В предыдущих статьях нашей серии технических статей мы представили четыре типа LPWAN (глобальная сеть с низким энергопотреблением), включая LoRa , NB-IoT , eMTC и SigFox . В следующих статьях автор поделится контентом, связанным с технологией беспроводной связи малого радиуса действия. Технологии беспроводной связи ближнего действия включают в себя Wi-Fi , ZigBee , Bluetooth и Z-Wave, с которыми мы знакомы. Сегодня мы приоткроем загадочную завесу Wi-Fi.
Подробное объяснение технологии связи беспроводного приемопередатчика LoRa
Научите вас, как построить систему автоматического сбора данных LoRaWAN.
Последний отчет о рынке Bluetooth, IoT стал главной силой
(Прошлые замечательные статьи, нажмите, чтобы перейти и прочитать)
Уже более 20 лет Wi-Fi удовлетворяет постоянно растущие потребности сети, имея всего два диапазона частот: 2,4 ГГц и 5 ГГц. По данным ABI Research, трафик данных Wi-Fi уже превысил трафик сотовой связи, и ожидается, что в 2022 году объем исходящего трафика вырастет на 80%, что сделает его крупнейшим источником роста трафика.
Поскольку приложения со сверхвысокой пропускной способностью и низкой задержкой становятся все более распространенными, технология Wi-Fi седьмого поколения (Wi-Fi 7), также известная как IEEE 802.11be, находится в стадии интенсивных исследований. Wi-Fi 7 предназначен для обеспечения устройств более быстрым и эффективным беспроводным соединением, открывая новую эру передачи данных.
В чем разница между Wi-Fi 7 и Wi-Fi 6?
01
802.11
Год выпуска: 1997
Определен протокол множественного доступа с контролем несущей и предотвращением конфликтов (CSMA/CA) и совместимое соединение устройств передачи данных в локальных сетях (LAN).
02
802.11б
Год выпуска: 1999
Также известен как Wi-Fi 1 (Wi-Fi первого поколения).
802.11b имеет теоретическую максимальную скорость передачи данных 11 Мбит/с и использует технологию доступа к среде передачи CSMA/CA исходного стандарта, что значительно увеличило пропускную способность и снизило затраты. Он получил широкое распространение как протокол беспроводной локальной сети.
03
802.11а
Год выпуска: 1999
Также известен как Wi-Fi 2 (Wi-Fi второго поколения).
Стандарт IEEE 802.11a использует тот же основной протокол, что и исходный стандарт, но работает на более высокой частоте (5 ГГц). Его теоретическая скорость передачи данных составляет 54 Мбит/с, а другие скорости передачи данных составляют 6 Мбит/с, 9 Мбит/с, 12 Мбит/с, 18 Мбит/с, 24 Мбит/с, 36 Мбит/с и 48 Мбит/с. Однако он несовместим со стандартом 802.11b, поскольку работает в разных нелицензионных диапазонах ISM.
04
802.11г
Год выпуска: 2003
Также известен как Wi-Fi 3 (Wi-Fi третьего поколения).
802.11g имеет теоретическую пропускную способность 54 Мбит/с и является преемником популярного стандарта 802.11b, максимальная пропускная способность которого составляет 11 Мбит/с. Оба используют диапазон 2,4 ГГц, но 802.11g использует OFDM. Он обратно совместим и поддерживает клиентов 802.11b и 802.11g.
05
802.11n
Год выпуска: 2009
Также известен как Wi-Fi 4 (Wi-Fi четвертого поколения).
802.11n — следующий стандарт IEEE 802.11 после 802.11a, 802.11b и 802.11g. Он дополняет серию стандартов 802.11. 802.11n использует технологию под названием «множественный вход/множественный выход» (MIMO) и более широкие радиочастотные каналы. Он также обеспечивает механизм, называемый «агрегированием кадров», для сокращения времени между передачами и обратно совместим с устройствами 802.11b/g.
06
802.11ac
Год выпуска: 2014
Также известен как Wi-Fi 5 (Wi-Fi пятого поколения).
802.11ac имеет теоретическую максимальную скорость 1300 Мбит/с (1,3 Гбит/с) – 2300 Мбит/с (2,3 Гбит/с) и основан на функциях 802.11n для увеличения пропускной способности, пропускной способности и скорости.
07
802.11ax
Год выпуска: 2019
Также известен как Wi-Fi 6 (Wi-Fi шестого поколения).
IEEE 802.11ax — это Wi-Fi шестого поколения, основанный на преимуществах 802.11ac. Он обеспечивает более высокую пропускную способность и надежность беспроводной связи за счет использования более плотных схем модуляции, меньшего разноса поднесущих и распределения ресурсов на основе расписания. 802.11ax — это двухдиапазонная технология, работающая в диапазонах частот 2,4 ГГц и 5 ГГц и обеспечивающая повышение скорости даже в нижнем диапазоне частот. Ожидается, что он будет полностью совместим с клиентами 802.11a/b/g/n/ac.
08
802.11be
Год выпуска: 2024 (ожидаемый)
Также известен как Wi-Fi 7 (Wi-Fi седьмого поколения).
Wi-Fi 7 — это новейшая технология Wi-Fi для маршрутизаторов и модемов, которая в четыре раза быстрее, чем Wi-Fi 6. Эта огромная пропускная способность поддерживает виртуальную реальность (VR), игры с низкой задержкой и потоковую передачу более высокого качества. Хотя он изменит способ использования Интернета, он не будет полностью доступен до 2024 года. Ожидается, что сертифицированные устройства Wi-Fi 7 станут популярными на рынке к 2025 году.
Wi-Fi 7 обеспечит скорость до 46 Гбит/с, а маршрутизаторы будут подключаться к большему количеству устройств, каждое из которых будет использовать огромную пропускную способность и ортогональную амплитудную модуляцию (QAM) для более эффективных беспроводных соединений.
В чем разница между Wi-Fi 7 и Wi-Fi 6?
Wi-Fi 7 намного быстрее, чем Wi-Fi 6: по конвейеру передается больше данных на большее количество устройств, не влияя на работу друг друга. Если вы хотите посмотреть игру наверху, пока ваш партнер смотрит фильм в кабинете, а ваши дети играют в «Звездные войны» в VR-наушниках в спальне, эти синхронные операции не будут иметь проблем с буферизацией.
На следующем рисунке показана временная шкала различных стандартов Wi-Fi с 1997 года, представленная Wi-Fi Alliance: 
Особые преимущества Wi-Fi 7:
① Более высокая скорость
Трудно себе представить такое значительное повышение скорости Wi-Fi 7. Скачок с теоретической максимальной скорости в 9,6 Гбит/с до 46 Гбит/с, что в четыре раза превышает скорость, является экстремальным. Кроме того, Wi-Fi 6 относительно способен удовлетворить текущие потребности в передаче данных, так зачем же запускать такую высокоскоростную версию беспроводной технологии?
В таблице ниже показана разница в скорости между Wi-Fi 6 (2019 г.) и Wi-Fi 7 (2024 г.). Эта дополнительная скорость откроет новые способы использования Интернета. Например, вы можете виртуально примерить пару обуви или надеть очки, что придаст вам «настоящее» ощущение и сэкономит вам много времени и денег в процессе покупок.
② Меньшая задержка
По сравнению с Wi-Fi 6, Wi-Fi 7 имеет гораздо меньшую задержку. Хотя удвоение скорости — это большой скачок, улучшение скорости оказывает значительный эффект домино на задержку, то есть задержку, с которой вы сталкиваетесь, когда находитесь на собрании, играете в игры или смотрите потоковую передачу. По данным Microsoft, вы увидите общее сокращение задержки в 100 раз, а задержка устройств VR сократится в 15 раз, что значительно сократит время загрузки и буферизации.
Значительное снижение задержки имеет далеко идущие практические применения, создавая невероятные впечатления от погружения в Интернет. Более широкий канал Wi-Fi 7 320 МГц и нелицензионный диапазон частот 6 ГГц дадут вам более богатые (менее ошибочные) игровые возможности, удаленную работу, здравоохранение и образование, чем вы привыкли.
③ Многоканальная функция
Хотя Wi-Fi 6 может предоставлять услуги нескольким устройствам, таким как ноутбуки, мобильные телефоны и планшеты одновременно, такое совместное использование сигнала удобно, но вызывает проблемы с задержкой. Wi-Fi 7 в этом отношении справляется лучше. Это связано с тем, что Wi-Fi 6 использует технологию MU-MIMO, которая поддерживает до четырех устройств одновременно. Технология MU-MIMO разделяет один сигнал на более мелкие сигналы, что означает, что несколько устройств используют один и тот же сигнал.
Напротив, Wi-Fi 7 использует многоканальные операции с несколькими сигналами для поддержки нескольких устройств. Таким образом, маршрутизаторы Wi-Fi 7 будут отдавать приоритет неиспользуемым каналам. По мере того, как вы добавляете в сеть все больше и больше устройств, беспроводной маршрутизатор будет использовать технологию MU-MIMO для совместного использования каналов.
④ Более высокое качество передачи данных
Wi-Fi 6 использует 1024-QAM для более эффективной отправки и получения большего количества данных с использованием радиосигналов. Эта архитектура 1K QAM делает Wi-Fi 6 на 25 % быстрее, чем Wi-Fi 5. В ходе крупномасштабного обновления Wi-Fi 7 использует 4K QAM, что в четыре раза быстрее, чем Wi-Fi 6E.
Как пользователю модемов Wi-Fi 7, более высокий QAM не приносит вам дополнительных преимуществ, но он является «причиной» более быстрого стандарта скорости.
В своем наблюдении за частными сетями LTE/5G в 2023 году компания Omdia заявила, что «в сфере частных сетей 2023 год станет годом энергичного развития Wi-Fi 6 (не 5G)», и 40% предприятий выбирают или рассматривают возможность использования Wi-Fi. -Fi заменит частные сети, намного превосходящие общедоступные сотовые сети. Wi-Fi 6 не заменит 5G полностью, а лишь сыграет роль заменителя в определенных сценариях. В эпоху 5G конкуренция Wi-Fi 6 в сфере частных сетей уже очевидна, а Wi-Fi 7 (ожидаемый выход в конце 2024 года) продолжит конкурировать с 6G (ожидается примерно в 2030 году).
Wi-Fi Alliance прогнозирует, что к 2024 году миллиарды людей и 18 миллиардов устройств по всему миру будут использовать Wi-Fi-подключения к Интернету, а поставки устройств Wi-Fi увеличатся до 4 миллиардов единиц в год. Фактическое появление Wi-Fi во всем мире связано с распределением спектра МСЭ и местной политикой использования спектра.
Wi-Fi имеет два диапазона частот: 2,4 ГГц и 5 ГГц, но несанкционированный спектр в этих двух диапазонах частот ограничен и переполнен. Некоторые страны и регионы начали расширять диапазон частот Wi-Fi до 6 ГГц, что может обеспечить большую пропускную способность, более высокую скорость и большую емкость. Wi-Fi 7 требует постоянной поддержки канала 320 МГц и срочно нуждается в расширении диапазона частот. Однако в разных странах по-разному относятся к тому, разрешать ли доступ Wi-Fi к полосе частот 6 ГГц как к несанкционированной полосе частот. США, Канада, Южная Корея и другие страны явно разрешают использование всей полосы частот 6 ГГц для Wi-Fi. Европейский Союз, Россия и другие страны используют полосу частот 6 ГГц сегментами. Китай, Азия и некоторые африканские регионы еще не уточнили свою политику распределения частот 6 ГГц.
В настоящее время развитие 5G в Китае лидирует в мире, а для развития 5G и 6G также требуется дополнительная поддержка ресурсов спектра. Поскольку ресурсы спектра ограничены, пока неясно, сможет ли Wi-Fi 7 получить поддержку диапазона частот 6 ГГц для крупномасштабного коммерческого использования в Китае в будущем. Поэтому особенно важно обеспечить координацию между Wi-Fi 7 и 5G/6G.