מ- WiFi 1 ל- WiFi 7: חשיפת שבע מהפכות ברשתות אלחוטיות

I. אבולוציה טכנולוגית: שבעה דורות שזינקו מחילזון לרקטה

תקן ה- WiFi 1 (802.11), שנולד בשנת 1997, יכול לספק רק קצב העברה של 2Mbps בלבד, שווה להעברת נתונים רק 200 קילוגרמים לשנייה. פתיחת תמונה אחת בהבחנה גבוהה דרשה המתנה ארוכה עד כאב. WiFi 4 (802.11n) בשנת 2003 הציג את טכנולוגיית MIMO, תוך הגברת המהירויות ל 600 מגהביט לשנייה דרך הילוכים מקבילים רב-אנטי-אנטי, מה שמאפשר הפעולה חלקה של וידאו בהגדרה גבוהה לראשונה. WiFi 5 (802.11ac) בשנת 2013 דחף את התעריפים עד 6.9 ג'יגה-סיביות באמצעות אפנון 256-QAM ורוחב פס של ערוץ 160 מגה הרץ, והניח את הבסיס לעידן 4K. WiFi 6 (802.11ax) ב -2019 חולל מהפכה על ידי הצגת טכנולוגיית OFDMA, מה שמגדיל את היעילות הרב-ממדית במקביל 4 פעמים, ותמיכה בחיבורים יציבים אפילו בתוך אצטדיונים עמוסים בעשרות אלפי משתמשים.

ה- WiFi 7 האחרון (IEEE 802.11BE) השלים את התקן הראשון של פאזה ראשונה (שחרור 1) בשנת 2022, והשיג קפיצה איכותית דרך ארבע טכנולוגיות ליבה: רוחב הפס של 320 מגה-הרץ רחב אולטרה מרחיב את ערוץ העברת הנתונים לכביש כפול; פעולת רב-קישור (MLO) מאפשרת למכשירים להתחבר בו זמנית לשלוש להקות תדרים (2.4GHz, 5GHz, 6GHz) לצורך יתירות אינטליגנטית; טכנולוגיית MU-MIMO 16 × 16 מאפשרת לנתבים לשרת 16 מכשירים במקביל ללא פיגור. השילוב של טכנולוגיות אלה דוחף את קצב השיא התיאורטי של WiFi 7 ל 46 ג'יגה -ביט לשנייה, שווה ערך להעברת 5.75 ג'יגה -בייט לשנייה. הורדת סרט 50 ג'יגה -בייט 4K לוקח 8 שניות בלבד.

II. טכנולוגיות ליבה: שחזור ההיגיון הבסיסי של תקשורת אלחוטית

1. תזמון אינטליגנטי עם פעולת רב-קישור (MLO)

מכשירי WiFi מסורתיים יכולים לפעול רק על פס תדרים יחיד. טכנולוגיית ה- MLO של WiFi 7 מאפשרת למסופים כמו טלפונים ומחשבים להתחבר בו זמנית ללהקות 2.4GHz, 5GHz ו- 6GHz. לדוגמה, בסביבה מורכבת המופרדת על ידי שני קירות, פס 5GHz מטפל בהעברה במהירות גבוהה של וידאו 4K, ואילו פס 2.4GHz שומר על חיבור בסיסי. אם להקה אחת חווה הפרעות (למשל, מתנור מיקרוגל), נתונים עוברים אוטומטית ללהקות אחרות, ומפחיתים את תנודות הרשת ב- 76%. מצב זה 'צבירת פס-פס ' זה לא רק מגביר את המהירות אלא גם מייצב את החביון מתחת לאלפיות שנייה, עומד בדרישות התגובה המחמירות של אלפיות השנייה למשחקי ענן.

2. מהפכת צפיפות של 4096-QAM

טכנולוגיית אפנון דומה לספר 'צופן ' עבור אותות. 1024-QAM של WiFi 6 משדר 10 ביטים של נתונים לסמל, ואילו 4096-QA של WiFi 7 מגדיל את זה ל 12 ביטים. המשמעות היא שבאותו חוזק האות, יעילות העברת הנתונים משתפרת ב- 20%. המבחנים מראים כי בזמן ששיחקו וידאו 4K, צריכת החשמל של מודול ה- WiFi של הטלפון ירדה מ- 8.3%לשעה ל -4.8%לשעה, והטמפרטורה שלו ירדה ב -5.2 מעלות צלזיוס. פריצת דרך זו מאפשרת ל- WiFi 7 להשיג עלייה בשיעור של 20% אפילו בפס 5GHz, מבלי להסתמך על הספקטרום של 6GHz שטרם נפתח.

3. הכביש המהיר המהיר של רוחב הפס של 320 מגה הרץ

על ידי צבירה של ארבעה ערוצי 80 מגהרץ, WiFi 7 בונה הרץ רחב במיוחד ערוץ 320 מגה . זה שווה להרחבת העברת הנתונים 'נתיב יחיד ' לארבעה נתיבים, 'מאפשרים שידור סימולטני של 16 זרמי וידיאו. בדיקות בעולם האמיתי בתחנת הרכבת של שנחאי הונגצ'יאו הראו שהיא יכולה לשמור על התפוקה העולה על 1 ג'יגה-ביט לשנייה ברדיוס של 40 מטר, ותומכים בשיפוץ בזמן אמת ממצלמות מעקב 4K ושוטטות חלקות לנוסעים. למרות שהלהקה של 6GHz עדיין לא פתוחה בסין, WiFi 7 עדיין יכולה להשיג רוחב פס של 240 מגה הרץ באמצעות רצועות המשנה בתדר הגבוה יותר (למשל, 5.8 ג'יגה הרץ ) בתוך הספקטרום 5GHz, ומספקים עלייה במהירות מעשית של 150% בהשוואה ל- WiFi 6.

4 מודיעין רשת עם תיאום רב-אפ

WiFi 7 מציג טכנולוגיות כמו שימוש חוזר מרחבי מתואם (CSR) והעברת מפרקים (JXT), מה שמאפשר לרשתות רשת המורכבות מנתבים מרובים להתאים באופן מושכל את חוזק האות והקצאת פס התדרים. לדוגמה, במסגרת בית חולים, ניתן לתאם שירותים כמו בקרת רובוט כירורגי, אחזור רשומות רפואיות אלקטרוניות והתייעצויות מרחוק באמצעות תיאום רב-אפ-אפ, הגברת התפוקה של משתמשים בודדים ב 100% בהשוואה ל- WiFi 6, מה שמבטיח את האופי והיציבות בזמן אמת של פעולות רפואיות. הרשת הזו כמוח 'עיצוב משנה באופן מהותי את גישת הלוחם הבודד ' של WiFi מסורתי.

III. תרחישי יישומים: ביטול נעילת אפשרויות אינסופיות לחיים דיגיטליים

1. ניסיון עצום בשער Metaverse

מכשירי VR דורשים לפחות רוחב פס של 200 מגהביט לשנייה ותחתית תת -5 לאינטראקציה בעולם הווירטואלי ללא מחלת תנועה. WiFi 7 , באמצעות להקות MLO צבירה 2.4GHz ו- 5GHz , יכול לספק שיעורי 1.5 ג'יגה -סיביות של 1.5 ג'יגה -סיביות בטווח של 10 מטרים, כאשר השהייה נמוכה עד 0.8ms, משחררת אוזניות VR אלחוטיות מכבלים. זה מספק תמיכה בתשתיות לחברתיות מטאברס, משרדים וירטואליים ותרחישים דומים.

2. רכזת עצבית לתעשייה 4.0

במפעלים חכמים, טכנולוגיית ה- OFDMA המשופרת של WiFi 7 יכולה לחלק ערוצים ל 264 יחידות משאבים (RUS), שכל אחת מהן הוקצה באופן עצמאי למכשירים כמו חיישנים או זרועות רובוטיות. לדוגמה, מפעל פולקסווגן וולפסבורג פרוס WiFi 7 בשנת 2023, והשיג שליטה מסונכרנת של 200 רובוטים בציור בחנות הצבע. מינוף רוחב פס של 320 מגה הרץ ויתירות רב-קישורית, שיעורי העברת הנתונים של רובוט יחיד עלו ל 800 מגהביט לשנייה, וקיצץ את שיעור הכישלון מ- 0.3% ל- 0.05% של WiFi 6. מפעל צ'ינגדאו של הייר משתמש ברשת היברידית WIFI-7 ו- 5G לתזמון בזמן אמת של למעלה מ- 2000 כלי רכב מודרכים אוטומטיים (AGVS) באזור המחסן החכם, והשיג דיוק מיקום של 5 סנטימטר והגביר את יעילות הטיפול בחומרים ב- 40%.

3. שליטה אולטימטיבית לבתים חכמים

מערכת בית חכם טיפוסי עשויה להכיל 50-100 מכשירים. טכנולוגיית ה- MU-MIMO של WiFi 7 של WiFi 7 מאפשרת לנתבים לתקשר בו זמנית עם 16 מכשירים. בשילוב עם פונקציונליות משופרת של זמן היעד (TWT), היא מקטינה את צריכת החשמל של מכשירים ב- 40%. הבדיקות מראות כי במצב רשת בתדר גבוה של 288 הרץ, זמן התגובה של המנעולים החכמים צנח מ -300 מ 'על WiFi 6 עד 80 מ', ואילו השהיה לאינטראקציות בין מכשירים כמו מזגנים ואורות נפלה מתחת ל 20 מ '.

4 נימים של ערים חכמות

באצטדיונים המחזיקים עשרות אלפים, טכנולוגיית ה- CBF (CBF) של WiFi 7, יכולה לשפר את כיסוי האות ולהימנע מהפרעה בין החלקים הסמוכים. לדוגמה, רשת WiFi 7 שנפרסה במרכז הספורט האולימפי האנגז'ו שומרת על קצב הגמגום המשודר לכל צפייה מתחת ל 0.5% אפילו עם 80,000 חיבורים סימולטניים, תוך תמיכה בשירותים בעלי ערך מוסף כמו ניווט AR ועדכוני ציון בזמן אמת. יכולת תמיכה בצפיפות גבוהה זו הופכת את WiFi 7 לתשתית קריטית לפיתוח עיר חכם.

Iv. אתגרים והשקפות עתידיות

למרות הפוטנציאל העצום שלו, אימוץ נרחב של WiFi 7 עומד בפני שלושה אתגרים משמעותיים:

• פערים אזוריים במשאבי הספקטרום: נכון לעכשיו, רק אזורים כמו ארה'ב והאיחוד האירופי פתחו את הלהקה 6GHz; סין טרם הודיעה על לוח זמנים מסחרי. עם זאת, לחומרת WiFi 7 כבר יש יכולת 6GHz שמור. לאחר שהמדיניות תאפשר, הפעלת הביצועים המלאים שלה לא תדרוש החלפת מכשירים קיימים.

• שיקולי עלות שדרוג מכשירים: נתבי WiFi 7 בדרך כלל עולים מעל 500 ¥ (70 $ USD בערך), ודורשים טלפונים/מחשבים תואמים WiFi 7 כדי להשתמש בכל התכונות. עם זאת, כאשר טלפוני הדגל המיינסטרים מאמצים באופן מלא את WiFi 7 עד 2025, מחסום העלויות למיתוג מכשירים יירד בהדרגה.

• פריצות דרך ביעילות החשמל: בעוד שרוחב הפס של 320 מגה הרץ מביא במהירות גבוהה, הוא גם מגדיל את צריכת החשמל של מודול תדר הרדיו. בתגובה, WiFi 7 מציג יחידת רב-משאבים (MRU) וטכנולוגיית חיסכון בחשמל דינאמי, ומפחית את צריכת האנרגיה תחת עומס גבוה ב- 25% בהשוואה ל- WiFi 6.

במבט קדימה, WiFi 7 ישלים 5 גרם: תרחישים מקורה ימנפו את WiFi 7 כפתרון העיקרי בגלל עלות נמוכה יותר ורוחב פס גבוה יותר, בעוד שתרחישים ניידים יסתמכו על 5G לנדידה חלקה. רשת מתכנסת זו תניע את הבשלות של טכנולוגיות מתקדמות כמו נהיגה אוטונומית ותקשורת הולוגרפית. מכיוון שג'טו פאטל, קצין המוצרים הראשי של סיסקו, הצהיר: ' WiFi 7 אינו נוגע רק לגידול מהירות; זו התפתחות מקיפה במודיעין ברשת, אבטחה ויכולת הסתגלות. ' עם השלמת השלב השני של התקן (שחרור 2) בשנת 2024, 7 יתמוך בתכונות נוספות כמו 16 × 16 מימו והיה תקשורת לאוטומטית Wifi , לניעון של 6G.

מ- WiFi 1 ל- WiFi 7, טכנולוגיית הרשת האלחוטית השיגה עלייה של פי עשרה אלפים במהירות במהלך 28 שנים. המהפכה הטכנולוגית הבלתי פוסקת הזו מגדירה מחדש את האופן בו בני האדם מתחברים לעולם הדיגיטלי. מכיוון ש- WiFi 7 מאותת על שמיכה בכל פינה, אנו מקבלים לא רק מהירויות מהירות יותר, אלא את השער לפתיחת עידן חדש וחכם המסומן על ידי אינטליגנציה מחוברת זו לזו ותגובה בזמן אמת.