Стандарт Wi-Fi 7: следующая революция в мире Wi-Fi?
Сетевое оборудование
Технология Wi-Fi прошла долгий путь с момента принятия первого стандарта семейства 802.11 (802.11-1997). Как можно догадаться из его названия, случилось это в 1997 году. Сейчас мы уже наслаждаемся высокими скоростями и стабильным подключением по стандартам Wi-Fi 6 и 6E, но что-то всегда можно улучшить. И эти улучшения идут к нам в виде нового стандарта Wi-Fi 7, также известного как 802.11be.
Однако перед изучением Wi-Fi 7 давайте посмотрим, как поживают нынешние беспроводные стандарты?
Wi-Fi 6 и Wi-Fi 6E: современные беспроводные стандарты для требовательных приложений
Wi-Fi 6: два диапазона, OFDMA и многое другое
Стандарт Wi-Fi 6 (802.11ax) принес множество улучшений по сравнению со своим предшественником Wi-Fi 5.
Он поддерживает более высокие скорости передачи данных – вплоть до 9,6 Гбит/с (в стандарте Wi-Fi 5 максимум составляет 3,5 Гбит/с). Это стало возможным благодаря сочетанию более широких каналов связи (до 160 МГц) со схемами модуляции более высокого порядка (до 1024-QAM) и новыми функциями, некоторые из которых описаны ниже.
Технология OFDMA
Новая схема модуляции под названием Orthogonal Frequency Division Multiple Access («Многопользовательский доступ с ортогональным частотным разделением каналов») обеспечивает повышенные скорости передачи данных и более эффективное использование доступного спектра частот. OFDMA позволяет нескольким устройствам передавать данные по одному каналу связи, что повышает общую пропускную способность сети.
Технология OFDMA не только поднимает скорость, но и делает беспроводное подключение более стабильным. Поскольку множество устройств могут передавать данные одновременно, в сети возникает меньше коллизий.
Технология OBSS
Другой особенностью Wi-Fi 6, помогающей достичь высоких скоростей, является Overlapping Basic Service Sets («Пересекающиеся базовые наборы служб»). Прежние стандарты Wi-Fi придерживались метода «слушать, прежде чем говорить», поэтому любой шум в канале (даже из-за другой сети) означал длительное ожидание, пока канал не очистится. Технология OBSS позволяет точкам доступа Wi-Fi 6 помечать свои данные таким образом, чтобы отличать их от данных, относящихся к соседствующим сетям.
Еще одна функция – Transmit Beamforming («Формирование луча при передаче») – позволяет маршрутизатору фокусироваться на определенных клиентских устройствах. Это не только значительно улучшает соотношение сигнал/шум, но и расширяет зону покрытия беспроводной сети, а значит повышает стабильность ее работы.
«Пробуждение по расписанию» (Target Wake Time)
Обычно устройства передают данные тогда, когда у них есть что передать. Это означает частый выход из спящего режима и интенсивное использование эфира, что в свою очередь ведет к повышенному энергопотреблению.
Новая функция Target Wake Time («Пробуждение по расписанию») позволяет подключенным устройствам более эффективно координировать обмен данными, что уменьшает энергопотребление и, соответственно, продлевает время автономной работы. Это особенно важно для оборудования, которое постоянно подключено к сети, но передает данные лишь время от времени (устройства для «интернета вещей» или умного дома).
Технология WPA3
В стандарте Wi-Fi 6 используется протокол беспроводной безопасности WPA3, который заменил использовавшийся длительное время WPA2. Одним из значительных улучшений в этой области стало внедрение системы обмена шифровальными ключами Dragonfly, которая существенно усложнила процесс взлома паролей.
Wi-Fi 6E: теперь и в диапазоне 6 ГГц*
Стандарт Wi-Fi 6 был монументальным апгрейдом с точки зрения функциональности и скорости, однако он все еще полагается на частотные диапазоны 2,4 ГГц и 5 ГГц, которые уже изрядно заполнены беспроводным сетевым трафиком. Чтобы воспользоваться всеми скоростными преимуществами Wi-Fi 6, идеальным был бы доступ к менее загруженному диапазону.
И здесь на сцену выходит Wi-Fi 6E. Этот стандарт позволяет использовать дополнительный диапазон 6 ГГц (шириной 1200 МГц), что позволяет быстро передавать большие объемы данных на короткие расстояния. Переместив трафик с популярных диапазонов 2,4 и 5 ГГц, можно устранить загруженность эфира и взаимные помехи даже для устройств прежних поколений.
* Региональное законодательство
Использование диапазона 6 ГГц одобрено 41 страной, вместе представляющими 54% мирового ВВП, однако в остальных регионах все не так однозначно.
Причины разные. Начиная от того, что эти частоты уже используются для других типов связи, и заканчивая простыми бюрократическими препонами. На данный момент карта стран, использующих или рассматривающих использование данного диапазона для Wi-Fi, выглядит следующим образом:
Источник: - Wi-Fi Alliance
Wi-Fi 7 (802.11be): беспроводная связь следующего поколения
Теоретическая скорость передачи данных в стандарте Wi-Fi 6 увеличилась почти на 50%, однако с точки зрения реальных скоростей ничего революционного не произошло. Wi-Fi 7, напротив, представляет собой гигантский шаг вперед: теоретическая пропускная способность вырастет с 9,6 Гбит/с (Wi-Fi 6) до фантастических 46 Гбит/с!
Стоит оговориться, что оборудование с поддержкой нового беспроводного стандарта появится не раньше, чем через год (наше запланировано на 2024-й). Тем не менее, не помешает заранее подготовиться к будущему и узнать, что именно обещает нам Wi-Fi 7.
- Четырехкратное увеличение пропускной способности: Wi-Fi 7 – это беспроводной стандарт будущего, о чем говорит его пропускная способность в 46 Гбит/с (это в 4,8 раза выше, чем у стандарта Wi-Fi 6).
- В 100 раз лучше латентность в худшем сценарии: латентность Wi-Fi 7 будет в целых сто раз лучше по сравнению с латентностью Wi-Fi 6 в худшей ситуации. Кроме того, латентность в приложениях дополненной/виртуальной реальности улучшена вплоть до пятнадцатикратной величины.
- Увеличенная емкость сети: каналы связи шириной 320 МГц и технология MLO делают сети Wi-Fi 7 в пять раз более емкими по сравнению с Wi-Fi 6.
- Повышенная стабильность: благодаря тому, что цифровые устройства могут использовать много разных частотных диапазонов и каналов связи, Wi-Fi 7 помогает устранить помехи и тем самым поднять стабильность сетевого подключения.
Все эти улучшения основываются на ряде инновацией. Давайте рассмотрим, что именно делает стандарт Wi-Fi 7 таким замечательным.
Широкие каналы – до 320 МГц
В предыдущих поколениях Wi-Fi приходилось обходиться каналами связи шириной 160 МГц. Стандарт Wi-Fi 7 расширяет их до 320 МГц (только в диапазоне 6 ГГц), что способствует повышенной стабильности при одновременном обмене данными на максимальных скоростях.
Модуляция более высокого порядка – 4K-QAM
Стандарт Wi-Fi 6 полагался на модуляцию 1024-QAM. Чем выше ее значение, тем больше может нести данных каждый сетевой пакет. В Wi-Fi 7 схема модуляции улучшена до 4096-QAM, что означает повышенную скорость передачи данных и увеличенную емкость сети.
Множественные ресурсные единицы (Multi-RU)
В предыдущих стандартах Wi-Fi отправка и получение фреймов осуществлялось только по отдельным ресурсным единицам (Resource Unit). Однако это ограничивает гибкость распределения частотных ресурсов. В стандарте Wi-Fi 7 каждому устройству может быть выделено насколько ресурсных единиц, что значительно повышает эффективность использования доступного частотного спектра.
Технология Preamble Puncturing
Опциональная в стандарте Wi-Fi 6, функция Preamble Puncturing выходит в Wi-Fi 7 на передний план и становится обязательной. Если вкратце, то она позволяет беспроводным устройствам вырезать кусочек «занятых» каналов, когда это возможно.
Предположим, что какое-то устройство постоянно занимает канал шириной 160 МГц, однако фактически использует лишь 20 МГц. В предыдущих вариантах Wi-Fi весь канал был бы недоступен для других устройств, а функция Preamble Puncturing дает возможность применять неиспользуемую часть канала без каких-либо конфликтов между устройствами.
Многоканальная работа (MLO)
Прежние стандарты Wi-Fi (в том числе Wi-Fi 5 и 6) поддерживали и два, и три частотных диапазона, однако устройствам приходилось выбирать для работы конкретный диапазон. Например, подключиться к сети Wi-Fi можно было только в диапазоне 2,4 или 5 ГГц. По сути, это оставляет один диапазон неиспользуемым.
Wi-Fi 7 решает эту проблему с помощью новой функции под названием Multi-Link Operation («Многоканальная работа»): устройство с поддержкой Wi-Fi 7 способно обмениваться данными по нескольким каналам и частотным диапазонам одновременно.
Сравнение стандартов Wi-Fi 7, Wi-Fi 6/6E и Wi-Fi 5
WiFi 5
WiFi 6
WiFi 6E
WiFi 7
Дата выхода
2013
2019
2021
2024
Стандарт IEEE
802.11ac
802.11ax
802.11ax
802.11be
Макс. скорость
3.5 Гб/с
9.6 Гб/с
9.6 Гб/с
46 Гб/с
Диапазоны
5 ГГц
2.4 ГГц, 5 ГГц
2.4 ГГц, 5 ГГц, 6 ГГц
2.4 ГГц, 5 ГГц, 6 ГГц
Размер каналов связи
до 160 МГц
до 160 МГц
до 160 МГц
до 320 МГц
Модуляция
256-QAM OFDM
1024-QAM OFDMA
1024-QAM OFDMA
4096-QAM OFDMA
MIMO
4×4 MIMO DL MIMO
8×8 UL/DL MU-MIMO
8×8 UL/DL MU-MIMO
16×16 UL/DL MU-MIMOO
Апгрейд до Wi-Fi 7 – вместе с MSI!
Потребности пользователей в высокоскоростном сетевом соединении для стриминга и онлайн-игр постоянно растут, поэтому стандарт Wi-Fi 7 рано или поздно станет нужным для каждого.
На прошедшей недавно выставке CES-2023 компания MSI представила линейку маршрутизаторов RadiX, соответствующих стандартам Wi-Fi 6, 6E и 7. Флагманской моделью является великолепный RadiX BE22000 – игровой маршрутизатор стандарта Wi-Fi 7.
Дополнительную информацию о маршрутизаторах RadiX можно найти в нашей статье о CES-2023!
