Од ВиФи 1 до ВиФи 7: откривање седам револуција у бежичном умрежавању

И. Технолошка еволуција: Седам генерација у скоку од пужа до ракете

ВиФи 1 (802.11) стандард, рођен 1997. године, могао је да обезбеди само брзину преноса од 2Мбпс, што је еквивалентно преносу само 200КБ података у секунди. Отварање једне слике високе дефиниције захтевало је болно дуго чекање. ВиФи 4 (802.11н) је 2003. године представио МИМО технологију, повећавајући брзине на 600 Мбпс кроз паралелни пренос са више антена, омогућавајући по први пут глатку репродукцију видеа високе дефиниције. ВиФи 5 (802.11ац) је 2013. повећао брзине до 6,9 Гбпс користећи 256-КАМ модулацију и пропусни опсег канала од 160 МХз, постављајући темеље за еру 4К стриминга. ВиФи 6 (802.11ак) је 2019. године направио револуцију увођењем ОФДМА технологије, повећавајући истовремену ефикасност више уређаја за 4 пута, подржавајући стабилне везе чак и унутар стадиона препуних десетина хиљада корисника.

Најновији ВиФи 7 (ИЕЕЕ 802.11бе) је завршио своју прву фазу стандарда (Издање 1) 2022. године, постигавши квалитативни скок кроз четири основне технологије: 320МХз ултра-широки пропусни опсег проширује канал за пренос података на „двоструки аутопут;“ 4096-КАМ% омогућава да сваки сигнални симбол преноси више података; Мулти-Линк Оператион (МЛО) омогућава уређајима да се истовремено повежу на три фреквентна опсега (2,4ГХз, 5ГХз, 6ГХз) за интелигентну редундантност; 16×16 МУ-МИМО технологија омогућава рутерима да опслужују 16 уређаја истовремено без застоја. Комбинација ових технологија гура теоријску вршну брзину ВиФи 7 на 46 Гбпс, што је еквивалентно преносу 5,75 ГБ у секунди. Преузимање 4К филма од 50 ГБ траје само 8 секунди.

ИИ. Основне технологије: Реконструкција основне логике бежичне комуникације

1. Интелигентно планирање са мулти-линк операцијом (МЛО)

Традиционални ВиФи уређаји могу да раде само на једном фреквентном опсегу. МЛО технологија ВиФи 7 омогућава терминалима као што су телефони и рачунари да се истовремено повежу на опсеге од 2,4 ГХз, 5 ГХз и 6 ГХз. На пример, у сложеном окружењу одвојеном са два зида, опсег од 5 ГХз управља брзим преносом 4К видеа, док опсег од 2,4 ГХз одржава основну везу. Ако један опсег доживи сметње (нпр. из микроталасне пећнице), подаци се аутоматски пребацују на друге опсеге, смањујући флуктуације мреже за 76%. Овај режим „три-банд агрегације“ не само да повећава брзину већ и стабилизује кашњење испод 1 милисекунде, испуњавајући строге захтеве за одговор у милисекунди за играње у облаку.

2. Револуција густине 4096-КАМ

Технологија модулације је слична 'шифарској књизи' за сигнале. ВиФи 6 1024-КАМ преноси 10 битова података по симболу, док ВиФи 7 4096-КАМ повећава ово на 12 бита. То значи да се при истој јачини сигнала ефикасност преноса података побољшава за 20%. Тестови показују да је током репродукције 4К видеа потрошња енергије ВиФи модула телефона пала са 8,3%/сат на 4,8%/сат, а температура му је смањена за 5,2°Ц. Овај пробој омогућава ВиФи 7 да постигне повећање брзине од 20% чак и у опсегу од 5 ГХз, без ослањања на још неу потпуности отворен спектар од 6 ГХз.

3. Аутопут велике брзине са пропусним опсегом од 320 МХз

Обједињавањем четири канала од 80МХз, ВиФи 7 конструише ултра широки канал од 320МХз . Ово је еквивалентно проширењу преноса података „једне траке“ у „четири траке“, теоретски омогућавајући истовремени пренос 16 8К видео токова. Тестови у стварном свету на железничкој станици Шангај Хонгћао показали су да може да одржи пропусност већу од 1 Гбпс у радијусу од 40 метара, подржавајући бацкхаул у реалном времену са 4К надзорних камера и беспрекоран роминг за путнике. Иако опсег од 6 ГХз још увек није отворен у Кини, ВиФи 7 и даље може да постигне пропусни опсег од 240 МХз користећи подопсеге виших фреквенција (нпр. 5,8 ГХз ) унутар спектра од 5 ГХз, пружајући практично повећање брзине од 150% у поређењу са ВиФи 6.

4. Мрежна интелигенција са мулти-АП координацијом

ВиФи 7 уводи технологије као што су Координисана просторна поновна употреба (ЦСР) и Јоинт Трансмиссион (ЈКСТ), омогућавајући Месх мрежама састављеним од више рутера да интелигентно прилагођавају јачину сигнала и доделу фреквенцијског опсега. На пример, у болничком окружењу, услуге попут контроле хируршког робота, електронског преузимања медицинског картона и даљинских консултација могу се заказати кроз координацију са више приступних тачака, повећавајући пропусност за једног корисника за 100% у поређењу са ВиФи 6, обезбеђујући природу и стабилност медицинских операција у реалном времену. Овај дизајн „мрежа као мозак“ суштински мења приступ традиционалног ВиФи-а „усамљеног ратника“.

ИИИ. Сценарији примене: откључавање бесконачних могућности за дигитални живот

1. Иммерсиве Екпериенце ат тхе Метаверсе Гатеваи

ВР уређајима је потребан пропусни опсег од најмање 200 Мбпс и кашњење испод 5 мс за интеракцију у виртуелном свету без болести кретања. ВиФи 7 , преко МЛО агрегирања опсега од 2,4 ГХз и 5 ГХз , може стабилно да обезбеди брзину од 1,5 Гбпс у кругу од 10 метара, са кашњењем од само 0,8 мс, ослобађајући бежичне ВР слушалице од каблова. Ово обезбеђује инфраструктурну подршку за дружење у метаверзуму, виртуелне канцеларије и сличне сценарије.

2. Неуронско чвориште за индустрију 4.0

У паметним фабрикама, побољшана ОФДМА технологија ВиФи 7 може поделити канале у 264 јединице ресурса (РУ), свака независно додељена уређајима као што су сензори или роботске руке. На пример, фабрика Фолксваген Волфсбург је 2023. године поставила ВиФи 7 , постижући синхронизовану контролу над 200 робота за фарбање у фарбари. Користећи пропусни опсег од 320 МХз и редундантност више линкова, брзине преноса података са једним роботом порасле су на 800 Мбпс, смањујући стопу неуспеха са ВиФи 6 са 0,3% на 0,05%. Хаиерова фабрика Кингдао користи ВиФи-7 и 5Г хибридну мрежу за заказивање у реалном времену преко 2000 аутоматизованих вођених возила (АГВ) у области паметног складишта, постижући тачност позиционирања од 5 центиметара и повећавајући ефикасност руковања материјалом за 40%.

3. Врхунска контрола за паметне куће

Типичан систем паметне куће може да садржи 50-100 уређаја. ВиФи 7 16×16 МУ-МИМО технологија омогућава рутерима да комуницирају истовремено са 16 уређаја. У комбинацији са побољшаном функцијом Таргет Ваке Тиме (ТВТ), смањује потрошњу енергије уређаја за 40%. Тестови показују да је у високофреквентном мрежном режиму од 288 Хз, време одзива паметних брава пало са 300 мс на ВиФи 6 на 80 мс, док је латенција за интеракције између уређаја као што су клима уређаји и светла пала испод 20 мс.

4. Капиларе паметних градова

На стадионима са десетинама хиљада људи, ВиФи 7 технологија координираног обликовања снопа (ЦБФ) може усмерено да побољша покривеност сигналом и избегне сметње између суседних делова. На пример, ВиФи 7 мрежа распоређена у Олимпијском спортском центру Хангџоу одржава стопу застоја у емитовању по гледаоцу испод 0,5% чак и са 80.000 истовремених веза, док подржава услуге са додатном вредношћу попут АР навигације и ажурирања резултата у реалном времену. Ова могућност подршке велике густине чини ВиФи 7 критичном инфраструктуром за развој паметних градова.

ИВ. Изазови и будућност

Упркос огромном потенцијалу, широко усвајање ВиФи 7 суочава се са три значајна изазова:

• Регионалне разлике у ресурсима спектра: Тренутно су само региони попут САД и ЕУ отворили опсег од 6 ГХз; Кина тек треба да објави комерцијални распоред. Међутим, ВиФи 7 хардвер већ има резервисану могућност од 6 ГХз. Једном када смернице дозволе, активирање његовог пуног учинка неће захтевати замену постојећих уређаја.

• Разматрање трошкова надоградње уређаја: ВиФи 7 рутери генерално коштају преко ¥500 (приближно 70 УСД) и захтевају телефоне/рачунаре компатибилне са ВиФи 7 да би користили све функције. Међутим, како главни водећи телефони у потпуности усвајају ВиФи 7 до 2025. године, баријера трошкова за пребацивање уређаја ће се постепено смањивати.

• Пробој у енергетској ефикасности: Док пропусни опсег од 320МХз доноси велику брзину, он такође повећава потрошњу енергије модула радио фреквенције. Као одговор, ВиФи 7 представља јединицу са више ресурса (МРУ) и технологију динамичке уштеде енергије, смањујући потрошњу енергије под великим оптерећењем за 25% у поређењу са ВиФи 6.

Гледајући унапред, ВиФи 7 ће допунити 5Г: Сценарији у затвореном простору ће искористити ВиФи 7 као примарно решење због ниже цене и већег пропусног опсега, док ће се мобилни сценарији ослањати на 5Г за беспрекоран роминг. Ова конвергентна мрежа ће покретати зрелост најсавременијих технологија као што су аутономна вожња и холографска комуникација. Као што је Јеету Пател, директор Цисцо производа, изјавио: „ ВиФи 7 није само повећање брзине; то је свеобухватна еволуција у мрежној интелигенцији, безбедности и прилагодљивости.“ Са завршетком друге фазе стандарда (издање 2) 2024., ВиФи 7 ће даље подржавати16 функције као што је ×Рекуест Аутоматиц Рекуест МИМО ХАРК ), постављајући темеље за бежичну комуникацију у ери 6Г.

Од ВиФи 1 до ВиФи 7, технологија бежичног умрежавања је постигла десет хиљада пута повећање брзине током 28 година. Ова непопустљива технолошка револуција редефинише начин на који се људи повезују са дигиталним светом. Како ВиФи 7 сигнали покривају сваки угао, добијамо не само веће брзине, већ и капију за отварање паметне нове ере обележене међусобно повезаном интелигенцијом и одзивом у реалном времену.