Wi-Fi 7 (IEEE 802.11BE) – Sursă imagine: Shutterstock Stock Photo ID: 2435733747
Wi-Fi 7- IEEE 802.11BE – utilizează benzi de frecvență mai eficiente, operare multilink și lățime de canal de 320 MHz pentru a oferi viteze mai mari de până la 46 Gbps, latență redusă și fiabilitate sporită a rețelei. Aplicațiile cu cerințe în timp real beneficiază în special de îmbunătățirile în domeniul performanței.
După punerea în aplicare a standardelor Wi-Fi 6 și Wi-Fi 6E, Alianța Wi-Fi a lansat la începutul acestui an cel mai recent standard IEEE 802.11be, cunoscut și sub numele de Wi-Fi 7. Standardul Wi-Fi 7 oferă viteze și mai mari de transmisie a datelor și timpi de latență extrem de mici. Acest standard îndeplinește, astfel, cerințele pentru aplicații precum realitatea augmentată, virtuală și extinsă.
În timp ce mulți utilizatori continuă să apeleze la Wi-Fi 5, Wi-Fi 6 sau Wi-Fi 6E s-au impus puternic pe piață. Unii furnizori oferă deja produse compatibile cu Wi-Fi 7. Wi-Fi Alliance preconizează că, până în 2028, vor exista pe piață 2,1 miliarde de dispozitive compatibile cu Wi-Fi 7. Ruterele, telefoanele inteligente, PC-urile și tabletele sunt printre primele dispozitive care vor suporta noul standard [1], însă Rutronik oferă deja soluții și pentru sectorul industrial, după cum se poate vedea în catalogul Wi-Fi 7 al companiei noastre. Tabelul 1 prezintă atât evoluția, cât și diferențele dintre standardele Wi-Fi, de la Wi-Fi 5 la cel mai recent standard Wi-Fi 7.
Wi-Fi 5 |
Wi-Fi 6 |
Wi-Fi 6E |
Wi-Fi 7 |
|
| Publicare | 2013 | 2019 | 2021 | 2024 |
| Standard IEEE | 802.11ac | 802.11ax | 802.11ax | 802.11be |
| Viteză maximă de transfer a datelor pentru PC | ~ 1.7 Gbps | ~ 2.4 Gbps | ~ 2.4 Gbps | ~ 5.8 Gbps |
| Viteza maximă de transfer a datelor pentru punctele de acces | ~ 7 Gbps | ~ 9.6 Gbps | ~ 9.6 Gbps | ~ 46 Gbps |
| Benzi de frecvență | 2.4 + 5 GHz | 2.4 + 5 GHz | 6 GHz | 2.4 + 5 + 6 GHz |
| Dimensiunea canalului | 20, 40, 80, 160 MHz | 20, 40, 80, 160 MHz | 20, 40, 80, 160 MHz | 20, 40, 80, 160, 320 MHz |
| Modulație | 256-QAM-QFDMA | 1024-QAM-QFDMA | 1024-QAM-QFDMA | 4096-QAM-QFDMA |
| MIMO | 8 × 8 MIMO, DL MU-MIMO | 8 × 8 UL/D/MU-MIMO | 8 × 8 UL/D/MU-MIMO | 16 × 16 MU-MIMO |
| Securitate | WPA 2 | WPA 3 | WPA 3 | WPA 3 |
Tabelul 1: Evoluția standardelor Wi-Fi de la Wi-Fi 5 la Wi-Fi 7 (IEEE 802.11BE) și diferențele dintre acestea
Alianța Wi-Fi consideră că aplicațiile cheie pentru Wi-Fi Certified 7 sunt AR/VR/XR multi-utilizator, training 3D, jocuri, streaming video cu rezoluție foarte mare, munca hibridă (sau flexibilă), IoT industrial (IIoT) și industria auto. Cu toate acestea, datorită fiabilității și vitezei ridicate de transmitere a datelor, sunt fezabile și aplicații ultraprecise precum telediagnosticarea și telechirurgia. Creșterea necesară a performanței rezultă din următoarele șapte caracteristici:
- Canale de 320 MHz: Disponibile în țările care permit utilizarea benzii de frecvență de 6 GHz pentru Wi-Fi. Aceste canale de bandă ultra-largă dublează dimensiunea celui mai larg canal din prezent, de 160 MHz pentru Wi-Fi 6/6E, la 320 MHz, dublând efectiv și ratele de transmisie a datelor pentru fiecare dispozitiv în parte.
- Multilink operation (MLO): În cazul standardelor WLAN anterioare, routerele selectau o singură bandă de frecvență pentru transmiterea datelor și comutau benzile de frecvență doar în anumite condiții. Cu Wi-Fi 7, MLO permite dispozitivelor să trimită și să primească simultan date în mai multe benzi de frecvență, cum ar fi 5 GHz și 6 GHz. Acest lucru are ca rezultat creșterea debitului de date, reducerea timpilor de întârziere și îmbunătățirea fiabilității.
- 4K QAM: Wi-Fi 7 permite o rată mai mare de transmisie a datelor. Această viteză de transmisie a datelor este specificată de tehnica de modulație QAM (modulație de amplitudine în cuadratură). Comparativ cu 1.024 QAM cu Wi-Fi 6/6E și doar 256 QAM cu Wi-Fi 5, în cazul Wi-Fi 7 (IEEE 802.11BE) se poate ajunge la 4.096 QAM (sau 4K QAM). Cu 4K QAM se pot obține acum rate de date cu până la 20% mai mari (12 biți în loc de 10 biți).
- 512 Compressed block-ack: Cu Wi-Fi 7, pot fi trimise simultan până la 512 pachete de date (MPDU – MAC Protocol Data Unit), față de 256 pachete de date cu Wi-Fi 6. Acest lucru reduce cheltuielile generale, îmbunătățind eficiența generală.
- Mai multe unități de resurse (RU) pentru o singură stație (STA): Îmbunătățește flexibilitatea în planificarea resurselor de spectru pentru a crește eficiența spectrului. Se obține acest lucru deoarece Wi-Fi 7 împarte canalul în mai multe subcanale, cunoscute ca unități de resurse (RU). Această procedură este similară cu procedura OFDMA din Wi-Fi 6. Prin divizarea canalelor, semnalele de interferență afectează doar o parte a canalului WLAN, nu întregul canal, cum se întâmpla cu standardele Wi-Fi anterioare. Prin urmare, partea rămasă poate fi utilizată în continuare pentru transmiterea de date.
- Triggered uplink access: Optimizează accesul la uplink, așa cum este definit de Wi-Fi 6, pentru a gestiona mai bine fluxurile sensibile la latență și pentru a îndeplini cerințele de calitate a serviciului (QoS). Funcția SCS (Stream Classification Service) prioritizează datele sensibile, cum ar fi jocurile online, apelurile vocale și streaming-ul video, în raport cu traficul de volum (de exemplu, descărcările și actualizările) prin “clasificarea” datelor.
- Emergency preparedness communication services (EPCS): Oferă utilizatorilor o experiență fără întreruperi a serviciilor NSEP (securitate națională și pregătire pentru situații de urgență), menținând în același timp prioritatea și calitatea serviciului (QoS) în rețelele de acces Wi-Fi. EPCS permite punctelor de acces (AP) să comunice cu stații autorizate non-AP cu o prioritate mai mare.
Aplicațiile cu cerințe în timp real beneficiază de latența semnificativ îmbunătățită. Pentru a atinge rata maximă teoretică de transmisie a datelor de 46 Gbps, sunt necesare stații WLAN cu 16 fluxuri de date (fluxuri spațiale), ceea ce presupune și 16 antene. În practică, această soluție nu este fezabilă pentru dispozitive mici, cum ar fi telefoanele mobile. Pentru utilizarea casnică obișnuită, routerele cu mai puține antene sunt suficiente, în general. Totuși, soluția are sens pentru companii mari, orașe inteligente, aeroporturi, hoteluri etc. cu numeroși utilizatori finali.
Primele produse disponibile
Placa Wi-Fi 7 M.2 SX-PCEBE de la Silex. (Sursă imagine: Silex)
Pentru a profita pe deplin de performanța și eficiența noului standard, produsele care acceptă Wi-Fi 7 (IEEE 802.11BE) trebuie să îndeplinească anumite cerințe. Dispozitivele trebuie să fie echipate cu chipset-uri compatibile cu Wi-Fi 7 care să suporte noile funcții și viteze mai mari. În plus, produsele trebuie să fie capabile să utilizeze simultan mai multe benzi de frecvență pentru a spori performanța rețelei. În plus, pentru o densitate și o eficiență mai mare a datelor, este necesară compatibilitatea cu 4 096 QAM. Rutronik oferă deja routere, plăci de bază, plăci de extindere, module industriale și laptopuri compatibile cu Wi-Fi 7.
Modulele BE200 și BE202 de la Intel suportă integral avantajele oferite de noul standard wireless, în special timpii de latență reduși, fiabilitatea ridicată și vitezele mari: BE202 permite 2,4 Gbps cu fluxuri 2 x 2 TX/RX, iar BE200 chiar 5,8 Gbps. Ambele soluții suportă, de asemenea, standardul Bluetooth 5.4. În plus, aceste module sunt pre-certificate la nivel global, ceea ce duce la economii importante pentru clienți. Cu toate acestea, suportul pentru tehnologia VPRO este posibil, deocamdată, doar pentru BE200. De asemenea, nu sunt încă disponibile versiuni pentru gama de temperaturi industriale sau aplicații embedded. Ambele plăci pot fi obținute în factorii de formă M.2 2230 și M.2 1216.
Versiunea SMT a plăcii Wi-Fi 7 SX-PCEBE de la Silex. (Sursă imagine: Silex)
Și Silex a lansat o platformă Wi-Fi 7 cu SX-PCEBE. Ca și produsele de la Intel, placa SX-PCEBE va fi disponibilă în doi factori de formă, ca placă ‘plug-in’ M.2 2230 și ca placă SMD M.2 LGA tip 1620. Pe lângă Wi-Fi 7, modulul suportă și Bluetooth 5.3, se bazează pe chipset-ul QCC2076 de la Qualcomm și are un interval de temperatură de operare de la -40°C la +85°C. Primele mostre ale acestui modul au apărut la sfârșitul anului 2024, iar producția de serie este planificată pentru primul trimestru al anului 2025.
Pe lângă plăcile plug-in menționate, Rutronik oferă rutere Wi-Fi 7 și plăci de bază de la Asus, precum și rutere speciale pentru industria aeronautică de la Advantech. Cipurile Wi-Fi 7 de la Mediatek sunt disponibile acum pentru dezvoltatorii experți și pentru proiectele de volum mare. Antenele Wi-Fi 7 corespunzătoare de la 2J și Kyocera AVX pot fi, de asemenea, obținute de la Rutronik.
Concluzie
La fel ca Wi-Fi 6E, Wi-Fi 7 (IEEE 802.11BE) suportă banda de frecvență de 6 GHz – un avantaj, deoarece banda de frecvență de 2,4 GHz este utilizată și de alte tehnologii precum Bluetooth, ZigBee și Thread. Cu toate acestea, rețineți că frecvențele mai mari au ca rezultat și raze de acțiune mai scurte. Prin urmare, pentru a asigura o disponibilitate WLAN completă, poate fi necesară creșterea numărului de puncte de acces.
Cu toate că Wi-Fi 7 este compatibil cu standardele anterioare, atât routerele, cât și dispozitivele finale trebuie să suporte Wi-Fi 7 pentru a beneficia pe deplin de avantajele sale.
Autor: Kerstin Naser,
Corporate Product Manager Wireless,
Rutronik
Referințe:
[1] Wi-Fi Alliance® introduces Wi-Fi CERTIFIED 7™ | Wi-Fi Alliance
Rutronik | https://www.rutronik.com
