumiwa kuunganisha kwenye Mtandao, huku Wi-Fi ikibeba zaidi ya nusu ya trafiki ya watumiaji. Ingawa teknolojia ya simu za mkononi hujitengeneza upya kila muongo, kama vile kubadilisha jina la 4G na 5G, kwa watumiaji wa Wi-Fi, uboreshaji wa kasi ya data, pamoja na kuanzishwa kwa huduma mpya na vipengele vipya, hutokea bila kutambuliwa. Wateja wachache wanajali herufi "n", "ac" au "shoka" zinazofuata "802.11" kwenye masanduku ya vifaa. Lakini hiyo haimaanishi kuwa Wi-Fi haifanyiki.

Uthibitisho mmoja wa mabadiliko ya Wi-Fi ni ongezeko kubwa la kasi iliyokadiriwa ya data: kutoka Mbps 2 katika toleo la 1997 hadi karibu Gbps 10 katika kiwango cha hivi punde cha 802.11ax, kinachojulikana pia kama Wi-Fi 6. Wi-Fi ya kisasa hufikia vile vile. mafanikio ya utendaji kutokana na kasi ya miundo ya mawimbi na msimbo, njia pana na matumizi ya teknolojia MIMO.

Mbali na mkondo wa mitandao ya eneo la wireless la kasi ya juu, mageuzi ya Wi-Fi inajumuisha miradi kadhaa ya niche. Kwa mfano, Wi-Fi HaLow (802.11ah) ilikuwa jaribio la kuleta Wi-Fi kwenye soko la Mtandao wa Mambo lisilotumia waya. Wi-Fi ya wimbi la milimita (802.11ad/ay) hutumia viwango vya kawaida vya data vya hadi Gbps 275, ingawa kwa umbali mfupi sana.

Programu mpya na huduma zinazohusiana na utiririshaji wa video wa hali ya juu, uhalisia pepe na uliodhabitiwa, michezo ya kubahatisha, ofisi ya mbali na kompyuta ya wingu, pamoja na hitaji la kuunga mkono idadi kubwa ya watumiaji walio na trafiki kubwa kwenye mitandao isiyo na waya, zinahitaji utendaji wa juu.

Magoli 7 ya Wi-Fi

Mnamo Mei 2019, kikundi kidogo cha BE (TGbe) cha Kikundi Kazi cha 802.11 cha Kamati ya Viwango ya Mtandao wa Maeneo ya Mitaa na Metropolitan kilianza kazi ya kuongeza mpya kwa kiwango cha Wi-Fi ambacho kitaongezeka. upitishaji wa kawaida hadi zaidi ya 40 Gbit/s katika kituo kimoja cha masafa ya masafa ya "kawaida" ya Wi-Fi <= 7 GHz. Ingawa hati nyingi zinaorodhesha "kiwango cha juu cha upitishaji cha angalau Gbps 30", itifaki mpya ya safu halisi itatoa kasi ya kawaida zaidi ya 40 Gbps.

Mwelekeo mwingine muhimu wa maendeleo kwa Wi-Fi 7 ni msaada kwa ajili ya maombi ya muda halisi (michezo, ukweli halisi na uliodhabitiwa, udhibiti wa roboti). Ni muhimu kukumbuka kuwa ingawa Wi-Fi hushughulikia trafiki ya sauti na video kwa njia maalum, imeaminika kwa muda mrefu kuwa kutoa kiwango cha chini cha utulivu (milliseconds), pia inajulikana kama Mtandao Nyeti wa Wakati, katika mitandao ya Wi-Fi ni msingi. haiwezekani. Mnamo Novemba 2017, timu yetu kutoka IITP RAS na Shule ya Juu ya Uchumi ya Chuo Kikuu cha Utafiti cha Kitaifa (usichukue kama PR) ilitoa pendekezo linalolingana katika kikundi cha IEEE 802.11. Pendekezo hilo lilizua shauku kubwa na kikundi maalum kilizinduliwa mnamo Julai 2018 ili kusoma suala hilo zaidi. Kwa sababu kusaidia programu za wakati halisi kunahitaji viwango vya juu vya kawaida vya data na utendakazi ulioimarishwa wa safu-unganishi, Kikundi Kazi cha 802.11 kiliamua kubuni mbinu za kusaidia programu za wakati halisi ndani ya Wi-Fi 7.

Suala muhimu kwa Wi-Fi 7 ni kuwepo kwake pamoja na teknolojia za mtandao wa simu (4G/5G) zinazotengenezwa na 3GPP na kufanya kazi katika bendi za masafa ambazo hazijaidhinishwa. Tunazungumzia LTE-LAA/NR-U. Ili kujifunza matatizo yanayohusiana na kuwepo kwa Wi-Fi na mitandao ya simu, IEEE 802.11 ilizindua Kamati ya Kudumu ya Pamoja (Coex SC). Licha ya mikutano mingi na hata warsha ya pamoja ya washiriki wa 3GPP na IEEE 802.11 mnamo Julai 2019 huko Vienna, suluhu za kiufundi bado hazijaidhinishwa. Ufafanuzi unaowezekana wa ubatili huu ni kwamba IEEE 802 na 3GPP zinasita kubadilisha teknolojia zao ili kuendana na nyingine. Hivyo, Kwa sasa haijulikani ikiwa majadiliano ya Coex SC yataathiri kiwango cha Wi-Fi 7.

Mchakato wa maendeleo

Ingawa mchakato wa ukuzaji wa Wi-Fi 7 uko katika hatua za awali sana, kumekuwa na karibu mapendekezo 500 ya utendakazi mpya wa Wi-Fi 7 ijayo, inayojulikana pia kama IEEE 802.11be, hadi sasa. Mawazo mengi yanajadiliwa tu katika kikundi cha kuwa na uamuzi juu yao bado haujafanywa. Mawazo mengine yameidhinishwa hivi karibuni. Hapo chini itaonyeshwa wazi ni mapendekezo gani yameidhinishwa na ambayo yanajadiliwa tu.

Hapo awali ilipangwa kuwa uundaji wa mifumo mipya kuu ingekamilika ifikapo Machi 2021. Toleo la mwisho la kiwango linatarajiwa mapema 2024. Mnamo Januari 2020, 11 iliibua wasiwasi kuhusu kama maendeleo yangesalia kwenye ratiba kwa kasi ya sasa ya kazi. Ili kuharakisha mchakato wa kawaida wa ukuzaji, kikundi kidogo kilikubali kuchagua seti ndogo ya vipengele vilivyopewa kipaumbele sana ambavyo vinaweza kutolewa ifikapo 2021 (Toleo la 1), na kuacha vingine kwenye Toleo la 2. Vipengele vilivyopewa kipaumbele cha juu vinapaswa kutoa faida kuu za utendakazi. na inajumuisha usaidizi wa 320 MHz, 4K- QAM, maboresho dhahiri kwa OFDMA kutoka Wi-Fi 6, MU-MIMO yenye mitiririko 16.

Kwa sababu ya virusi vya corona, kikundi kwa sasa hakikutani ana kwa ana, lakini huwa na mikutano ya simu mara kwa mara. Kwa hivyo, maendeleo yalipungua kwa kiasi fulani, lakini hayakuacha.

Maelezo ya teknolojia

Wacha tuangalie uvumbuzi kuu wa Wi-Fi 7.

1. Itifaki mpya ya safu ya mwili ni ukuzaji wa itifaki ya Wi-Fi 6 na ongezeko la mara mbili bandwidth hadi 320 MHz, mara mbili idadi ya mitiririko ya anga ya MU-MIMO, ambayo huongeza upitishaji wa majina kwa 2 × 2 = mara 4. Wi-Fi 7 pia huanza kutumia urekebishaji 4K-QAM, ambayo inaongeza 20% nyingine kwa matokeo ya kawaida. Kwa hivyo, Wi-Fi 7 itatoa 2x2x1,2 = mara 4,8 ya kiwango cha data kilichokadiriwa cha Wi-Fi 6: Upitishaji uliokadiriwa wa Wi-Fi 7 ni 9,6 Gbps x 4,8 = 46 Gbit/s. Kwa kuongeza, kutakuwa na mabadiliko ya mapinduzi katika itifaki ya safu ya kimwili ili kuhakikisha utangamano na matoleo ya baadaye ya Wi-Fi, lakini itabaki kuwa isiyoonekana kwa watumiaji.
2. Kubadilisha mbinu ya kufikia kituo cha msaada wa maombi ya wakati halisi itatekelezwa kwa kuzingatia uzoefu wa IEEE 802 TSN kwa mitandao ya waya. Majadiliano yanayoendelea katika kamati ya viwango yanahusiana na utaratibu wa kurudi nyuma bila mpangilio wa ufikiaji wa kituo, kategoria za huduma za trafiki na kwa hivyo tofauti za foleni za trafiki ya wakati halisi, na sera za huduma za pakiti.
3. Imetambulishwa katika Wi-Fi 6 (802.11ax) OFDMA - njia ya ufikiaji wa chaneli ya muda na mgawanyiko (sawa na ile inayotumika katika mitandao ya 4G na 5G) - hutoa fursa mpya za ugawaji bora wa rasilimali. Walakini, katika 11ax, OFDMA haiwezi kunyumbulika vya kutosha. Kwanza, inaruhusu eneo la ufikiaji kutenga kizuizi kimoja cha rasilimali cha saizi iliyoamuliwa mapema kwa kifaa cha mteja. Pili, haitumii usambazaji wa moja kwa moja kati ya vituo vya mteja. Hasara zote mbili hupunguza ufanisi wa spectral. Zaidi ya hayo, ukosefu wa kunyumbulika wa urithi wa Wi-Fi 6 OFDMA hudhoofisha utendakazi katika mitandao minene na huongeza muda wa kusubiri, ambao ni muhimu kwa programu za wakati halisi. 11be itatatua matatizo haya ya OFDMA.
4. Mojawapo ya mabadiliko yaliyothibitishwa ya Wi-Fi 7 ni usaidizi wa asili matumizi ya wakati mmoja ya viunganisho kadhaa sambamba katika masafa tofauti, ambayo ni muhimu sana kwa viwango vikubwa vya data na latency ya chini sana. Ingawa chipsets za kisasa zinaweza tayari kutumia viunganisho vingi wakati huo huo, kwa mfano, katika bendi za 2.4 na 5 GHz, viunganisho hivi ni huru, ambayo hupunguza ufanisi wa operesheni hiyo. Katika 11be, kiwango cha usawazishaji kati ya chaneli kitapatikana ambacho kinaruhusu matumizi bora ya rasilimali za kituo na kitajumuisha mabadiliko makubwa katika sheria za itifaki ya ufikiaji wa chaneli.
5. Matumizi ya njia pana sana na idadi kubwa ya mitiririko ya anga husababisha tatizo la juu linalohusishwa na utaratibu wa ukadiriaji wa hali ya kituo unaohitajika kwa MIMO na OFDMA. Rudia hii hughairi manufaa yoyote kutokana na kuongeza viwango vya kawaida vya data. Ilitarajia hilo utaratibu wa tathmini ya hali ya kituo utarekebishwa.
6. Katika muktadha wa Wi-Fi 7, kamati ya viwango inajadili matumizi ya baadhi ya mbinu "za hali ya juu" za kuhamisha data. Kwa nadharia, njia hizi huboresha ufanisi wa spectral katika kesi ya majaribio ya maambukizi ya mara kwa mara, pamoja na maambukizi ya wakati huo huo katika mwelekeo sawa au kinyume. Tunazungumza juu ya ombi la mseto la kurudia kiotomatiki (HARQ), linalotumika sasa katika mitandao ya simu za mkononi, hali ya duplex kamili na ufikiaji wa nyingi usio wa orthogonal (NOMA). Mbinu hizi zimesomwa vyema katika fasihi katika nadharia, lakini bado haijabainika iwapo manufaa ya tija wanayotoa yatafaa juhudi za kuzitekeleza.
   • Matumizi ya HARQ ngumu na shida ifuatayo. Katika Wi-Fi, pakiti huunganishwa pamoja ili kupunguza juu. Katika matoleo ya sasa ya Wi-Fi, utoaji wa kila pakiti ndani ya glued imethibitishwa na, ikiwa uthibitisho haukuja, maambukizi ya pakiti hurudiwa kwa kutumia njia za itifaki ya upatikanaji wa kituo. HARQ inasonga hujaribu tena kutoka kwa kiunga cha data hadi safu ya mwili, ambapo hakuna pakiti zaidi, lakini maneno ya msimbo tu, na mipaka ya maneno ya msimbo hailingani na mipaka ya pakiti. Utenganishaji huu unatatiza utekelezaji wa HARQ katika Wi-Fi.
   • Kwa upande wa Kamili-kamili, basi kwa sasa si katika mitandao ya simu za mkononi wala katika mitandao ya Wi-Fi inawezekana kusambaza data wakati huo huo katika kituo cha mzunguko sawa na kutoka kwa kituo cha kufikia (kituo cha msingi). Kutoka kwa mtazamo wa kiufundi, hii ni kutokana na tofauti kubwa katika nguvu ya ishara iliyopitishwa na kupokea. Ingawa kuna prototypes zinazochanganya utoaji wa dijiti na analogi wa ishara iliyopitishwa kutoka kwa ishara iliyopokelewa, yenye uwezo wa kupokea ishara ya Wi-Fi wakati wa uwasilishaji wake, faida wanayoweza kutoa katika mazoezi inaweza kuwa kidogo kwa sababu ya ukweli kwamba wakati wowote. mto wa chini si sawa na unaopanda (kwa wastani "katika hospitali" unaoshuka ni mkubwa zaidi). Kwa kuongezea, upitishaji wa njia mbili kama hizo utachanganya sana itifaki.
   • Ingawa kusambaza mitiririko mingi kwa kutumia MIMO kunahitaji antena nyingi kwa mtumaji na mpokeaji, kwa ufikiaji usio wa orthogonal, sehemu ya ufikiaji inaweza kusambaza data kwa wakati mmoja kwa wapokezi wawili kutoka kwa antena moja. Chaguo mbalimbali za ufikiaji zisizo za orthogonal zimejumuishwa katika vipimo vya hivi karibuni vya 5G. Mfano NOMA Wi-Fi iliundwa kwa mara ya kwanza mnamo 2018 katika IITP RAS (tena, usichukulie kuwa PR). Ilionyesha ongezeko la utendaji wa 30-40%. Faida ya teknolojia iliyotengenezwa ni utangamano wake wa nyuma: mmoja wa wapokeaji wawili anaweza kuwa kifaa cha kizamani ambacho hakiunga mkono Wi-Fi 7. Kwa ujumla, tatizo la utangamano wa nyuma ni muhimu sana, kwani vifaa vya vizazi tofauti vinaweza kufanya kazi wakati huo huo. kwenye mtandao wa Wi-Fi. Hivi sasa, timu kadhaa duniani kote zinachambua ufanisi wa matumizi ya pamoja ya NOMA na MU-MIMO, matokeo ambayo yataamua hatima ya baadaye ya mbinu hiyo. Pia tunaendelea kufanyia kazi mfano huo: toleo lake lijalo litawasilishwa kwenye mkutano wa IEEE INFOCOM mnamo Julai 2020.
7. Hatimaye, uvumbuzi mwingine muhimu, lakini kwa hatima isiyo wazi, ni uratibu wa uendeshaji wa pointi za kufikia. Ingawa wachuuzi wengi wana vidhibiti vyao vya kati vya mitandao ya Wi-Fi ya biashara, uwezo wa vidhibiti hivyo kwa ujumla umepunguzwa kwa usanidi wa vigezo vya muda mrefu na uteuzi wa chaneli. Kamati ya viwango inajadili ushirikiano wa karibu kati ya maeneo jirani ya ufikiaji, ambayo yanajumuisha uratibu wa uratibu wa upitishaji, uwekaji mwangaza, na hata mifumo iliyosambazwa ya MIMO. Baadhi ya mbinu zinazozingatiwa hutumia ughairi wa uingiliaji unaofuatana (kama sawa na katika NOMA). Ingawa mbinu za uratibu wa 11be bado hazijatengenezwa, hakuna shaka kuwa kiwango hicho kitaruhusu sehemu za ufikiaji kutoka kwa watengenezaji tofauti kuratibu ratiba za uambukizaji wao kwa wao ili kupunguza mwingiliano kati yao. Mbinu nyingine, ngumu zaidi (kama vile MU-MIMO iliyosambazwa) itakuwa ngumu zaidi kutekeleza katika kiwango, ingawa baadhi ya wanachama wa kikundi wamedhamiria kufanya hivyo ndani ya Toleo la 2. Bila kujali matokeo, hatima ya mbinu za uratibu wa sehemu ya ufikiaji. haiko wazi. Hata ikiwa imejumuishwa katika kiwango, wanaweza wasifikie soko. Jambo kama hilo limetokea hapo awali wakati wa kujaribu kuleta mpangilio wa utumaji wa Wi-Fi kwa kutumia suluhu kama vile HCCA (11e) na Majadiliano ya HCCA TXOP (11be).

Kwa muhtasari, inaonekana kwamba mapendekezo mengi yanayohusishwa na vikundi vitano vya kwanza yatakuwa sehemu ya Wi-Fi 7, huku mapendekezo yanayohusishwa na makundi mawili ya mwisho yanahitaji utafiti muhimu zaidi ili kuthibitisha ufanisi wao.

Maelezo zaidi ya kiufundi

Maelezo ya kiufundi kuhusu Wi-Fi 7 yanaweza kusomwa hapa (kwa Kingereza)

Chanzo: mapenzi.com