Yaqinda bozorga ko'p gapirilayotgan Wi-Fi 6 (IEEE 802.11ax) texnologiyasini qo'llab-quvvatlovchi qurilmalar kirib keldi. Ammo Wi-Fi texnologiyasining yangi avlodi - Wi-Fi 7 (IEEE 802.11be) ni ishlab chiqish allaqachon boshlanganini kam odam biladi. Ushbu maqolada Wi-Fi 7 qanday bo'lishini bilib oling.
Sana oldin
2020 yil sentyabr oyida biz hayotimizga sezilarli taʼsir koʻrsatgan IEEE 30 loyihasining 802.11 yilligini nishonlaymiz. Hozirgi vaqtda IEEE 802.11 oila standartlari tomonidan belgilangan Wi-Fi texnologiyasi Internetga ulanish uchun ishlatiladigan eng mashhur simsiz texnologiya bo'lib, Wi-Fi foydalanuvchi trafigining yarmidan ko'pini tashiydi. Uyali aloqa texnologiyasi har o‘n yilda o‘z brendini o‘zgartirsa-da, masalan, 4G nomini 5G bilan almashtirish, Wi-Fi foydalanuvchilari uchun ma’lumotlar uzatish tezligining yaxshilanishi, shuningdek, yangi xizmatlar va yangi funksiyalarning joriy etilishi deyarli sezilmasdan sodir bo‘ladi. Uskunalar qutilaridagi "802.11" dan keyin keladigan "n", "ac" yoki "ax" harflari haqida juda kam mijozlar g'amxo'rlik qiladi. Lekin bu Wi-Fi rivojlanmayotganini anglatmaydi.
Wi-Fi evolyutsiyasining bir dalili bu ma'lumotlarning nominal tezligining keskin o'sishidir: 2 yil versiyasida 1997 Mbit / s dan so'nggi 10ax standartida deyarli 802.11 Gbit / s gacha, shuningdek, Wi-Fi 6 deb ham ataladi. tezroq signal va kod dizaynlari, kengroq kanallar va texnologiyadan foydalanish tufayli ishlashning o'sishi .
Yuqori tezlikdagi simsiz mahalliy tarmoqlarning asosiy oqimiga qo'shimcha ravishda, Wi-Fi evolyutsiyasi bir nechta loyihalarni o'z ichiga oladi. Masalan, Wi-Fi HaLow (802.11ah) Wi-Fi-ni narsalarning simsiz Interneti bozoriga olib kirishga urinish edi. Millimetr to'lqinli Wi-Fi (802.11ad/ay) juda qisqa masofalarda bo'lsa-da, 275 Gbit / s gacha bo'lgan nominal ma'lumotlar tezligini qo'llab-quvvatlaydi.
Yuqori aniqlikdagi video striming, virtual va kengaytirilgan reallik, oʻyinlar, masofaviy ofis va bulutli hisoblash bilan bogʻliq yangi ilovalar va xizmatlar, shuningdek, simsiz tarmoqlarda intensiv trafikka ega boʻlgan koʻp sonli foydalanuvchilarni qoʻllab-quvvatlash zarurati yuqori unumdorlikni talab qiladi.
Wi-Fi 7 ta maqsad
2019 yil may oyida Mahalliy va Metropolitan Tarmoq standartlari qo'mitasining 802.11 ishchi guruhining BE (TGbe) kichik guruhi Wi-Fi standartiga yangi qo'shimchani oshirish ustida ish boshladi. nominal o'tkazish qobiliyati 40 Gbit/s dan ortiq "odatiy" Wi-Fi diapazonining bir chastota kanalida <= 7 gigagertsli. Ko'pgina hujjatlarda "maksimal o'tkazish qobiliyati kamida 30 Gbit / s" bo'lsa-da, yangi jismoniy qatlam protokoli 40 Gbit / s dan ortiq nominal tezlikni ta'minlaydi.
Wi-Fi 7 uchun yana bir muhim rivojlanish yo'nalishi real vaqtda ilovalarni qo'llab-quvvatlash (o'yinlar, virtual va kengaytirilgan haqiqat, robot boshqaruvi). Shunisi e'tiborga loyiqki, Wi-Fi audio va video trafigini o'ziga xos tarzda boshqargan bo'lsa-da, Wi-Fi tarmoqlarida standart darajadagi kafolatlangan past kechikish (millisekundlar), shuningdek, vaqtga sezgir tarmoq sifatida ham ta'minlanadi, deb ishoniladi. imkonsiz. 2017 yil noyabr oyida IITP RAS va Milliy tadqiqot universiteti Oliy iqtisodiyot maktabi jamoasi (PR uchun qabul qilmang) IEEE 802.11 guruhida tegishli taklifni taqdim etdi. Taklif katta qiziqish uyg'otdi va 2018 yil iyul oyida ushbu masalani yanada chuqurroq o'rganish uchun maxsus kichik guruh ishga tushirildi. Haqiqiy vaqtda ilovalarni qo'llab-quvvatlash yuqori nominal ma'lumotlar tezligini va kengaytirilgan havola qatlami funksionalligini talab qilganligi sababli, 802.11 Ishchi guruhi Wi-Fi 7 doirasida real vaqtda ilovalarni qo'llab-quvvatlash usullarini ishlab chiqishga qaror qildi.
Wi-Fi 7 ning muhim muammosi uning 4GPP tomonidan ishlab chiqilgan va bir xil litsenziyasiz chastota diapazonlarida ishlaydigan uyali tarmoq texnologiyalari (5G/3G) bilan birgalikda mavjudligidir. Biz LTE-LAA/NR-U haqida gapiramiz. Wi-Fi va uyali tarmoqlarning birgalikda mavjudligi bilan bog'liq muammolarni o'rganish uchun IEEE 802.11 Birgalikda mavjud Doimiy Qo'mitani (Coex SC) ishga tushirdi. 3-yil iyul oyida Venada boʻlib oʻtgan 802.11GPP va IEEE 2019 ishtirokchilarining koʻplab uchrashuvlari va hattoki qoʻshma seminariga qaramay, texnik yechimlar hali tasdiqlanmagan. Ushbu befoydalikning mumkin bo'lgan izohi shundaki, IEEE 802 va 3GPP ikkalasi ham o'z texnologiyalarini boshqasiga mos kelish uchun o'zgartirishni istamaydilar. Shunday qilib, Coex SC muhokamalari Wi-Fi 7 standartiga ta'sir qiladimi yoki yo'qmi hozircha noma'lum.
Rivojlanish jarayoni
Wi-Fi 7 ni ishlab chiqish jarayoni juda dastlabki bosqichda boʻlsa-da, hozirgi kunga qadar IEEE 500be nomi bilan ham tanilgan boʻlajak Wi-Fi 7 uchun yangi funksiyalar boʻyicha 802.11 ga yaqin takliflar boʻlgan. Ko'pchilik g'oyalar endigina be kichik guruhida muhokama qilinmoqda va ular bo'yicha hali qaror qabul qilinmagan. Boshqa g'oyalar yaqinda ma'qullandi. Quyida qaysi takliflar ma'qullangani va qaysilari faqat muhokama qilinayotgani aniq ko'rsatiladi.
Dastlab asosiy yangi mexanizmlarni ishlab chiqish 2021-yilning martiga qadar yakunlanishi rejalashtirilgan edi. Standartning yakuniy versiyasi 2024 yil boshida kutilmoqda. 2020-yil yanvar oyida 11, rivojlanishning hozirgi ish sur'atida jadval bo'yicha qolishi yoki yo'qligi haqida xavotirda. Standart ishlab chiqish jarayonini tezlashtirish uchun kichik guruh 2021 yilgacha chiqarilishi mumkin bo'lgan (1-nashr) yuqori ustuvor xususiyatlarning kichik to'plamini tanlashga rozi bo'ldi va qolganlarini 2-chiqarishda qoldirdi. Yuqori ustuvor xususiyatlar asosiy ishlash yutuqlarini ta'minlashi kerak. va 320 MGts, 4K-QAM, Wi-Fi 6-dan OFDMA-ga aniq yaxshilanishlar, 16 oqimli MU-MIMO-ni qo'llab-quvvatlashni o'z ichiga oladi.
Koronavirus tufayli guruh hozirda shaxsan uchrashmaydi, lekin muntazam ravishda telekonferentsiya o'tkazadi. Shunday qilib, rivojlanish biroz sekinlashdi, lekin to'xtamadi.
Texnologiya tafsilotlari
Keling, Wi-Fi 7 ning asosiy yangiliklarini ko'rib chiqaylik.
- Yangi jismoniy qatlam protokoli ikki baravar ko'paygan Wi-Fi 6 protokolining rivojlanishidir 320 MGts gacha bo'lgan tarmoqli kengligi, fazoviy MU-MIMO oqimlarining sonini ikki baravar oshirish, bu nominal o'tkazish qobiliyatini 2 × 2 = 4 marta oshiradi. Wi-Fi 7 ham modulyatsiyadan foydalanishni boshlaydi 4K-QAM, bu nominal o'tkazish qobiliyatiga yana 20% qo'shadi. Shu sababli, Wi-Fi 7 Wi-Fi 2 ning nominal maʼlumotlar tezligidan 2x1,2x4,8 = 6 baravar koʻp beradi: Wi-Fi 7 ning maksimal nominal oʻtkazuvchanligi 9,6 Gbit/s x 4,8 = 46 Gbit/s. Bundan tashqari, Wi-Fi ning kelajakdagi versiyalari bilan mosligini ta'minlash uchun jismoniy qatlam protokolida inqilobiy o'zgarishlar bo'ladi, lekin u foydalanuvchilarga ko'rinmas qoladi.
- Kanalga kirish usulini o'zgartirish real vaqtda ilovalarni qo'llab-quvvatlash simli tarmoqlar uchun IEEE 802 TSN tajribasini hisobga olgan holda amalga oshiriladi. Standartlar qo'mitasida davom etayotgan munozaralar kanalga kirishning tasodifiy orqaga qaytish tartibi, transport xizmati toifalari va shuning uchun real vaqtda trafik uchun alohida navbatlar va paketlarga xizmat ko'rsatish siyosati bilan bog'liq.
- Wi-Fi 6 (802.11ax) da taqdim etilgan OFDMA - vaqt va chastota bo'linish kanaliga kirish usuli (4G va 5G tarmoqlarida qo'llaniladiganga o'xshash) - resurslarni optimal taqsimlash uchun yangi imkoniyatlarni taqdim etadi. Biroq, 11axda OFDMA etarlicha moslashuvchan emas. Birinchidan, u kirish nuqtasiga mijoz qurilmasiga oldindan belgilangan o'lchamdagi faqat bitta resurs blokini ajratish imkonini beradi. Ikkinchidan, u mijoz stantsiyalari o'rtasida to'g'ridan-to'g'ri uzatishni qo'llab-quvvatlamaydi. Ikkala kamchilik ham spektral samaradorlikni pasaytiradi. Bundan tashqari, eski Wi-Fi 6 OFDMA-ning moslashuvchanligi yo'qligi zich tarmoqlarda ishlashni pasaytiradi va real vaqtda ilovalar uchun juda muhim bo'lgan kechikishni oshiradi. 11be ushbu OFDMA muammolarini hal qiladi.
- Wi-Fi 7 ning tasdiqlangan inqilobiy o'zgarishlaridan biri mahalliy qo'llab-quvvatlashdir turli chastotalarda bir nechta parallel ulanishlardan bir vaqtning o'zida foydalanish, bu ham katta ma'lumotlar tezligi, ham juda past kechikish uchun juda foydali. Zamonaviy chipsetlar allaqachon bir vaqtning o'zida bir nechta ulanishlardan foydalanishi mumkin bo'lsa-da, masalan, 2.4 va 5 gigagertsli diapazonlarda, bu ulanishlar mustaqildir, bu esa bunday operatsiya samaradorligini cheklaydi. 11be da kanal resurslaridan samarali foydalanish imkonini beruvchi va kanalga kirish protokoli qoidalariga sezilarli o'zgarishlarni keltirib chiqaradigan kanallar o'rtasidagi sinxronizatsiya darajasi topiladi.
- Juda keng kanallardan va ko'p sonli fazoviy oqimlardan foydalanish MIMO va OFDMA uchun zarur bo'lgan kanal holatini baholash protsedurasi bilan bog'liq yuqori qo'shimcha xarajatlar muammosiga olib keladi. Ushbu qo'shimcha xarajatlar nominal ma'lumotlar tezligini oshirishdan har qanday daromadni bekor qiladi. Buni kutgandi kanal holatini baholash tartibi qayta ko'rib chiqiladi.
- Wi-Fi 7 kontekstida standartlar qo'mitasi ma'lumotlarni uzatishning ba'zi "ilg'or" usullaridan foydalanishni muhokama qilmoqda. Nazariy jihatdan, bu usullar takroriy uzatish urinishlarida, shuningdek, bir xil yoki qarama-qarshi yo'nalishlarda bir vaqtning o'zida uzatishda spektral samaradorlikni yaxshilaydi. Bularga hozirda uyali tarmoqlarda qoʻllanilayotgan gibrid avtomatik takroriy soʻrov (HARQ), toʻliq dupleks rejimi va ortogonal boʻlmagan koʻp kirish (NOMA) kiradi. Bu metodlar adabiyotda nazariy jihatdan yaxshi o‘rganilgan, biroq ular beradigan samaradorlik ortishi ularni amalga oshirish uchun sarflangan sa’y-harakatlarga arziydimi yoki yo‘qmi, hali aniq emas.
- foydalanish HARQ quyidagi muammo bilan murakkablashdi. Wi-Fi-da yukni kamaytirish uchun paketlar bir-biriga yopishtirilgan. Wi-Fi-ning joriy versiyalarida yopishtirilgan paket ichidagi har bir paketning yetkazib berilishi tasdiqlanadi va agar tasdiq kelmasa, kanalga kirish protokoli usullari yordamida paketni uzatish takrorlanadi. HARQ qayta urinishlarni ma'lumotlar havolasidan jismoniy qatlamga o'tkazadi, bu erda paketlar yo'q, faqat kodli so'zlar va kod so'zlarning chegaralari paketlar chegaralariga to'g'ri kelmaydi. Ushbu desinxronizatsiya Wi-Fi tarmog'ida HARQni amalga oshirishni murakkablashtiradi.
- Bilan bog'liq To'liq ikki tomonlama, keyin hozirda na uyali tarmoqlarda, na Wi-Fi tarmoqlarida bir vaqtning o'zida bir xil chastotali kanaldagi ma'lumotlarni kirish nuqtasiga va undan (tayanch stantsiyasiga) uzatish mumkin emas. Texnik nuqtai nazardan, bu uzatilgan va qabul qilingan signalning kuchidagi katta farq bilan bog'liq. Qabul qilingan signaldan uzatilgan signalning raqamli va analogli ayirilishini birlashtirgan, uni uzatish paytida Wi-Fi signalini qabul qila oladigan prototiplar mavjud bo'lsa-da, ular amalda ta'minlay oladigan daromad har qanday vaqtda ahamiyatsiz bo'lishi mumkin. quyi oqim ko'tarilganiga teng emas (o'rtacha "kasalxonada" pasayish sezilarli darajada katta). Bundan tashqari, bunday ikki tomonlama uzatish protokolni sezilarli darajada murakkablashtiradi.
- MIMO yordamida bir nechta oqimlarni uzatish jo'natuvchi va qabul qiluvchi uchun bir nechta antennalarni talab qilsa-da, ortogonal bo'lmagan kirish bilan kirish nuqtasi bir vaqtning o'zida bitta antennadan ikkita qabul qiluvchiga ma'lumotlarni uzatishi mumkin. Har xil ortogonal bo'lmagan kirish imkoniyatlari so'nggi 5G spetsifikatsiyalariga kiritilgan. Prototip YO'Q LEKIN Wi-Fi birinchi marta 2018 yilda IITP RASda yaratilgan (yana buni PR deb hisoblamang). Bu unumdorlikning 30-40% ga oshishini ko'rsatdi. Ishlab chiqilgan texnologiyaning afzalligi uning orqaga qarab muvofiqligidir: ikkita qabul qiluvchidan biri Wi-Fi 7-ni qo'llab-quvvatlamaydigan eskirgan qurilma bo'lishi mumkin. Umuman olganda, orqaga qarab moslik muammosi juda muhim, chunki turli avlod qurilmalari bir vaqtning o'zida ishlashi mumkin. Wi-Fi tarmog'ida. Ayni paytda butun dunyo bo'ylab bir nechta jamoalar NOMA va MU-MIMO dan birgalikda foydalanish samaradorligini tahlil qilmoqdalar, ularning natijalari yondashuvning kelajakdagi taqdirini belgilaydi. Shuningdek, biz prototip ustida ishlashni davom ettirmoqdamiz: uning keyingi versiyasi 2020-yil iyul oyida IEEE INFOCOM konferensiyasida taqdim etiladi.
- Va nihoyat, yana bir muhim yangilik, ammo taqdiri noaniq kirish nuqtalarining muvofiqlashtirilgan ishlashi. Garchi ko'pgina sotuvchilar korporativ Wi-Fi tarmoqlari uchun o'zlarining markazlashtirilgan kontrollerlariga ega bo'lsalar ham, bunday kontrollerlarning imkoniyatlari odatda uzoq muddatli parametr konfiguratsiyasi va kanal tanlash bilan cheklangan. Standartlar qo'mitasi qo'shni kirish nuqtalari o'rtasidagi yaqin hamkorlikni muhokama qilmoqda, ular muvofiqlashtirilgan uzatishni rejalashtirish, nurlanish va hatto taqsimlangan MIMO tizimlarini o'z ichiga oladi. Ko'rib chiqilayotgan ba'zi yondashuvlar ketma-ket shovqinlarni bekor qilishdan foydalanadi (taxminan NOMAda bo'lgani kabi). 11be muvofiqlashtirish uchun yondashuvlar hali ishlab chiqilmagan bo'lsa-da, standart turli ishlab chiqaruvchilarning kirish nuqtalariga o'zaro shovqinlarni kamaytirish uchun uzatish jadvallarini bir-biri bilan muvofiqlashtirishga imkon berishiga shubha yo'q. Boshqa, murakkabroq yondashuvlarni (masalan, taqsimlangan MU-MIMO) standartga tatbiq qilish qiyinroq bo'ladi, garchi guruhning ba'zi a'zolari buni 2-reliz doirasida amalga oshirishga qaror qilishsa ham. Natijadan qat'i nazar, kirish nuqtasini muvofiqlashtirish usullari taqdiri. aniq emas. Standartga kiritilgan bo'lsa ham, ular bozorga chiqmasligi mumkin. HCCA (11e) va HCCA TXOP Negotiation (11be) kabi echimlar yordamida Wi-Fi uzatishni tartibga solishga harakat qilganda ham shunga o'xshash narsa sodir bo'lgan.
Xulosa qilib aytganda, birinchi besh guruh bilan bog'liq takliflarning aksariyati Wi-Fi 7 ning bir qismiga aylanadi, oxirgi ikki guruh bilan bog'liq takliflar esa ularning samaradorligini isbotlash uchun muhim qo'shimcha tadqiqotlarni talab qiladi.
Batafsil texnik tafsilotlar
Wi-Fi 7 haqida texnik ma'lumotlarni o'qish mumkin (ingliz tilida)
Manba: www.habr.com