Wprowadzenie do Wi-Fi 7: czy czeka nas kolejna rewolucja w bezprzewodowej transmisji Wi-Fi?
Rozwiązania sieciowe
Wi-Fi przeszło długą drogę od czasu stworzenia pierwszego standardu 802.11 (802.11-1997) w…, tak zgadłeś, 1997 roku. Chociaż teraz możemy już korzystać z zalet wysokich prędkości bezprzewodowej transmisji danych i doskonałej stabilności połączenia dzięki Wi-Fi 6 i 6E, to wciąż można sporo poprawić. Teraz najnowsze ulepszenia bezprzewodowej transmisji przychodzą do nas w postaci Wi-Fi 7 lub standardu 802.11be.
Ale zanim przyjrzymy się Wi-Fi 7, popatrzmy jak radzą sobie używane obecnie standardy bezprzewodowe, zgoda?
Wi-Fi 6 i Wi-Fi 6E: Nowoczesne standardy bezprzewodowe dla aplikacji o wysokich wymaganiach
Wi-Fi 6: Dwa zakresy częstotliwości pracy, OFDMA i inne rozwiązania
Standard Wi-Fi 6 (802.11ax) przyniósł wiele ulepszeń w porównaniu do swojego poprzednika, Wi-Fi 5.
Wi-Fi 6 obsługuje znacznie wyższe prędkości transmisji danych niż poprzednie wersje standardu Wi-Fi. Możliwy jest tu przesył danych z maksymalną prędkością 9,6 Gbit/s (w porównaniu do 3,5 Gbit/s dla Wi-Fi 5). Osiąga się to dzięki połączeniu szerszych kanałów (do 160 MHz), schematów modulacji wyższego rzędu (do 1024-QAM) oraz innowacyjnych funkcji dostępnych wyłącznie w standardzie Wi-Fi 6. Oto kilka z nich:
Zwielokrotnianie dostępu z ortogonalnym podziałem częstotliwości (OFDMA)
Nowa technika modulacji o nazwie Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) daje możliwość uzyskania jeszcze większych szybkości transmisji danych i pozwala na dużo bardziej efektywne wykorzystanie dostępnego widma. OFDMA umożliwia wielu urządzeniom przesyłanie danych na tym samym kanale, co zwiększa ogólną przepustowość sieci.
Co ważne, OFDMA pozwala na uzyskanie nie tylko większej szybkości transmisji danych, ale przyczynia się również do zwiększenia stabilności połączeń w sieci bezprzewodowej. Dzięki tej technologii wiele urządzeń może jednocześnie przesyłać dane, a mimo to zmniejszone zostają zakłócenia w sieci co w konsekwencji prowadzi do poprawy ogólnej stabilności połączeń.
Mechanizm Base Service Station (BSS) Color
Kolejną cechą Wi-Fi 6, która pomaga przy wyższych prędkościach transmisji danych, jest Base Service Station (BSS) Color. W starszych generacjach standardu Wi-Fi do nawiązania transmisji bezprzewodowej wykorzystywany jest mechanizm „słuchaj przed mówieniem”. W związku z tym, każdy szum obecny na bezprzewodowym kanale (nawet pochodzący z innej sieci) oznaczał stosunkowo długi czas oczekiwania, aż kanał będzie wolny i czysty. Teraz mechanizm BSS Color pozwala punktom dostępowym Wi-Fi 6 na „kolorowanie” swoich transmisji, czyli na dodawanie znaczników identyfikacyjnych jednoznacznie identyfikujących pakiety danych, co pozwala urządzeniom rozróżnić transmisje we własnej sieci od tych należących do sąsiednich sieci.
Kolejny mechanizm określany nazwą technik formowania wiązki transmisji (Transmit Beamforming) pozwala punktowi dostępowemu (routerowi) na inteligentne ukierunkowanie transmisji danych do konkretnego urządzenia. Mechanizm ten nie tylko znacząco poprawia stosunek sygnału do szumu, ale zwiększa również zasięg, a co za tym idzie stabilność połączenia.
Technologia Target Wake Time (TWT)
Urządzenia tradycyjnie transmitowały dane, gdy tylko miały coś do wysłania. Prowadzi to nie tylko do częstych wybudzeń i wykorzystania widma, ale także zwiększa zużycie energii.
Nowa funkcja o nazwie Target Wake Time (TWT) pozwala urządzeniom na bardziej efektywną koordynację swojej komunikacji, co skutkuje mniejszym zużyciem energii i dłuższą żywotnością baterii dla urządzeń podłączonych do sieci. Jest to szczególnie przydatne w wypadku urządzeń, które pozostają podłączone do sieci i muszą okresowo przesyłać dane (takie jak urządzenia IoT lub urządzenia inteligentnego domu).
Wi-Fi Protected Access 3 (WPA 3)
Wi-Fi 6 oferuje również kolejną generację standardu szyfrowania zabezpieczającego poufność bezprzewodowej transmisji danych. WPA3, bo o nim mowa, zastąpił w końcu standard WPA2, z którego korzystaliśmy już od dłuższego czasu. Jednym z najważniejszych ulepszeń jest tu zaimplementowanie systemu wymiany kluczy Dragonfly Key Exchange System (czyli Simultaneous Authentication of Equals), za sprawą którego hasła są trudniejsze do złamania dzięki zastosowaniu w nim znacznie bardziej zaawansowanego i wyrafinowanego mechanizmu uzgadniania.
Wi-Fi 6E: 6 GHz wkracza do gry*
Jeśli chodzi o dostępne opcje, szybkość działania oraz ogólnie funkcjonalność, to standard Wi-Wi 6 był ogromnym krokiem naprzód, ale system ten nadal działa wykorzystując pasma o częstotliwości 2,4 i 5 GHz, które są już zatłoczone. Aby w pełni wykorzystać maksymalne prędkości i możliwości transmisji, jakie oferuje Wi-Fi 6, idealny byłby dostęp do mniej zatłoczonego pasma częstotliwości.
I w tym miejscu do akcji wkracza Wi-Fi 6E. Standard ten umożliwia bowiem wykorzystanie pasma o częstotliwości 6GHz (szerokość pasma 1200MHz), które pozwala na transmisję ogromnych ilości danych na niewielkie odległości. Przenosząc ruch z popularnych pasm 2,4 i 5 GHz, można w istotny sposób zmniejszyć zatory i zakłócenia nawet w wypadku starszych urządzeń!
*Regulacje regionalne
41 krajów, reprezentujących 54% światowego PKB, dopuściło obecnie pasmo 6GHz do powszechnego użytku, jednak w wielu krajach pasmo to wciąż nie może być swobodnie użytkowane.
Przyczyny związane z niedopuszczeniem tego pasma do powszechnego użytku wynikają zarówno z wykorzystywaniem go do innych celów, jak i biurokratycznych barier. Poniżej zamieściliśmy mapę krajów, które udostępniły lub rozważają dopuszczenie tego pasma do powszechnego użytku na potrzeby komunikacji Wi-Fi:
Źródło - Wi-Fi Alliance
Wi-Fi 7 (802.11be): Włącz bezprzewodową łączność nowej generacji
Mimo tego, że standard Wi-Fi 6 oferuje o prawie 50% wyższą prędkość transmisji danych, to wciąż nie jest to generacyjny skok pod względem rzeczywistej szybkości przesyłu informacji. Takim skokiem z pewnością może być Wi-Fi 7. Standard IEEE 802.11be (Wi-Fi 7) podnosi teoretyczną, maksymalną prędkość transmisji oferowaną przez standard Wi-Fi 6 z 9,6 Gbit/s do aż 46 Gbit/s!
Co więc dokładnie wnosi ten nowy standard? Oto 4 kluczowe ulepszenia, na które należy zwrócić uwagę –
- Czterokrotnie większa przepustowość: Z szybkością transmisji danych dochodzącą do 46 Gbit/s (4,8 razy więcej niż Wi-Fi 6), Wi-Fi 7 ma być bezprzewodowym standardem przyszłości.
- W najgorszym wypadku 100x mniejsze opóźnienia: Podczas korzystania z Wi-Fi 7 możesz spodziewać się 100-krotnego zmniejszenia najgorszych opóźnień w stosunku do standardu Wi-Fi 6. Co więcej, uzyskano też 15-krotne zmniejszenie opóźnień w przypadku korzystania z aplikacji wirtualnej i rozszerzonej rzeczywistości AR/VR.
- Zwiększona pojemność: Dzięki połączeniu kanałów 320 MHz i funkcji Multi-Link Operation (MLO), Wi-Fi 7 oferuje 5-krotnie większą pojemność sieci niż Wi-Fi 6.
- Lepsza stabilność: Dzięki wielu funkcjom, które pozwalają urządzeniom bezprzewodowym na komunikowanie się na kilku pasmach i kanałach, sieć bezprzewodowa Wi-Fi 7 jest dużo bardziej stabilna.
Te ulepszenia uzyskano dzięki wprowadzeniu kilku nowych funkcji i technologii. Dowiedzmy się zatem więcej o tym, co sprawia, że sieć Wi-Fi 7 jest tak wspaniała, zgoda?
Kanały o szerokości do 320 MHz
Poprzednie generacje Wi-Fi musiały zadowolić się szerokością kanałów wynoszącą 160 MHz. W Wi-Fi 7 zwiększono tę szerokość do 320 MHz (tylko dla pasma 6 GHz), zapewniając tym samym lepszą niezawodność podczas jednoczesnych transmisji prowadzonych przez wiele urządzeń z maksymalną prędkością. Pomyśl o tym jak o pasach ruchu na autostradzie/drodze ekspresowej.
Modulacja wyższego rzędu z 4K QAM
Standard Wi-Fi 6 opierał się na modulacji 1024-QAM (Quadrature Amplitude Modulation). Im wyższa wartość QAM, tym więcej danych można umieścić w każdym wysyłanym pakiecie. W standardzie Wi-Fi 7 zwiększono schemat modulacji do 4096-QAM, dzięki czemu uzyskano znacznie wyższą, szczytową prędkość transmisji i zwiększono pojemność sieci.
Multiple Resource Units (Multi-RU)
Starsze generacje Wi-Fi mogą wysyłać lub odbierać ramki tylko na przypisanych im pojedynczych jednostkach zasobów czasu i częstotliwości (RU). Ogranicza to jednak elastyczność przydziału zasobów widma. W standardzie Wi-Fi 7, każdemu urządzeniu można przydzielić wiele jednostek zasobów RU, tym samym znacznie zwiększając wykorzystanie widma.
Preamble Puncturing
Chociaż przerywanie preambuły było opcjonalną funkcją w Wi-Fi 6, to teraz wysuwa się ona na pierwszy plan i możliwość jej wykorzystania jest warunkiem aby urządzenie było zgodne ze standardem Wi-Fi 7. Krótko mówiąc, funkcja ta pozwala urządzeniom bezprzewodowym na wydzielenie wycinka „zajętych” kanałów, jeśli są tylko dostępne.
Załóżmy, że urządzenie stale komunikuje się na kanale 160 MHz, ale wykorzystuje z niego tylko 20 MHz. W poprzednich generacjach Wi-Fi, uniemożliwiłoby to już punktom dostępowym skorzystanie z tego konkretnego widma. Przerywanie preambuły pozwoli zaś punktowi dostępowemu wydzielić do użytku pozostałą część pasma z tego kanału i to bez żadnych zakłóceń.
Multi-Link Operation (MLO)
Mimo tego, że starsze wersje standardu Wi-Fi (nawet Wi-Fi 5/6) umożliwiały pracę w dwóch i trzech pasmach, to i tak urządzenia były zmuszone do wyboru konkretnego pasma, z którego będą korzystać. Przykładowo, użytkownik może dla swojej sieci Wi-Fi wybrać tylko wariant 2,4 GHz i 5 GHz. W efekcie jedno pasmo jest „zmarnowane”.
Wi-Fi 7 rozwiązuje ten problem, wykorzystując nową funkcję o nazwie MLO. Pozwala ona urządzeniom Wi-Fi 7 na jednoczesne wysyłanie i odbieranie danych w kilku pasmach częstotliwości i na kilku kanałach.
Porównanie standardów WiFi 7, WiFi 6/6E i WiFi 5
WiFi 5
WiFi 6
WiFi 6E
WiFi 7
Data premiery
2013
2019
2021
2024
Standard IEEE
802.11ac
802.11ax
802.11ax
802.11be
Maksymalna szybkość transmisji danych
3,5 Gbit/s
9,6 Gbit/s
9,6 Gbit/s
46 Gbit/s
Pasma
5 GHz
2,4 GHz, 5 GHz
2,4 GHz, 5 GHz, 6 GHz
2,4 GHz, 5 GHz, 6 GHz
Szerokość kanału
do 160 MHz
do 160 MHz
do 160 MHz
do 320 MHz
Modulacja
256-QAM OFDM
1024-QAM OFDMA
1024-QAM OFDMA
4096-QAM OFDMA
MIMO
4×4 MIMO DL MIMO
8×8 UL/DL MU-MIMO
8×8 UL/DL MU-MIMO
16×16 UL/DL MU-MIMOO
Aktualizacja do Wi-Fi 7 z MSI!
Wraz z rosnącymi wymaganiami dotyczącymi streamingu o wysokiej przepływności i gamingu online, Wi-Fi 7 stanie się w przyszłości coraz bardziej niezbędnym standardem, zwłaszcza dla tych osób, które potrzebują wydajnych sieci bezprzewodowych.
Firma MSI z dumą zaprezentowała na targach CES 2023 zupełnie nową linię gamingowych routerów zgodnych ze standardami Wi-Fi 6, 6E i Wi-Fi 7 – linię MSI RadiX Gaming Router. Klejnotem w tej serii jest wspaniały MSI RadiX BE22000 Wi-Fi 7 Gaming Router.
Więcej szczegółów na temat linii RadiX znajdziecie w naszej relacji z targów CES 2023!
