Get best of the week

ما الذي ينتظرنا في Wi-Fi 7 ، IEEE 802.11be؟

في الآونة الأخيرة ، دخلت الأجهزة التي تدعم تقنية Wi-Fi 6 (IEEE 802.11ax) ، والتي يتحدث عنها الكثير ، السوق. لكن قلة من الناس يعرفون أنه يتم بالفعل تطوير جيل جديد من تقنية Wi-Fi - Wi-Fi 7 (IEEE 802.11be). حول ما سيكون Wi-Fi 7 في هذه المقالة.

الميزات الرئيسية لشبكة Wi-Fi 7 (صورة من المقال https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp؟tp=&arnumber=9090146)

خلفية


سنحتفل في سبتمبر 2020 بالذكرى الثلاثين لمشروع IEEE 802.11 ، الذي أثر بشكل كبير على حياتنا. في الوقت الحالي ، تعد تقنية Wi-Fi ، التي تحددها مجموعة معايير IEEE 802.11 ، أكثر التقنيات اللاسلكية شيوعًا المستخدمة للاتصال بالإنترنت: تنقل Wi-Fi أكثر من نصف حركة مرور المستخدم. في حين أن تقنيات الهواتف الخلوية يتم تغيير علامتها التجارية كل عقد ، على سبيل المثال ، استبدال اسم 4G بـ 5G ، لمستخدمي Wi-Fi ، فإن الزيادة في سرعة نقل البيانات ، بالإضافة إلى إدخال خدمات جديدة ووظائف جديدة ، تكاد تكون غير محسوسة. لا يهتم سوى عدد قليل من العملاء بالحروف "n" أو "ac" أو "ax" التي تتبع "802.11" في صناديق المعدات. ولكن هذا لا يعني أن شبكة Wi-Fi لا تتطور.

أحد براهين تطوير Wi-Fi هو زيادة حادة في معدلات نقل البيانات الاسمية: من 2 ميجابت في الثانية في إصدار 1997 إلى ما يقرب من 10 جيجابت في الثانية في أحدث معيار 802.11ax ، المعروف أيضًا باسم Wi-Fi 6. وصول شبكات Wi-Fi الحديثة مكاسب الأداء هذه بفضل تصميمات الإشارات والرموز الأسرع ، والقنوات الأوسع نطاقاً واستخدام تقنيات MIMO .

بالإضافة إلى التركيز الرئيسي لشبكات LAN اللاسلكية عالية السرعة ، فإن تطور Wi-Fi يتضمن العديد من المشاريع المتخصصة. على سبيل المثال ، كانت Wi-Fi HaLow (802.11ah) محاولة لإدخال Wi-Fi إلى سوق الإنترنت اللاسلكي للأشياء. تدعم شبكة Wi-Fi ذات المليمترات (802.11ad / ay) سرعات نقل بيانات رمزية تصل إلى 275 جيجابايت / ثانية ، على الرغم من المسافات البعيدة جدًا.

تتطلب التطبيقات والخدمات الجديدة المتعلقة بتدفقات الفيديو عالية الدقة ، والواقع الافتراضي والمعزز ، والألعاب ، والمكاتب البعيدة والحوسبة السحابية ، فضلاً عن الحاجة إلى دعم عدد كبير من المستخدمين الذين لديهم حركة مرور مكثفة في الشبكات اللاسلكية ، أداءً عاليًا.

أهداف Wi-Fi 7


في مايو 2019 ، بدأت المجموعة الفرعية BE (TGbe) التابعة لمجموعة عمل 802.11 التابعة للجنة توحيد الشبكات المحلية والحضرية العمل على إضافة جديدة إلى معيار Wi-Fi ، مما سيزيد من عرض النطاق الاسمي إلى أكثر من 40 جيجابت / ثانية في قناة تردد "نموذجية" واحدة لنطاق Wi-Fi <= 7 غيغاهرتز. على الرغم من أن العديد من المستندات تحتوي على "عرض نطاق أقصى لا يقل عن 30 جيجابت / ثانية" ، فإن بروتوكول الطبقة المادية الجديد سيوفر سرعة اسمية تزيد عن 40 جيجابت / ثانية.

هناك مجال آخر مهم لتطوير Wi-Fi 7 وهو دعم التطبيقات في الوقت الفعلي.(الألعاب ، الواقع الافتراضي والمعزز ، التحكم في الروبوت). من الجدير بالذكر أنه على الرغم من أن شبكة Wi-Fi متخصصة في حركة مرور الصوت والفيديو ، فقد كان يُعتقد لفترة طويلة أن توفير زمن وصول منخفض مضمون قياسي (وحدات من المللي ثانية) ، تُعرف أيضًا باسم الشبكات الحساسة للوقت ، أمر مستحيل بشكل أساسي في شبكات Wi-Fi. في نوفمبر 2017 ، قدم فريقنا من IPPI RAS والمدرسة العليا للاقتصاد (لا تحتسبها PR) اقتراحًا مقابلاً لمجموعة IEEE 802.11. أثار الاقتراح اهتمامًا كبيرًا ، وفي يوليو 2018 ، تم إطلاق مجموعة فرعية خاصة لمواصلة دراسة هذه القضية. نظرًا لأن التطبيقات في الوقت الفعلي تتطلب معدلات بيانات اسمية عالية وتمديدًا لوظيفة طبقة الارتباط ، فإن مجموعة العمل 802.قرر 11 تطوير طرق لدعم التطبيقات في الوقت الفعلي داخل Wi-Fi 7.

هناك مشكلة مهمة تتعلق بشبكة Wi-Fi 7 وهي تعايشها مع تقنيات الشبكات الخلوية (4G / 5G) التي طورتها 3GPP وتعمل في نفس نطاقات التردد غير المرخصة. حول LTE-LAA / NR-U. لدراسة المشكلات المرتبطة بالتعايش بين Wi-Fi والشبكات الخلوية ، أطلقت IEEE 802.11 اللجنة الدائمة للتعايش (Coex SC). على الرغم من الاجتماعات العديدة وحتى ورشة العمل المشتركة للمشاركين 3GPP و IEEE 802.11 في يوليو 2019 في فيينا ، لم تتم الموافقة على الحلول التقنية حتى الآن. أحد التفسيرات المحتملة لمثل هذا النشاط غير المثمر هو أن كلاً من IEEE 802 و 3GPP لا يرغبان في تغيير التقنيات الخاصة بهما لجعلها تتماشى مع أخرى. وبالتالي ، ليس من الواضح في الوقت الحالي ما إذا كانت المناقشات في إطار Coex SC ستؤثر على معيار Wi-Fi 7 .

عمليات التطوير


على الرغم من أن عملية تطوير Wi-Fi 7 في مهدها ، فقد تم تقديم حوالي 500 اقتراح لميزات جديدة لشبكة Wi-Fi 7 المستقبلية ، والمعروفة أيضًا باسم IEEE 802.11be. تتم مناقشة معظم الأفكار فقط في المجموعة الفرعية ولم يتم اتخاذ قرار بشأنها بعد. تمت الموافقة على أفكار أخرى مؤخرا. سيتم الإشارة بوضوح أدناه إلى أي المقترحات تمت الموافقة عليها وأيها قيد المناقشة فقط.

صورة

كان من المخطط أصلاً أن يتم الانتهاء من تطوير الآليات الجديدة الرئيسية بحلول مارس 2021. من المتوقع أن تكون النسخة النهائية من المعيار في أوائل عام 2024. في يناير 2020 ، أعربت المجموعة الفرعية 11be عن قلقها بشأن ما إذا كان التطوير سيكون في الموعد المحدد بالسرعة الحالية. لتسريع عملية التطوير القياسية ، وافقت المجموعة الفرعية على اختيار مجموعة صغيرة من الوظائف ذات الأولوية العالية التي يمكن إطلاقها بحلول عام 2021 (الإصدار 1) ، وترك الباقي للإصدار 2. يجب أن توفر الوظائف ذات الأولوية العالية تعزيز الأداء الرئيسي وتشمل دعم 320 ميجاهرتز ، 4K- QAM ، تحسينات OFDMA الواضحة من Wi-Fi 6 ، MU-MIMO مع 16 تيارات.

بسبب الفيروس التاجي ، لن تحضر المجموعة شخصيًا الآن ، ولكن لديها مجموعات أخبار بانتظام. وهكذا ، تباطأ التطور إلى حد ما ، لكنه لم يتوقف.

تفاصيل التكنولوجيا


فكر في الابتكارات الرئيسية لشبكة Wi-Fi 7.

  1. Wi-Fi 6 c 320 , MU-MIMO, 2x2 = 4 . Wi-Fi 7 4K-QAM, 20% . , Wi-Fi 7 2x2x1,2 = 4,8 Wi-Fi 6: Wi-Fi 7 9,6 / 4,8 = 46 /. , , Wi-Fi, .
  2. IEEE 802 TSN . , , , , .
  3. Wi-Fi 6 (802.11ax) OFDMA – ( , 4G 5G) – . 11ax OFDMA . -, . -, . . , Wi-Fi 6 OFDMA , . 11be OFDMA.
  4. Wi-Fi 7 , , . , , 2.4 5 , , . 11be , .
  5. , , MIMO OFDMA. . , .
  6. Wi-Fi 7 «» . , . (HARQ), , full-duplex (NOMA). , , , , , .
    • HARQ . Wi-Fi . Wi-Fi , , . HARQ , , , . HARQ Wi-Fi.
    • Full-Duplex, , Wi-Fi ( ), . . , , Wi-Fi , , , - , ( « » ). .
    • MIMO , . 5G. NOMA Wi-Fi 2018 . ( ). 30-40%. : , Wi-Fi 7. , Wi-Fi . NOMA MU-MIMO, . : IEEE INFOCOM 2020 .
  7. , , , . Wi-Fi, , , . , , beamforming ( ) MIMO. ( , NOMA). 11be , , , . , , (, MU-MIMO), , Release 2. . , . Wi-Fi c , HCCA (11e) HCCA TXOP Negotiation (11be).

باختصار ، يبدو أن معظم الاقتراحات المتعلقة بالمجموعات الخمس الأولى ستصبح جزءًا من شبكة Wi-Fi 7 ، بينما تتطلب المقترحات المتعلقة بالمجموعتين الأخيرتين بحثًا إضافيًا كبيرًا لإثبات فعاليتها.

مزيد من التفاصيل الفنية


يمكن قراءة التفاصيل الفنية حول Wi-Fi 7 هنا (باللغة الإنجليزية)

More articles:


All Articles