โปรโฮสต์ > บล็อก > การบริหาร > มีอะไรรอเราอยู่ใน Wi-Fi 7, IEEE 802.11be?

มีอะไรรอเราอยู่ใน Wi-Fi 7, IEEE 802.11be?

ล่าสุดมีอุปกรณ์ที่รองรับเทคโนโลยี Wi-Fi 6 (IEEE 802.11ax) เข้าสู่ตลาดซึ่งเป็นที่พูดถึงกันมาก แต่มีเพียงไม่กี่คนที่รู้ว่าเทคโนโลยี Wi-Fi รุ่นใหม่ได้รับการพัฒนาแล้ว - Wi-Fi 7 (IEEE 802.11be) เกี่ยวกับสิ่งที่จะเป็น Wi-Fi 7 ในบทความนี้

มีอะไรรอเราอยู่ใน Wi-Fi 7, IEEE 802.11be?

ประวัติศาสตร์

ในเดือนกันยายน 2020 เราจะฉลองครบรอบ 30 ปีของโครงการ IEEE 802.11 ซึ่งมีผลกระทบอย่างมากต่อชีวิตของเรา ปัจจุบัน เทคโนโลยี Wi-Fi ซึ่งกำหนดโดยมาตรฐานตระกูล IEEE 802.11 เป็นเทคโนโลยีไร้สายที่ได้รับความนิยมสูงสุดที่ใช้ในการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ต โดย Wi-Fi มีปริมาณการใช้งานของผู้ใช้มากกว่าครึ่งหนึ่ง ในขณะที่เทคโนโลยีเซลลูลาร์มีการรีแบรนด์ทุกทศวรรษ เช่น การเปลี่ยนชื่อจาก 4G เป็น 5G สำหรับผู้ใช้ Wi-Fi การเพิ่มความเร็วข้อมูล ตลอดจนการเปิดตัวบริการใหม่และคุณสมบัติใหม่แทบจะมองไม่เห็น มีลูกค้าเพียงไม่กี่รายที่สนใจเกี่ยวกับ "n", "ac" หรือ "ax" ที่ตามหลัง "802.11" บนกล่องอุปกรณ์ แต่นั่นไม่ได้หมายความว่า Wi-Fi จะไม่พัฒนา

หลักฐานชิ้นหนึ่งที่แสดงถึงวิวัฒนาการของ Wi-Fi คืออัตราการส่งข้อมูลที่เพิ่มขึ้นอย่างมาก จาก 2 Mbps ในเวอร์ชันปี 1997 เป็นเกือบ 10 Gbps ในมาตรฐาน 802.11ax ล่าสุด หรือที่เรียกว่า Wi-Fi 6 Wi-Fi สมัยใหม่ ถึงประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นดังกล่าวเนื่องจากการออกแบบรหัสสัญญาณที่เร็วขึ้น ช่องสัญญาณที่กว้างขึ้น และการใช้เทคโนโลยี MIMO.

นอกเหนือจาก LAN ไร้สายความเร็วสูงกระแสหลักแล้ว วิวัฒนาการของ Wi-Fi ยังรวมถึงโปรเจกต์เฉพาะกลุ่มอีกมากมาย ตัวอย่างเช่น Wi-Fi HaLow (802.11ah) เป็นความพยายามที่จะนำ Wi-Fi เข้าสู่ตลาด Internet of Things แบบไร้สาย คลื่นมิลลิเมตร (802.11ad/ay) Wi-Fi รองรับอัตราข้อมูลที่กำหนดสูงสุด 275Gbps แม้ว่าจะมีระยะทางสั้นมากก็ตาม

แอปพลิเคชันและบริการใหม่ๆ ที่เกี่ยวข้องกับการสตรีมวิดีโอความละเอียดสูง ความจริงเสมือนและความจริงเสริม เกม สำนักงานระยะไกล และคลาวด์คอมพิวติ้ง ตลอดจนความจำเป็นในการรองรับผู้ใช้จำนวนมากที่มีทราฟฟิกสูงบนเครือข่ายไร้สาย จำเป็นต้องมีประสิทธิภาพสูง

Wi-Fi 7 เป้าหมาย

ในเดือนพฤษภาคม 2019 กลุ่มย่อย BE (TGbe) ของคณะทำงาน 802.11 ของคณะกรรมการมาตรฐานเครือข่ายท้องถิ่นและปริมณฑลเริ่มทำงานในส่วนเพิ่มเติมใหม่ของมาตรฐาน Wi-Fi ที่จะเพิ่ม แบนด์วิธที่กำหนดสูงสุด 40 Gbps ในหนึ่งช่องความถี่ของช่วง Wi-Fi "ทั่วไป" <= 7 GHz แม้ว่าเอกสารหลายฉบับจะกล่าวถึง "ปริมาณงานสูงสุดอย่างน้อย 30 Gb / s" แต่โปรโตคอลชั้นกายภาพใหม่จะให้ความเร็วเล็กน้อยเกินกว่า 40 Gb / s

อีกทิศทางที่สำคัญในการพัฒนา Wi-Fi 7 คือ รองรับการใช้งานแบบเรียลไทม์ (เกม, ความจริงเสมือนและความจริงเสริม, การควบคุมหุ่นยนต์) เป็นที่น่าสังเกตว่า แม้ว่า Wi-Fi จะให้บริการการรับส่งข้อมูลเสียงและวิดีโอในลักษณะพิเศษ แต่เชื่อกันมานานแล้วว่าการให้ความล่าช้าต่ำที่รับประกัน (หน่วยมิลลิวินาที) หรือที่เรียกว่าเครือข่ายตามเวลาที่มีความสำคัญในระดับมาตรฐานนั้น เป็นไปไม่ได้โดยพื้นฐานในเครือข่าย Wi-Fi ในเดือนพฤศจิกายน 2017 ทีมงานของเราจาก IPTP RAS และ NRU HSE (ไม่ได้ใช้เพื่อการประชาสัมพันธ์) ได้ทำข้อเสนอที่เกี่ยวข้องในกลุ่ม IEEE 802.11 ข้อเสนอดังกล่าวสร้างความสนใจอย่างมากและมีการเปิดตัวกลุ่มย่อยเฉพาะกิจในเดือนกรกฎาคม 2018 เพื่อพิจารณาเรื่องนี้ต่อไป เนื่องจากการสนับสนุนแอปพลิเคชันตามเวลาจริงต้องการทั้งอัตราข้อมูลที่สูงและฟังก์ชันเลเยอร์ลิงก์ที่เพิ่มขึ้น คณะทำงาน 802.11 จึงตัดสินใจพัฒนาวิธีการเพื่อรองรับแอปพลิเคชันแบบเรียลไทม์ภายใน Wi-Fi 7

ประเด็นสำคัญที่เกี่ยวข้องกับ Wi-Fi 7 คือการอยู่ร่วมกันกับเทคโนโลยีเครือข่ายเซลลูล่าร์ (4G/5G) ที่พัฒนาโดย 3GPP และทำงานในย่านความถี่เดียวกันที่ไม่มีใบอนุญาต เรากำลังพูดถึง LTE-LAA/NR-U เพื่อศึกษาปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการอยู่ร่วมกันของ Wi-Fi และเครือข่ายเซลลูลาร์ IEEE 802.11 ได้เปิดตัว Coexisting Standing Committee (Coex SC) แม้จะมีการประชุมหลายครั้งและแม้แต่การประชุมเชิงปฏิบัติการร่วมกันของผู้เข้าร่วม 3GPP และ IEEE 802.11 ในเดือนกรกฎาคม 2019 ที่กรุงเวียนนา โซลูชันทางเทคนิคยังไม่ได้รับการอนุมัติ คำอธิบายที่เป็นไปได้สำหรับกิจกรรมที่ไร้ผลนี้คือทั้ง IEEE 802 และ 3GPP ไม่เต็มใจที่จะเปลี่ยนเทคโนโลยีของตนเองเพื่อให้สอดคล้องกับเทคโนโลยีอื่นๆ ดังนั้น, ยังไม่ชัดเจนในขณะนี้ว่าการหารือของ Coex SC จะส่งผลกระทบต่อมาตรฐาน Wi-Fi 7 หรือไม่.

กระบวนการพัฒนา

แม้ว่ากระบวนการพัฒนา Wi-Fi 7 จะอยู่ในช่วงเริ่มต้น แต่ก็มีข้อเสนอฟีเจอร์ใหม่ประมาณ 500 รายการสำหรับอนาคตของ Wi-Fi 7 หรือที่เรียกว่า IEEE 802.11be แนวคิดส่วนใหญ่กำลังหารือกันในกลุ่มย่อย be เท่านั้นและยังไม่ได้ตัดสินใจ แนวคิดอื่น ๆ เพิ่งได้รับการอนุมัติ ด้านล่างนี้จะระบุไว้อย่างชัดเจนว่าข้อเสนอใดได้รับการอนุมัติและอยู่ระหว่างการสนทนาเท่านั้น

มีอะไรรอเราอยู่ใน Wi-Fi 7, IEEE 802.11be?

เดิมทีมีการวางแผนว่าการพัฒนากลไกหลักใหม่จะเสร็จสิ้นภายในเดือนมีนาคม 2021 เวอร์ชันสุดท้ายของมาตรฐานคาดว่าจะมีขึ้นในต้นปี 2024 ในเดือนมกราคม 2020 มีการแสดงความกังวลในกลุ่มย่อย 11be ว่าการพัฒนาจะเป็นไปตามกำหนดเวลาตามจังหวะการทำงานปัจจุบันหรือไม่ เพื่อเร่งกระบวนการพัฒนามาตรฐาน กลุ่มย่อยจึงตกลงที่จะเลือกคุณลักษณะที่มีลำดับความสำคัญสูงชุดเล็กๆ ที่สามารถเผยแพร่ได้ภายในปี 2021 (รุ่นที่ 1) และปล่อยให้ที่เหลือเป็นรุ่นที่ 2 คุณลักษณะที่มีลำดับความสำคัญสูงควรเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานหลักและรวมถึงการสนับสนุน สำหรับ 320 MHz, 4K- QAM, การปรับปรุง OFDMA อย่างเห็นได้ชัดจาก Wi-Fi 6, MU-MIMO พร้อม 16 สตรีม

เนื่องจากไวรัสโคโรนา ขณะนี้กลุ่มไม่ได้พบปะแบบเห็นหน้ากัน แต่จัดการประชุมทางไกลเป็นประจำ ดังนั้นการพัฒนาจึงช้าลงบ้าง แต่ไม่หยุด

รายละเอียดเทคโนโลยี

พิจารณานวัตกรรมหลักของ Wi-Fi 7

  1. โปรโตคอลฟิสิคัลเลเยอร์ใหม่เป็นวิวัฒนาการของโปรโตคอล Wi-Fi 6 ที่เพิ่มขึ้นสองเท่า แบนด์วิธสูงสุด 320 MHz เพิ่มจำนวนการสตรีมเชิงพื้นที่ของ MU-MIMO เป็นสองเท่าซึ่งเพิ่มทรูพุตเล็กน้อย 2×2 = 4 เท่า Wi-Fi 7 ก็เริ่มใช้การมอดูเลตเช่นกัน 4K-QAMซึ่งเพิ่มอีก 20% ให้กับทรูพุตที่กำหนด ดังนั้น Wi-Fi 7 จะให้อัตราการถ่ายโอนข้อมูลเล็กน้อยที่ 2x2x1,2 = สูงกว่า Wi-Fi 4,8 ถึง 6 เท่า: ทรูพุตสูงสุดของ Wi-Fi 7 คือ 9,6 Gbps x 4,8 = 46 Gbps นอกจากนี้ จะมีการเปลี่ยนแปลงครั้งสำคัญในโปรโตคอลชั้นกายภาพเพื่อให้แน่ใจว่าเข้ากันได้กับ Wi-Fi เวอร์ชันในอนาคต แต่ผู้ใช้จะมองไม่เห็น
  2. การเปลี่ยนวิธีการเข้าถึงช่องสำหรับ การสนับสนุนแอปพลิเคชันตามเวลาจริง จะดำเนินการโดยคำนึงถึงประสบการณ์ของ IEEE 802 TSN สำหรับเครือข่ายแบบใช้สาย การอภิปรายอย่างต่อเนื่องในคณะกรรมการกำหนดมาตรฐานนั้นเกี่ยวข้องกับขั้นตอน backoff แบบสุ่มสำหรับการเข้าถึงช่องสัญญาณ ประเภทของบริการการรับส่งข้อมูล และตามลำดับ คิวแยกต่างหากสำหรับการรับส่งข้อมูลตามเวลาจริง ตลอดจนนโยบายบริการแพ็กเก็ต
  3. เปิดตัวใน Wi-Fi 6 (802.11ax) อฟด – วิธีการเข้าถึงช่องแบ่งเวลาและความถี่ (คล้ายกับที่ใช้ในเครือข่าย 4G และ 5G) – มอบโอกาสใหม่สำหรับการจัดสรรทรัพยากรที่เหมาะสมที่สุด อย่างไรก็ตาม ใน 11ax OFDMA นั้นไม่ยืดหยุ่นเพียงพอ ประการแรก อนุญาตให้จุดเชื่อมต่อจัดสรรบล็อกทรัพยากรที่มีขนาดที่กำหนดไว้ล่วงหน้าเพียงบล็อกเดียวให้กับอุปกรณ์ไคลเอ็นต์ ประการที่สอง ไม่รองรับการส่งโดยตรงระหว่างสถานีไคลเอนต์ ข้อเสียทั้งสองลดประสิทธิภาพของสเปกตรัม นอกจากนี้ การขาดความยืดหยุ่นที่สืบทอดมาจาก Wi-Fi 6 OFDMA ยังลดประสิทธิภาพในเครือข่ายที่มีความหนาแน่นและเพิ่มเวลาแฝง ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับแอปพลิเคชันแบบเรียลไทม์ 11be จะแก้ปัญหา OFDMA เหล่านี้
  4. หนึ่งในการเปลี่ยนแปลงการปฏิวัติที่อ้างสิทธิ์ใน Wi-Fi 7 คือการสนับสนุนในตัวสำหรับ การใช้การเชื่อมต่อแบบขนานหลายรายการพร้อมกันที่ความถี่ต่างกันซึ่งมีประโยชน์มากสำหรับทั้งอัตราข้อมูลขนาดใหญ่และเวลาแฝงที่ต่ำมาก แม้ว่าชิปเซ็ตสมัยใหม่จะสามารถใช้การเชื่อมต่อหลายรายการพร้อมกันได้แล้ว เช่น ในย่านความถี่ 2.4 และ 5 GHz การเชื่อมต่อเหล่านี้จะเป็นอิสระต่อกัน ซึ่งจะจำกัดประสิทธิภาพของการดำเนินการดังกล่าว ใน 11be จะพบระดับของการซิงโครไนซ์ระหว่างแชนเนลที่ช่วยให้ใช้ทรัพยากรแชนเนลได้อย่างมีประสิทธิภาพ และจะนำมาซึ่งการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในกฎของโปรโตคอลการเข้าถึงแชนเนล
  5. การใช้แชนเนลที่กว้างมากและสตรีมเชิงพื้นที่จำนวนมากนำไปสู่ปัญหาค่าใช้จ่ายสูงที่เกี่ยวข้องกับขั้นตอนการประมาณสถานะแชนเนลที่จำเป็นสำหรับ MIMO และ OFDMA ค่าโสหุ้ยเหล่านี้ลบล้างผลประโยชน์ใดๆ จากอัตราข้อมูลที่สูงกว่า คาดหวังไว้อย่างนั้น ขั้นตอนการประมาณสถานะของช่องจะได้รับการตรวจสอบ.
  6. ในบริบทของ Wi-Fi 7 คณะกรรมการมาตรฐานกำลังหารือถึงการใช้วิธีการส่งข้อมูล "ขั้นสูง" บางอย่าง ในทางทฤษฎี เทคนิคเหล่านี้ปรับปรุงประสิทธิภาพของสเปกตรัมในกรณีของความพยายามในการส่งสัญญาณซ้ำ เช่นเดียวกับการส่งสัญญาณพร้อมกันในทิศทางเดียวกันหรือตรงกันข้าม เรากำลังพูดถึงคำขอทำซ้ำอัตโนมัติแบบไฮบริด (HARQ) ซึ่งใช้อยู่ในปัจจุบันในเครือข่ายเซลลูลาร์ โหมดฟูลดูเพล็กซ์ และการเข้าถึงหลายจุดแบบไม่ตั้งฉาก (NOMA) วิธีการเหล่านี้ได้รับการศึกษาอย่างดีในวรรณคดีในทางทฤษฎี แต่ยังไม่ชัดเจนว่าผลที่ได้รับจากการปฏิบัติงานจะเกินดุลความพยายามในการนำไปใช้จริงหรือไม่
    • ใช้ ฮาร์ค ซับซ้อนด้วยปัญหาต่อไปนี้ ใน Wi-Fi แพ็กเก็ตจะเชื่อมต่อกันเพื่อลดค่าใช้จ่าย ใน Wi-Fi เวอร์ชันปัจจุบัน การส่งแพ็กเก็ตแต่ละแพ็กเก็ตภายในการติดกาวจะได้รับการยืนยัน และหากไม่มีการตอบรับ การส่งแพ็กเก็ตจะถูกทำซ้ำโดยวิธีการของโปรโตคอลการเข้าถึงช่องสัญญาณ HARQ ถ่ายโอนซ้ำจากลิงก์ข้อมูลไปยังเลเยอร์จริง ซึ่งไม่มีแพ็กเก็ตอีกต่อไป แต่มีโค้ดเวิร์ด และขอบเขตของโค้ดเวิร์ดไม่ตรงกับขอบเขตของแพ็กเก็ต การยกเลิกการซิงโครไนซ์นี้ทำให้การใช้งาน HARQ ใน Wi-Fi ซับซ้อนขึ้น
    • เป็นเรื่องที่เกี่ยวกับ เพล็กซ์เต็มรูปแบบในปัจจุบัน ไม่ว่าจะในเครือข่ายเซลลูล่าร์หรือในเครือข่าย Wi-Fi ก็เป็นไปได้ที่จะส่งข้อมูลพร้อมกันในช่องความถี่เดียวกันทั้งไปและกลับจากจุดเชื่อมต่อ (สถานีฐาน) จากมุมมองทางเทคนิค นี่เป็นเพราะความแตกต่างอย่างมากในพลังของสัญญาณที่ส่งและรับ แม้ว่าจะมีต้นแบบที่รวมการลบสัญญาณดิจิตอลและอะนาล็อกของสัญญาณที่ส่งจากสัญญาณที่ได้รับซึ่งสามารถรับสัญญาณ Wi-Fi ระหว่างการส่งสัญญาณได้ เวลาที่ปลายน้ำไม่เท่ากับขาขึ้น (โดยเฉลี่ย ขาลงจะใหญ่กว่ามาก "ในโรงพยาบาล") ในเวลาเดียวกัน การส่งข้อมูลแบบสองทางดังกล่าวจะทำให้โปรโตคอลซับซ้อนขึ้นอย่างมาก
    • ในขณะที่ต้องใช้เสาอากาศผู้ส่งและผู้รับหลายรายการเพื่อส่งหลายสตรีมโดยใช้ MIMO ในกรณีของการเข้าถึงแบบไม่ตั้งฉาก จุดเชื่อมต่อสามารถส่งข้อมูลไปยังเครื่องรับสองเครื่องพร้อมกันจากเสาอากาศเดียว ตัวเลือกการเข้าถึงแบบไม่ตั้งฉากต่างๆ รวมอยู่ในข้อมูลจำเพาะ 5G ล่าสุด ต้นแบบ นอมา Wi-Fi ถูกสร้างขึ้นครั้งแรกในปี 2018 ที่ IPTP RAS (ขอย้ำอีกครั้งว่าอย่าถือเป็น PR) มันแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้น 30-40% ข้อได้เปรียบของเทคโนโลยีที่พัฒนาขึ้นคือความเข้ากันได้แบบย้อนหลัง: หนึ่งในสองผู้รับอาจเป็นอุปกรณ์ที่ล้าสมัยซึ่งไม่รองรับ Wi-Fi 7 โดยทั่วไปแล้ว ปัญหาความเข้ากันได้แบบย้อนหลังนั้นสำคัญมาก เนื่องจากอุปกรณ์รุ่นต่างๆ สามารถทำงานได้พร้อมกัน ในเครือข่าย Wi-Fi ปัจจุบัน หลายทีมทั่วโลกกำลังวิเคราะห์ประสิทธิผลของการใช้ NOMA และ MU-MIMO ร่วมกัน ซึ่งผลลัพธ์ที่ได้จะเป็นตัวกำหนดชะตากรรมของแนวทางในอนาคต เรายังทำงานต้นแบบต่อไป: เวอร์ชันถัดไปจะนำเสนอในการประชุม IEEE INFOCOM ในเดือนกรกฎาคม 2020
  7. สุดท้าย อีกหนึ่งนวัตกรรมที่สำคัญแต่มีชะตากรรมที่ไม่ชัดเจนก็คือ การประสานงานของจุดเชื่อมต่อ. แม้ว่าผู้จำหน่ายหลายรายจะมีตัวควบคุมแบบรวมศูนย์ของตนเองสำหรับเครือข่าย Wi-Fi ขององค์กร แต่โดยทั่วไปแล้วความสามารถของตัวควบคุมดังกล่าวมักจำกัดอยู่ที่การกำหนดค่าพารามิเตอร์ระยะยาวและการเลือกช่องสัญญาณ คณะกรรมการมาตรฐานกำลังหารือเกี่ยวกับความร่วมมือที่ใกล้ชิดยิ่งขึ้นระหว่างจุดเชื่อมต่อที่อยู่ใกล้เคียง ซึ่งรวมถึงการจัดตารางการส่งสัญญาณที่ประสานกัน ระบบบีมฟอร์มมิ่ง และแม้แต่ระบบ MIMO แบบกระจาย วิธีการพิจารณาบางส่วนใช้การปราบปรามการรบกวนตามลำดับ (เหมือนกับใน NOMA) แม้ว่าแนวทางสำหรับการประสานงาน 11be จะยังไม่ได้รับการพัฒนา ไม่ต้องสงสัยเลยว่ามาตรฐานนี้จะช่วยให้จุดเชื่อมต่อจากผู้ผลิตหลายรายสามารถประสานงานตารางการส่งสัญญาณระหว่างกันเพื่อลดการรบกวนซึ่งกันและกัน สำหรับแนวทางอื่นๆ ที่ซับซ้อนกว่า (เช่น MU-MIMO แบบกระจาย) การนำวิธีเหล่านี้ไปใช้ในมาตรฐานจะทำได้ยากขึ้น แม้ว่าสมาชิกบางคนในกลุ่มจะตั้งใจทำสิ่งนี้ในรุ่นที่ 2 ก็ตาม ไม่ว่าผลลัพธ์จะเป็นอย่างไร ชะตากรรมของวิธีการประสานงานจุดเชื่อมต่อนั้นคลุมเครือ แม้จะอยู่ในมาตรฐานก็อาจไปไม่ถึงตลาด สิ่งนี้เคยเกิดขึ้นมาก่อนเมื่อพยายามล้างการส่งสัญญาณ Wi-Fi ด้วยโซลูชันเช่น HCCA (11e) และ HCCA TXOP Negotiation (11be)

โดยสรุป ดูเหมือนว่าข้อเสนอส่วนใหญ่ที่เกี่ยวข้องกับห้ากลุ่มแรกจะกลายเป็นส่วนหนึ่งของ Wi-Fi 7 ในขณะที่ข้อเสนอที่เกี่ยวข้องกับสองกลุ่มสุดท้ายจำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติมอย่างมีนัยสำคัญเพื่อพิสูจน์ประสิทธิภาพ

รายละเอียดทางเทคนิคเพิ่มเติม

รายละเอียดทางเทคนิคเกี่ยวกับ Wi-Fi 7 สามารถอ่านได้ ที่นี่ (เป็นภาษาอังกฤษ)

ที่มา: will.com

เพิ่มความคิดเห็น