Первый взгляд на Wi-Fi 7

Похоже, инновации в мире Wi-Fi не перестают набирать обороты — вроде ещё только вчера мы радовались новому Wi-Fi 6, но вот уже появляется первая информация о следующем поколении технологии беспроводного подключения — Wi-Fi 7. Когда его ждать? Так ли он нужен? Что в нём будет нового?

Рассмотрим эти и другие вопросы в нашей статье.

Что такое Wi-Fi 7 и IEEE 802.11be?

Wi-Fi 7 — это разрабатываемый стандарт Wi-Fi, также известный как IEEE 802.11be, который должен будет поддерживать три диапазона (2,4 ГГц, 5 ГГц и 6 ГГц), каналы шириной 320 МГц, 16 пространственных потоков MU-MIMO, а также технологии 4096-QAM, Multi-RU и Multi-Link. Есть информация, что Wi-Fi роутеры данного стандарта также уже разрабатываются.

Так ли нужен Wi-Fi 7?

Несмотря на то, что максимальная номинальная скорость Wi-Fi 6 была на 37% выше таковой Wi-Fi 5, это был сравнительно небольшой прирост на фоне десятикратного увеличения скорости стандарта Wi-Fi 5.

Однако здесь необходимо учитывать, что перед Wi-Fi 6 ставилась цель увеличить не столько скорость, сколько эффективность, то есть стабильную работу в условиях высокой плотности клиентских устройств.

Для новых задач (видео 4K/8K с передачей данных до 20 Гбит/с, VR/AR, удалённая работа, облачные вычисления и так далее) требуется невероятно высокая пропускная способность, которая не по зубам стандарту IEEE 802.11ax (Wi-Fi 6). На устранение именно этого пробела и будет сделан упор в новом стандарте — IEEE 802.11be (Wi-Fi 7).

Что нового будет в Wi-Fi 7?

В стандарте 802.11be планируется увеличить номинальную скорость передачи данных, спектральную эффективность, уровень подавления помех, а также добавить поддержку RTA.

В ходе разработок рабочая группа 802.11 получила около 500 предложений по улучшению, которые можно объединить в следующие группы: EHT PHY (англ. EHT, Extremely High Throughput — предельно высокая пропускная способность; англ. PHY, physical layer — физический уровень сетевой модели OSI), EDCA с поддержкой TSN (англ. EDCA, Enhanced Distributed Channel Access — улучшенный распределённый доступ к каналу; англ. TSN, Time‑Sensitive Networking — чувствительный ко времени сетевой обмен данными), улучшенный OFDMA, многоканальная связь, оптимизация построения и проверки моделей радиоканала MIMO на основе результатов измерений, передовые технологии уровня PHY и скоординированная работа точек доступа.

Каналы шириной 320 МГц

В Wi-Fi 6 ширина каналов была увеличена с 80 МГц до 160 МГц. Wi-Fi 7 пойдёт ещё дальше и удвоит ширину каналов до 320 МГц.

Также в Wi-Fi 7 появятся новые типы полос пропускания, включая смежные 240 МГц, несмежные 160+80 МГц, смежные 320 МГц и несмежные 160+160 МГц, что повысит гибкость и снизит загруженность.

 

 

 

16 пространственных потоков MU-MIMO

Чем больше подключено клиентских Wi-Fi устройств, тем больше требуется мультиплексирование (уплотнение канала связи). Wi-Fi 6 поддерживает 8 пространственных потоков, работающих одновременно — в Wi-Fi 7 таких потоков будет 16.

 

 

 

4K-QAM

Для повышения максимальной скорости в Wi-Fi 7 будет использоваться схема квадратурной модуляции следующего разряда — 4096-QAM, благодаря чему каждый символ сможет вмещать 12 бит данных вместо десяти, что означает 20-процентный теоретический прирост к скорости по сравнению с Wi-Fi 6 и схемой модуляции 1024-QAM.

 

 

 

Распределение нескольких единиц ресурсов и механизм пропуска подканалов

В сетях Wi-Fi 6 каждый пользователь может отправлять и получать кадры только на присвоенной единице ресурсов¹, что существенно ограничивает гибкость распределения спектральных ресурсов. Чтобы решить эту проблему и ещё больше повысить спектральную эффективность, в Wi-Fi 7 единицы ресурсов можно будет комбинировать, а также одному пользователю можно будет присвоить несколько единиц ресурсов, что позволит увеличить эффективность передачи данных.

 

 

 

Допустим, данные передаются по второй полосе шириной 80 МГц. В стандарте Wi-Fi 6 и более ранних стандартах, если на канале 56 помехи, то каналы, находящиеся за каналом 56, будут недоступны. В Wi-Fi 7 механизм пропуска подканалов позволит заблокировать канал с помехами, чтобы могли беспрепятственно работать три остальных канала шириной 20 МГц.

Многоканальная связь

Многоканальная связь позволяет устройствам одновременно отправлять и получать данные на разных частотных диапазонах и каналах. Это позволяет увеличить пропускную способность, сократить задержку и повысить стабильность подключения для таких задач, как VR/AR, онлайн-игры, удалённая работа и облачные вычисления.

В настоящее время Wi-Fi устройства используют один канал для передачи данных между станцией и точкой доступа. Многоканальная связь Wi-Fi 7 позволит использовать для передачи данных между станцией и точкой доступа несколько каналов, что поможет балансировать трафик и строить более оптимальные маршруты.

 

 

 

Когда появятся первые роутеры с поддержкой Wi-Fi 7?

В мае 2021 года организация IEEE выпустила предварительную спецификацию Wi-Fi 7 версии 1.0, версия 2.0 должна была выйти в марте 2022 года. Как и было с предыдущими стандартами Wi-Fi, скорее всего, производители чипсетов начнут заранее готовить рынок и разрабатывать чипы на основе предварительных спецификаций. Вероятнее всего, первые устройства с поддержкой Wi-Fi 7 увидят свет уже в 2024 году.

Сравнительная таблица

 

 

 

Преимущества Wi-Fi 7

• Высокая скорость передачи данных (до 46 Гбит/с).
• Низкая задержка.
• Высокая эффективность передачи данных.
• Возможность подключить больше клиентских устройств.
• Надёжная работа в условиях высокой плотности клиентских устройств.

Какие задачи позволит выполнять Wi-Fi 7?

• Просмотр потоковых видео 4K/8K.
• Погружение в виртуальную (VR), аугментированную (AR) и расширенную реальность (XR).
• Удалённая работа и онлайн-видеоконференции.
• Облачные и граничные вычисления.
• Облачный гейминг.
• Промышленный интернет вещей.
• Создание метавселенной.

Примечание

1. Единица ресурсов — это группы поднесущих, полученные в результате модуляции OFDMA.
2. В качестве компромисса между сложностью комбинирования и повышением спектральной эффективности маленькие единицы ресурсов (до 242 тонов²) можно комбинировать только с такими же маленькими единицами ресурсов, а большие единицы ресурсов (свыше 242 тонов³) — только с большими. Комбинировать маленькие единицы ресурсов с большими нельзя.
3. Тоны — это то, на что разбиваются группы поднесущих, которые, в свою очередь, получаются в результате модуляции OFDMA.