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¿Qué nos espera en Wi-Fi 7, IEEE 802.11be?

Recientemente, los dispositivos que admiten la tecnología Wi-Fi 6 (IEEE 802.11ax), de los que se habla mucho, han ingresado al mercado. Pero pocas personas saben que ya se está desarrollando una nueva generación de tecnología Wi-Fi: Wi-Fi 7 (IEEE 802.11be). Sobre lo que será Wi-Fi 7 en este artículo.

Las características principales de Wi-Fi 7 (imagen del artículo https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=9090146)

Antecedentes


En septiembre de 2020, celebraremos el 30 aniversario del proyecto IEEE 802.11, que ha afectado significativamente nuestras vidas. Actualmente, la tecnología Wi-Fi, definida por la familia de estándares IEEE 802.11, es la tecnología inalámbrica más popular que se utiliza para conectarse a Internet: Wi-Fi transmite más de la mitad del tráfico de usuarios. Si bien las tecnologías celulares cambian de marca cada década, por ejemplo, reemplazando el nombre 4G por 5G, para los usuarios de Wi-Fi, el aumento de la velocidad de transferencia de datos, así como la introducción de nuevos servicios y nuevas funciones, son casi imperceptibles. Solo unos pocos clientes se preocupan por las letras "n", "ac" o "ax" que siguen a "802.11" en las cajas del equipo. Pero esto no significa que el Wi-Fi no se esté desarrollando.

Una de las pruebas del desarrollo de Wi-Fi es un fuerte aumento en las tasas nominales de transferencia de datos: de 2 Mbps en la versión de 1997 a casi 10 Gbps en el último estándar 802.11ax, también conocido como Wi-Fi 6. El Wi-Fi moderno alcanza dicho rendimiento aumenta gracias a diseños de código y señal más rápidos, canales más amplios y el uso de tecnologías MIMO .

Además del enfoque principal de las LAN inalámbricas de alta velocidad, la evolución de Wi-Fi incluye varios proyectos de nicho. Por ejemplo, Wi-Fi HaLow (802.11ah) fue un intento de llevar Wi-Fi al mercado inalámbrico de Internet de las cosas. El Wi-Fi de rango milimétrico (802.11ad / ay) admite velocidades de transferencia de datos nominales de hasta 275 Gb / s, aunque para distancias muy cortas.

Las nuevas aplicaciones y servicios relacionados con transmisiones de video de alta resolución, realidad virtual y aumentada, juegos, oficinas remotas y computación en la nube, así como la necesidad de admitir a una gran cantidad de usuarios con tráfico intenso en redes inalámbricas, requieren un alto rendimiento.

Objetivos de Wi-Fi 7


En mayo de 2019, el subgrupo BE (TGbe) del grupo de trabajo 802.11 del Comité de Normalización de Redes Locales y Urbanas comenzó a trabajar en una nueva adición al estándar de Wi-Fi, que aumentará el ancho de banda nominal a más de 40 Gb / s en un canal de frecuencia "típico" para banda Wi-Fi <= 7 GHz. Aunque muchos documentos presentan un "ancho de banda máximo de al menos 30 Gbit / s", el nuevo protocolo de capa física proporcionará una velocidad nominal de más de 40 Gbit / s.

Otra área de desarrollo importante para Wi-Fi 7 es el soporte para aplicaciones en tiempo real.(juegos, realidad virtual y aumentada, control de robot). Es de destacar que, aunque Wi-Fi se especializa en tráfico de audio y video, durante mucho tiempo se creyó que proporcionar latencias bajas garantizadas estándar (unidades de milisegundos), también conocidas como redes sensibles al tiempo, es fundamentalmente imposible en las redes Wi-Fi. En noviembre de 2017, nuestro equipo del IPPI RAS y la Escuela Superior de Economía (no lo cuente como PR) hizo una propuesta correspondiente al grupo IEEE 802.11. La propuesta despertó un gran interés y, en julio de 2018, se lanzó un subgrupo especial para seguir estudiando este tema. Dado que las aplicaciones en tiempo real requieren altas velocidades de datos nominales y una extensión de la funcionalidad de la capa de enlace, grupo de trabajo 802.11 decidió desarrollar métodos para admitir aplicaciones en tiempo real dentro de Wi-Fi 7.

Un tema importante relacionado con Wi-Fi 7 es su coexistencia con las tecnologías de redes celulares (4G / 5G) desarrolladas por 3GPP y que operan en las mismas bandas de frecuencia sin licencia. Se trata de LTE-LAA / NR-U. Para estudiar los problemas asociados con la coexistencia de Wi-Fi y redes celulares, IEEE 802.11 lanzó el Comité Permanente Coexistente (Coex SC). A pesar de numerosas reuniones e incluso un taller conjunto de participantes de 3GPP e IEEE 802.11 en julio de 2019 en Viena, las soluciones técnicas aún no se han aprobado. Una posible explicación para esta actividad inútil es que tanto IEEE 802 como 3GPP no quieren cambiar sus propias tecnologías para alinearlas con otras. Por lo tanto, por el momento no está claro si las discusiones dentro del Coex SC afectarán el estándar Wi-Fi 7 .

Proceso de desarrollo


Aunque el proceso de desarrollo de Wi-Fi 7 está en su infancia, se han enviado alrededor de 500 sugerencias de nuevas funciones para el futuro Wi-Fi 7, también conocido como IEEE 802.11be. La mayoría de las ideas solo se discuten en el subgrupo be y aún no se ha tomado una decisión al respecto. Otras ideas han sido aprobadas recientemente. A continuación se indicará claramente qué propuestas se aprueban y cuáles solo se están discutiendo.

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Originalmente se planeó que el desarrollo de los principales mecanismos nuevos se completará en marzo de 2021. La versión final de la norma se espera para principios de 2024. En enero de 2020, el subgrupo 11 expresó su preocupación sobre si el desarrollo estaría a tiempo al ritmo actual. Para acelerar el proceso de desarrollo estándar, el subgrupo acordó seleccionar un pequeño conjunto de funciones de alta prioridad que pueden lanzarse para 2021 (Versión 1), y dejar el resto para la Versión 2. Las funciones de alta prioridad deberían proporcionar el aumento de rendimiento principal e incluir soporte para 320 MHz, 4K- QAM, obvias mejoras OFDMA de Wi-Fi 6, MU-MIMO con 16 transmisiones.

Debido al coronavirus, el grupo ahora no asistirá en persona, pero regularmente mantiene grupos de noticias. Por lo tanto, el desarrollo se desaceleró un poco, pero no se detuvo.

Detalles tecnológicos


Considere las principales innovaciones de 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).

En resumen, parece que la mayoría de las propuestas relacionadas con los primeros cinco grupos pasarán a formar parte de Wi-Fi 7, mientras que las propuestas relacionadas con los dos últimos grupos requieren una investigación adicional significativa para demostrar su efectividad.

Más detalles técnicos


Los detalles técnicos sobre Wi-Fi 7 se pueden leer aquí (en inglés)

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