WiFi 1-ից մինչև WiFi 7. բացելով յոթ հեղափոխություններ անլար ցանցերում

I. Տեխնոլոգիական էվոլյուցիա. Յոթ սերունդ ցատկելով խխունջից հրթիռ

WiFi 1 (802.11) ստանդարտը, որը ծնվել է 1997 թվականին, կարող էր ապահովել միայն 2 Մբիթ/վրկ փոխանցման արագություն, որը համարժեք է վայրկյանում ընդամենը 200 ԿԲ տվյալների փոխանցմանը: Բարձր հստակությամբ մեկ նկար բացելու համար պահանջվում էր ցավալի երկար սպասել: WiFi 4-ը (802.11n) 2003թ.-ին ներկայացրեց MIMO տեխնոլոգիան՝ ավելացնելով արագությունը մինչև 600 Մբիթ/վրկ բազմալեհավաք զուգահեռ փոխանցման միջոցով՝ առաջին անգամ թույլ տալով բարձր հստակությամբ տեսանյութերի սահուն նվագարկումը: WiFi 5-ը (802.11ac) 2013-ին բարձրացրեց արագությունը մինչև 6,9 Գբիտ/վրկ՝ օգտագործելով 256-QAM մոդուլյացիան և 160 ՄՀց կապուղու թողունակությունը՝ հիմք դնելով 4K հոսքային դարաշրջանին: WiFi 6-ը (802.11ax) 2019 թվականին հեղափոխություն կատարեց՝ ներմուծելով OFDMA տեխնոլոգիան՝ 4 անգամ ավելացնելով մի քանի սարքերի միաժամանակյա արդյունավետությունը, ապահովելով կայուն կապեր նույնիսկ տասնյակ հազարավոր օգտվողներով լեցուն մարզադաշտերում:

Վերջին WiFi 7-ը (IEEE 802.11be) ավարտեց իր առաջին փուլի ստանդարտը (թողարկում 1) 2022 թվականին՝ հասնելով որակական թռիչք չորս հիմնական տեխնոլոգիաների միջոցով. Multi-Link Operation-ը (MLO) թույլ է տալիս սարքերին միաժամանակ միանալ երեք հաճախականությունների տիրույթներին (2,4 ԳՀց, 5 ԳՀց, 6 ԳՀց) խելացի ավելորդության համար; 16×16 MU-MIMO տեխնոլոգիան թույլ է տալիս երթուղիչներին միաժամանակ սպասարկել 16 սարք՝ առանց հետաձգման: Այս տեխնոլոգիաների համադրությունը WiFi 7-ի տեսական առավելագույն արագությունը հասցնում է 46 Գբիտ/վրկ, ինչը համարժեք է վայրկյանում 5,75 ԳԲ փոխանցմանը: 50 ԳԲ 4K ֆիլմի ներբեռնումը տևում է ընդամենը 8 վայրկյան:

II. Հիմնական տեխնոլոգիաներ. անլար հաղորդակցության հիմքում ընկած տրամաբանության վերակառուցում

1. Խելացի ծրագրավորում Multi-Link Operation-ով (MLO)

Ավանդական WiFi սարքերը կարող են աշխատել միայն մեկ հաճախականության գոտում: WiFi 7-ի MLO տեխնոլոգիան թույլ է տալիս տերմինալներին, ինչպիսիք են հեռախոսները և համակարգիչները, միաժամանակ միանալ 2,4 ԳՀց, 5 ԳՀց և 6 ԳՀց տիրույթներին: Օրինակ, բարդ միջավայրում, որը բաժանված է երկու պատերով, 5 ԳՀց գոտին ապահովում է 4K տեսանյութի բարձր արագությամբ փոխանցում, մինչդեռ 2,4 ԳՀց գոտին պահպանում է հիմնական կապը: Եթե ​​մի խումբն ունենում է միջամտություն (օրինակ՝ միկրոալիքային վառարանից), տվյալները ավտոմատ կերպով անցնում են այլ տիրույթների՝ նվազեցնելով ցանցի տատանումները 76%-ով: Այս «եռաշերտ ագրեգացիայի» ռեժիմը ոչ միայն բարձրացնում է արագությունը, այլև կայունացնում է ուշացումը 1 միլիվայրկյանից ցածր՝ բավարարելով ամպային խաղերի պատասխանի խիստ պահանջները:

2. Խտության հեղափոխություն 4096-ՔԱՄ

Մոդուլյացիայի տեխնոլոգիան ազդանշանների համար նման է «գաղտնագրման գրքին»: WiFi 6-ի 1024-QAM-ը փոխանցում է 10 բիթ տվյալ մեկ խորհրդանիշի համար, մինչդեռ WiFi 7-ի 4096-QAM-ը մեծացնում է այն մինչև 12 բիթ: Սա նշանակում է, որ նույն ազդանշանի հզորության դեպքում տվյալների փոխանցման արդյունավետությունը բարելավվում է 20%-ով: Փորձարկումները ցույց են տալիս, որ 4K տեսանյութ նվագարկելիս հեռախոսի WiFi մոդուլի էներգիայի սպառումը 8,3%-ից/ժամից նվազել է մինչև 4,8%/ժամ, իսկ ջերմաստիճանը նվազել է 5,2°C-ով: Այս բեկումը թույլ է տալիս WiFi 7-ին հասնել 20% արագության բարձրացման նույնիսկ 5 ԳՀց տիրույթում, առանց հենվելու դեռևս ամբողջությամբ չբացված 6 ԳՀց սպեկտրի վրա:

3. 320 ՄՀց թողունակության գերարագ մայրուղի

Համախմբելով չորս 80 ՄՀց ալիք՝ WiFi 7-ը կառուցում է ծայրահեղ լայն 320 ՄՀց ալիք : Սա համարժեք է տվյալների փոխանցման 'մեկ գիծ' 'չորս գծերի' ընդլայնմանը, ինչը տեսականորեն հնարավորություն է տալիս 16 8K վիդեո հոսքերի միաժամանակյա փոխանցում: Շանհայի Hongqiao երկաթուղային կայարանում իրական փորձարկումները ցույց են տվել, որ այն կարող է պահպանել 1 Գբ/վ- ից ավելի թողունակությունը 40 մետր շառավղով, աջակցելով իրական ժամանակի հետախուզմանը 4K հսկողության տեսախցիկներից և ուղևորների անխափան ռոումինգից: Չնայած 6 ԳՀց գոտին դեռ բաց չէ Չինաստանում, WiFi 7-ը դեռ կարող է հասնել 240 ՄՀց թողունակության ՝ օգտագործելով ավելի բարձր հաճախականության ենթատիրույթները (օրինակ՝ 5,8 ԳՀց ) 5 ԳՀց սպեկտրի շրջանակներում՝ ապահովելով գործնական արագության 150% աճ՝ համեմատած WiFi 6-ի հետ։.

4. Ցանցային հետախուզություն Multi-AP համակարգմամբ

WiFi 7-ը ներկայացնում է այնպիսի տեխնոլոգիաներ, ինչպիսիք են Համակարգված տարածական վերօգտագործումը (CSR) և համատեղ փոխանցումը (JXT), ինչը հնարավորություն է տալիս բազմաթիվ երթուղիչներից կազմված Mesh ցանցերին խելամտորեն կարգավորել ազդանշանի ուժգնությունը և հաճախականության տիրույթի բաշխումը: Օրինակ՝ հիվանդանոցային պայմաններում ծառայություններ, ինչպիսիք են վիրաբուժական ռոբոտի կառավարումը, էլեկտրոնային բժշկական գրառումների հայտնաբերումը և հեռակա խորհրդատվությունները, կարող են պլանավորվել Multi-AP համակարգման միջոցով՝ WiFi 6-ի համեմատ 100%-ով ավելացնելով մեկ օգտատիրոջ թողունակությունը՝ ապահովելով իրական ժամանակում բժշկական գործողությունների բնույթն ու կայունությունը: «Ցանցը որպես ուղեղի» այս դիզայնը հիմնովին փոխում է ավանդական WiFi-ի «միայնակ ռազմիկի» մոտեցումը:

III. Կիրառման սցենարներ. Թվային կյանքի համար անսահման հնարավորությունների բացում

1. Ընկղմվող փորձ Metaverse Gateway-ում

VR սարքերը պահանջում են առնվազն 200 Մբիթ/վ թողունակություն և 5 մս ուշացում՝ առանց շարժման հիվանդության վիրտուալ աշխարհում փոխգործակցության համար: WiFi 7-ը , MLO-ի միջոցով 2,4 ԳՀց և 5 ԳՀց տիրույթների , կարող է կայուն կերպով ապահովել 1,5 Գբ/վ արագություն 10 մետրի ընթացքում, մինչև 0,8 մվ ուշացումով՝ ազատելով անլար VR ականջակալները մալուխներից: Սա ապահովում է ենթակառուցվածքի աջակցություն մետավերսի սոցիալականացման, վիրտուալ գրասենյակների և նմանատիպ սցենարների համար:

2. Նյարդային հանգույց արդյունաբերության համար 4.0

Խելացի գործարաններում WiFi 7-ի բարելավված OFDMA տեխնոլոգիան կարող է ալիքները բաժանել 264 ռեսուրսային միավորների (RU-ների), որոնցից յուրաքանչյուրն ինքնուրույն վերագրվում է այնպիսի սարքերի, ինչպիսիք են սենսորները կամ ռոբոտային զենքերը: Օրինակ՝ Volkswagen Wolfsburg-ի գործարանը 2023 թվականին գործարկեց WiFi 7 ՝ ձեռք բերելով ներկերի խանութում 200 ներկարար ռոբոտների համաժամանակյա կառավարում: Օգտագործելով 320 ՄՀց թողունակությունը և բազմակի կապի ավելորդությունը՝ մեկ ռոբոտով տվյալների փոխանցման արագությունը բարձրացել է մինչև 800 Մբիթ/վրկ՝ WiFi 6-ի ձախողման մակարդակը 0,3%-ից նվազեցնելով մինչև 0,05%: Haier's Qingdao գործարանն օգտագործում է WiFi-7 և 5G հիբրիդային ցանց՝ խելացի պահեստի տարածքում ավելի քան 2000 ավտոմատացված կառավարվող մեքենաների (AGVs) իրական ժամանակում պլանավորելու համար՝ հասնելով 5 սանտիմետր դիրքորոշման ճշգրտության և բարձրացնելով նյութերի մշակման արդյունավետությունը 40%-ով։

3. Խելացի տների վերջնական կառավարում

Տիպիկ խելացի տան համակարգը կարող է պարունակել 50-100 սարք: WiFi 7-ի 16×16 MU-MIMO տեխնոլոգիան թույլ է տալիս երթուղիչներին միաժամանակ հաղորդակցվել 16 սարքերի հետ: Համակցված ուժեղացված Target Wake Time (TWT) գործառույթի հետ՝ այն նվազեցնում է սարքի էներգիայի սպառումը 40%-ով: Փորձարկումները ցույց են տալիս, որ 288 Հց բարձր հաճախականությամբ ցանցային ռեժիմում խելացի կողպեքների արձագանքման ժամանակը 300 մվ-ից իջել է WiFi 6-ի վրա մինչև 80 մվ, մինչդեռ օդորակիչների և լույսերի նման սարքերի փոխազդեցության ուշացումը ընկել է 20 մվ-ից ցածր:

4. Խելացի քաղաքների մազանոթներ

Տասնյակ հազարավոր մարզադաշտերում WiFi 7-ի Coordinated Beamforming (CBF) տեխնոլոգիան կարող է ուղղորդված կերպով ուժեղացնել ազդանշանի ծածկույթը և խուսափել հարակից հատվածների միջև միջամտությունից: Օրինակ՝ Հանչժոուի օլիմպիական մարզական կենտրոնում տեղակայված WiFi 7 ցանցը պահպանում է մեկ դիտողի հեռարձակման կակազության մակարդակը 0,5%-ից ցածր նույնիսկ 80,000 միաժամանակյա միացումների դեպքում՝ միաժամանակ աջակցելով հավելյալ արժեքի ծառայություններին, ինչպիսիք են AR նավիգացիան և իրական ժամանակի միավորների թարմացումները: Բարձր խտության աջակցության այս հնարավորությունը WiFi 7-ը դարձնում է կարևոր ենթակառուցվածք խելացի քաղաքների զարգացման համար:

IV. Մարտահրավերներ և ապագայի հեռանկարներ

Չնայած իր հսկայական ներուժին, WiFi 7-ի համատարած ընդունումը բախվում է երեք կարևոր մարտահրավերների.

• Տարածաշրջանային անհավասարություններ սպեկտրի ռեսուրսներում. ներկայումս միայն ԱՄՆ-ի և ԵՄ-ի նման տարածաշրջաններն են բացել 6 ԳՀց տիրույթը. Չինաստանը դեռ պետք է հայտարարի առևտրային ժամանակացույցի մասին: Այնուամենայնիվ, WiFi 7 սարքավորումն արդեն ունի 6 ԳՀց հաճախականություն: Երբ կանոնները թույլ տան, դրա լիարժեք գործունակությունն ակտիվացնելու համար գոյություն ունեցող սարքերը փոխարինելը չի ​​պահանջվի:

• Սարքի արդիականացման արժեքի նկատառումներ. WiFi 7 երթուղիչները սովորաբար արժեն ավելի քան 500 ¥ (մոտ 70 ԱՄՆ դոլար) և պահանջում են WiFi 7-ի հետ համատեղելի հեռախոսներ/համակարգիչներ՝ բոլոր հնարավորություններն օգտագործելու համար: Այնուամենայնիվ, քանի որ հիմնական առաջատար հեռախոսները լիովին ընդունում են WiFi 7-ը մինչև 2025 թվականը, սարքերի փոխարկման ծախսերի խոչընդոտը աստիճանաբար կնվազի:

• Էլեկտրաէներգիայի արդյունավետության առաջընթաց. Թեև 320 ՄՀց թողունակությունը բերում է բարձր արագություն, այն նաև մեծացնում է ռադիոհաճախականության մոդուլի էներգիայի սպառումը: Ի պատասխան՝ WiFi 7-ը ներկայացնում է Multi-Resource Unit (MRU) և էներգախնայողության դինամիկ տեխնոլոգիա՝ 25%-ով նվազեցնելով էներգիայի սպառումը բարձր ծանրաբեռնվածության պայմաններում՝ համեմատած WiFi 6-ի հետ։.

Նայելով առաջ՝ WiFi 7-ը կլրացնի 5G-ը. փակ սցենարները կօգտագործեն WiFi 7-ը որպես առաջնային լուծում՝ ավելի ցածր գնի և ավելի մեծ թողունակության պատճառով, մինչդեռ բջջային սցենարները կհիմնվեն 5G-ի վրա՝ անխափան ռոումինգի համար: Այս համակցված ցանցը կխթանի այնպիսի առաջադեմ տեխնոլոգիաների հասունությունը, ինչպիսիք են ինքնավար մեքենա վարելը և հոլոգրաֆիկ հաղորդակցությունը: Ինչպես նշել է Cisco-ի արտադրանքի գլխավոր տնօրեն Jeetu Patel-ը. « WiFi 7-ը ոչ միայն արագության բարձրացումն է, այլ ցանցային հետախուզության, անվտանգության և հարմարվողականության համապարփակ զարգացում»: Ստանդարտի երկրորդ փուլի ավարտից հետո (թողարկում 2) 2024 թվականին, WiFi 7-ը հետագայում կաջակցի այնպիսի գործառույթների, ինչպիսիք են 16 × RetQAR ( և «Hypeat 16» MI-ը HypeatQ ) : հիմք դնելով անլար կապի համար 6G դարաշրջանում:

WiFi 1-ից մինչև WiFi 7, անլար ցանցային տեխնոլոգիան 28 տարվա ընթացքում հասել է տաս հազարապատիկ արագության: Այս չդադարող տեխնոլոգիական հեղափոխությունը վերասահմանում է, թե ինչպես են մարդիկ կապվում թվային աշխարհի հետ: Քանի որ WiFi 7 ազդանշանները ծածկում են բոլոր անկյունները, մենք ձեռք ենք բերում ոչ միայն ավելի արագ արագություններ, այլև խելացի նոր դարաշրջան բացելու դարպաս, որը նշանավորվում է փոխկապակցված ինտելեկտով և իրական ժամանակում արձագանքողությամբ: