WiFi 1-ден WiFi 7-ге дейін: сымсыз желідегі жеті революцияны ашу

I. Технологиялық эволюция: ұлудан зымыранға секірген жеті ұрпақ

1997 жылы дүниеге келген WiFi 1 (802.11) стандарты бар болғаны 2 Мбит/с жылдамдықты қамтамасыз ете алады, бұл секундына небәрі 200 Кбайт деректерді жіберуге тең. Ажыратымдылығы жоғары жалғыз суретті ашу ұзақ күтуді қажет етті. 2003 жылы WiFi 4 (802.11n) MIMO технологиясын енгізді, ол бірінші рет ажыратымдылығы жоғары бейнені біркелкі ойнатуға мүмкіндік беретін көп антенналық параллельді жіберу арқылы жылдамдықты 600 Мбит/с дейін арттырды. 2013 жылы WiFi 5 (802.11ac) 256-QAM модуляциясы мен 160 МГц арна өткізу қабілеттілігін пайдаланып жылдамдықтарды 6,9 Гбит/с дейін арттырып, 4K ағындық дәуірінің негізін қалады. 2019 жылы WiFi 6 (802.11ax) OFDMA технологиясын енгізу, көп құрылғының бір мезгілде тиімділігін 4 есе арттыру, тіпті ондаған мың пайдаланушылары бар стадиондар ішінде тұрақты қосылымдарды қолдау арқылы төңкеріс жасады.

Ең соңғы WiFi 7 (IEEE 802.11be) 2022 жылы өзінің бірінші фазалық стандартын (1-шығарылым) аяқтап, төрт негізгі технология арқылы сапалы секіріске қол жеткізді: 320 МГц ультра кең өткізу қабілеттілігі деректерді беру арнасын 'қос магистральға дейін кеңейтеді;' 4096-QAM сигналының модуляциясына 2% көбірек сигнал береді. Multi-Link Operation (MLO) құрылғыларды интеллектуалды резервтеу үшін үш жиілік диапазонына (2,4 ГГц, 5 ГГц, 6 ГГц) бір уақытта қосуға мүмкіндік береді; 16×16 MU-MIMO технологиясы маршрутизаторларға бір уақытта 16 құрылғыға кідіріссіз қызмет көрсетуге мүмкіндік береді. Осы технологиялардың үйлесімі WiFi 7-нің теориялық ең жоғары жылдамдығын секундына 5,75 ГБ тасымалдауға баламалы 46 Гбит/с дейін итермелейді. 50 ГБ 4K фильмді жүктеп алу небәрі 8 секундты алады.

II. Негізгі технологиялар: сымсыз байланыстың негізгі логикасын қайта құру

1. Multi-link операциясы бар интеллектуалды жоспарлау (MLO)

Дәстүрлі WiFi құрылғылары тек бір жиілік диапазонында жұмыс істей алады. WiFi 7 MLO технологиясы телефондар мен компьютерлер сияқты терминалдарға 2,4 ГГц, 5 ГГц және 6 ГГц диапазондарына бір уақытта қосылуға мүмкіндік береді. Мысалы, екі қабырғамен бөлінген күрделі ортада 5 ГГц жолағы 4K бейненің жоғары жылдамдықты берілуін реттейді, ал 2,4 ГГц диапазоны негізгі қосылымды сақтайды. Бір жолақ кедергіге ұшыраса (мысалы, микротолқынды пештен), деректер автоматты түрде басқа жолақтарға ауысып, желі ауытқуларын 76%-ға азайтады. Бұл 'үш жолақты біріктіру' режимі жылдамдықты арттырып қана қоймайды, сонымен қатар бұлттық ойындарға арналған қатаң миллисекундтық жауап талаптарына сай 1 миллисекундтан төмен кідіріс уақытын тұрақтандырады.

2. 4096-QAM тығыздық революциясы

Модуляция технологиясы сигналдар үшін 'шифрлық кітапқа' ұқсас. WiFi 6 1024-QAM бір символға 10 бит деректерді жібереді, ал WiFi 7 4096-QAM оны 12 битке дейін арттырады. Бұл бірдей сигнал күшінде деректерді беру тиімділігі 20%-ға жақсарады дегенді білдіреді. Тесттер 4K бейнені ойнату кезінде телефонның WiFi модулінің қуат тұтынуы сағатына 8,3%-дан 4,8%-ға дейін төмендегенін және оның температурасы 5,2°C төмендегенін көрсетті. Бұл серпіліс WiFi 7-ге әлі толық ашылмаған 6 ГГц спектріне сүйенбестен, тіпті 5 ГГц диапазонында жылдамдықты 20%-ға арттыруға мүмкіндік береді.

3. 320 МГц өткізу қабілеті жоғары жылдамдықты тас жолы

Төрт 80 МГц арнаны біріктіру арқылы WiFi 7 ультра кең 320 МГц арнаны құрады . Бұл 16 8K бейне ағынын бір уақытта жіберуге теориялық мүмкіндік беретін 'бір жолақты' деректерді беруді 'төрт жолақты' кеңейтуге тең. Шанхайдағы Хонцяо теміржол вокзалындағы нақты сынақтар оның 1 Гбит/с-тан асатын өткізу қабілеттілігін, 4K бақылау камераларынан нақты уақыттағы кері тасымалдауды және жолаушылар үшін үздіксіз роумингті қолдайтынын көрсетті. Қытайда 40 метрлік радиуста да , 6 ГГц диапазоны әлі ашылмаса WiFi 7 қол жеткізе алады. 240 МГц өткізу қабілеттілігіне жоғары жиілікті қосалқы жолақтарды (мысалы, 5,8 ГГц ) пайдаланып, 5 ГГц спектріндегі WiFi 6- мен салыстырғанда 150% практикалық жылдамдықты арттыра отырып, .

4. Multi-AP координациясымен желілік интеллект

WiFi 7 бірнеше маршрутизаторлардан тұратын Mesh желілеріне сигнал күші мен жиілік жолағын бөлуді интеллектуалды реттеуге мүмкіндік беретін үйлестірілген кеңістікті қайта пайдалану (CSR) және бірлескен трансмиссия (JXT) сияқты технологияларды ұсынады. Мысалы, аурухана жағдайында роботты хирургиялық басқару, электронды медициналық жазбаларды алу және қашықтан кеңес беру сияқты қызметтерді Multi-AP координациясы арқылы жоспарлауға болады, бұл WiFi 6-мен салыстырғанда бір пайдаланушының өткізу қабілетін 100%-ға арттырып, медициналық операциялардың нақты уақыт сипаты мен тұрақтылығын қамтамасыз етеді. Бұл 'желі ми ретінде' дизайны дәстүрлі WiFi-ның 'жалғыз жауынгер' тәсілін түбегейлі өзгертеді.

III. Қолдану сценарийлері: сандық өмірдің шексіз мүмкіндіктерін ашу

1. Метаверс шлюзіндегі иммерсивті тәжірибе

Виртуалды әлемде қозғалыс ауруынсыз өзара әрекеттесу үшін VR құрылғыларына кемінде 200 Мбит/с өткізу қабілеттілігі және 5 мс-ден төмен кідіріс қажет. WiFi 7 біріктіретін MLO арқылы 2,4 ГГц және 5 ГГц диапазондарын сымсыз VR гарнитураларын кабельдерден босатып, 10 метр ішінде 1,5 Гбит/с жылдамдықты тұрақты қамтамасыз ете алады, кідіріс 0,8 мс дейін төмен. Бұл метаверсті әлеуметтену, виртуалды кеңселер және ұқсас сценарийлер үшін инфрақұрылымдық қолдауды қамтамасыз етеді.

2. Индустрия 4.0 үшін нейрондық хаб

Смарт зауыттарда WiFi 7 жетілдірілген OFDMA технологиясы арналарды әрқайсысы датчиктер немесе роботтық қолдар сияқты құрылғыларға тәуелсіз тағайындалған 264 ресурстық бірлікке (RU) бөле алады. Мысалы, Volkswagen Wolfsburg зауыты 2023 жылы Wi-Fi 7 желісін енгізіп , бояу цехындағы 200 бояу роботтарын синхрондалған басқаруға қол жеткізді. пайдалана отырып 320 МГц өткізу қабілеттілігі мен көп буынды резервтеу мүмкіндігін , бір роботтан деректерді беру жылдамдығы 800 Мбит/с дейін көтеріліп, WiFi 6-дағы сәтсіздік деңгейін 0,3%-дан 0,05%-ға дейін төмендетті. Haier компаниясының Циндаодағы зауыты WiFi-7 және 5G гибридті желісін пайдаланады, бұл 5 сантиметрлік орналасу дәлдігіне қол жеткізу және материалды өңдеу тиімділігін 40%-ға арттырады. смарт қойма аймағында 2000-нан астам автоматтандырылған басқарылатын көліктерді (AGV) нақты уақыт режимінде жоспарлау үшін

3. Ақылды үйлер үшін толық басқару

Әдеттегі смарт үй жүйесінде 50-100 құрылғы болуы мүмкін. WiFi 7 16×16 MU-MIMO технологиясы маршрутизаторларға 16 құрылғымен бір уақытта байланысуға мүмкіндік береді. Жетілдірілген мақсатты ояту уақыты (TWT) функциясымен біріктірілген ол құрылғының қуат тұтынуын 40%-ға азайтады. Сынақтар көрсеткендей, 288 Гц жоғары жиілікті желі режимінде смарт құлыптардың жауап беру уақыты WiFi 6-да 300 мс-ден 80 мс-ке дейін төмендеді, ал кондиционерлер мен шамдар сияқты құрылғылар арасындағы өзара әрекеттесу кідірісі 20 мс-ден төмен болды.

4. Ақылды қалалардың капиллярлары

Он мыңдаған стадиондарда WiFi 7-нің үйлестірілген сәулені қалыптастыру (CBF) технологиясы сигналдың қамтылуын бағыттап жақсартады және көрші бөліктер арасындағы кедергілерді болдырмайды. Мысалы, Ханчжоу Олимпиадалық спорт орталығында орналастырылған WiFi 7 желісі AR навигациясы және нақты уақыттағы ұпайларды жаңарту сияқты қосылған құнды қызметтерді қолдай отырып, бір уақытта 80 000 қосылым болса да, бір көрерменге хабар таратудың тоқтау жылдамдығын 0,5%-дан төмен сақтайды. Бұл жоғары тығыздықты қолдау мүмкіндігі WiFi 7-ні ақылды қаланы дамыту үшін маңызды инфрақұрылым етеді.

IV. Қиындықтар және болашаққа болжам

Оның үлкен әлеуетіне қарамастан, WiFi 7-ні кеңінен қолдану үш маңызды мәселеге тап болады:

• Спектр ресурстарындағы аймақтық диспропорциялар: Қазіргі уақытта тек АҚШ және ЕО сияқты аймақтар 6 ГГц жолағын ашты; Қытай әлі коммерциялық кестені жариялаған жоқ. Дегенмен, WiFi 7 аппараттық құралында 6 ГГц мүмкіндігі сақталған. Саясат рұқсат етсе, оның толық өнімділігін белсендіру бұрыннан бар құрылғыларды ауыстыруды қажет етпейді.

• Құрылғыны жаңарту құнын қарастыру: WiFi 7 маршрутизаторларының құны әдетте ¥500 (шамамен 70 АҚШ доллары) тұрады және барлық мүмкіндіктерді пайдалану үшін WiFi 7-үйлесімді телефондар/компьютерлер қажет. Дегенмен, негізгі флагмандық телефондар 2025 жылға қарай WiFi 7-ді толығымен қабылдайтындықтан, құрылғыны ауыстыру құнының кедергісі бірте-бірте төмендейді.

• Қуат тиімділігі саласындағы жетістіктер: еткенімен 320 МГц өткізу қабілеттілігі жоғары жылдамдықты қамтамасыз , радиожиілік модулінің қуат тұтынуын арттырады. Жауап ретінде WiFi 7 көп ресурс блогын (MRU) және динамикалық қуат үнемдеу технологиясын енгізеді, бұл WiFi 6- мен салыстырғанда жоғары жүктеме кезінде қуат тұтынуды 25%-ға азайтады..

Болашаққа көз жүгіртсек, WiFi 7 5G-ді толықтырады: Ішкі сценарийлер арзанырақ және жоғары өткізу қабілеттілігіне байланысты WiFi 7-ні негізгі шешім ретінде пайдаланады, ал мобильді сценарийлер үздіксіз роуминг үшін 5G-ге сүйенеді. Бұл біріктірілген желі автономды жүргізу және голографиялық байланыс сияқты озық технологиялардың жетілуіне ықпал етеді. Cisco өнімінің бас директоры Джеету Пател айтқандай: ' WiFi 7 тек жылдамдықты арттыру ғана емес; бұл желі интеллектіндегі, қауіпсіздік пен бейімделудегі жан-жақты эволюция.' 2024 жылы стандарттың екінші кезеңінің (2-шығарылым) аяқталуымен WiFi 7 қосымша сияқты мүмкіндіктерді қолдайтын болады. Hyrid ReMOmatic және HyridRe×16b ) AutoMIquematic және Hyrid ReMOmatic ( HARQ ), 6G дәуірінде сымсыз байланыстың негізін қалады.

WiFi 1-ден WiFi 7-ге дейін сымсыз желі технологиясы 28 жыл ішінде жылдамдықты он мың есе арттыруға қол жеткізді. Бұл үздіксіз технологиялық революция адамдардың цифрлық әлеммен байланысын қайта анықтайды. WiFi 7 сигналдары әр бұрышты жауып тұрғандықтан, біз жылдамырақ жылдамдыққа ғана емес, өзара байланысты интеллект пен нақты уақыттағы жауап беру қабілетімен белгіленген смарт жаңа дәуірді ашуға арналған шлюзге ие боламыз.