каталог：

Технология беспроводной связи малой дальности Wi-Fi

За последние 20 лет Wi-Fi использовал только два диапазона частот - 2,4 ГГц и 5 ГГц для удовлетворения растущего спроса на сеть.По данным ABI Research, трафик загрузки по Wi-Fi в 2022 году вырастет на 80%, а трафик передачи данных по Wi-Fi превзошел трафик сотовой связи и стал методом доступа, который в наибольшей степени способствует увеличению трафика.

Технология Wi-Fi, также известная как стандартный протокол связи стандарта 802.11b, является одним из подсерий стандартов, относящихся к стандарту IEEE 802.Он использует полосу частот около 2,4 ГГц и может осуществлять связь без разрешения.Самым большим преимуществом технологии Wi-Fi является ее высокая скорость передачи, которая может достигать 11 Мбит/с. В то же время она имеет широкий диапазон покрытия и может быть совместима с различными устройствами IEEE 802.11 direct sequence spread spectrum (DSSS).

Технология Wi-Fi - это аббревиатура от WirelessFidelity. Это то же самое, что технология wireless fidelity и технология Bluetooth. Это беспроводная технология ближнего действия, используемая в офисах и домах.Эта технология использует полосу пропускания около 2,4 ГГц, которая в настоящее время является непризнанной полосой пропускания беспроводной сети.В настоящее время существует два стандартных протокола связи для протокола WiFi: IEEE 802.11a и IEEE 802.11B.Эта технология приветствуется производителями благодаря своим собственным преимуществам.

Технология Wi-Fi - это беспроводная сеть, состоящая из точки доступа (AP) и беспроводной карты.Часто называемые мостом или точкой доступа, как мост между традиционными проводными и беспроводными локальными сетями, ПК с установленными беспроводными картами могут совместно использовать проводные локальные сети через точки доступа.Даже если это ресурс глобальной сети, принцип работы технологии WiFi эквивалентен маршрутизации концентратора или встроенного беспроводного передатчика, а беспроводная карта является клиентским терминальным устройством, которое отвечает за прием сигналов, отправляемых с точки доступа.

С увеличением числа приложений со сверхвысокой пропускной способностью и низкой задержкой исследования технологии Wi-Fi седьмого поколения (Wi-Fi 7) активизируются. Wi-Fi 7 также известен как IEEE 802.11be.Wi-Fi 7 обладает чрезвычайно высокой пропускной способностью и предназначен для обеспечения устройств более быстрыми и эффективными беспроводными соединениями, позволяя передаче данных вступить в совершенно новую эру, присущую Wi-Fi 7.

Эволюция технологии Wi-Fi

01  802.11

Время выхода: 1997

Определяет протокол множественного доступа для прослушивания оператором связи с предотвращением конфликтов (CSMA/CA) и совместимое соединение устройств передачи данных в локальной вычислительной сети (LAN).

02 802.11b

Время выхода: 1999

Псевдоним: Wi-Fi 1 (Wi-Fi первого поколения)

Теоретическая максимальная скорость передачи данных 802.11b составляет 11 мегабит в секунду. В нем используется оригинальная стандартная технология доступа к мультимедиа CSMA/CA. Пропускная способность увеличивается, а цена значительно снижается. 802.11b широко используется в качестве протокола беспроводной локальной сети.

03 802.11a

Время выхода: 1999

Псевдоним: Wi-Fi 2 (Wi-Fi второго поколения)

Стандарт IEEE 802.11a использует тот же базовый протокол, что и оригинальный стандарт, но 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 не может взаимодействовать с 802.11b, поскольку работает в разных нелицензионных диапазонах частот ISM.

04 802.11g

Время выхода: 2003

Псевдоним: Wi-Fi 3 (Wi-Fi третьего поколения)

Теоретическая пропускная способность стандарта 802.11g также составляет 54 Мбит/с. Он является преемником популярной спецификации 802.11b. Его максимальная пропускная способность составляет 11 Мбит/с. Оба используют диапазон 2,4 ГГц, но 802.11g использует OFDM. 802.11g обратно совместим и поддерживает клиенты 802.11b и 802.11g.

05 802.11n

Время выхода: 2009

Псевдоним: Wi-Fi 4 (Wi-Fi четвертого поколения)

802.11n является следующим стандартом IEEE 802.11 после 802.11a, 802.11b и 802.11G.В качестве дополнения к стандартам серии 802.11.8021.11n использует технологию под названием multiple input/multiple output (MIMO) и более широкий радиочастотный канал. Он также предоставляет механизм под названием “агрегация кадров” для сокращения времени между передачами и обратно совместим с устройствами 802.11b/g.

06 802.11ac

Время выхода: 2014

Псевдоним: Wi-Fi 5 (Wi-Fi пятого поколения)

Теоретическая максимальная скорость 802.11ac составляет 1300 Мбит/с (1,3 Гбит/с)-2300 Мбит/с (2,3 Гбит/с). 802.11ac построен на функциях, предоставляемых 802.11n, для увеличения пропускной способности, полосы пропускания и скорости.

07 802.11топор

Время выхода: 2019

Псевдоним: Wi-Fi 6 (Wi-Fi шестого поколения)

IEEE 802.11ax - это шестое поколение Wi-Fi, построенное на преимуществах стандарта 802.11ac.Это обеспечивает более высокую пропускную способность и надежность беспроводной связи за счет использования более плотных схем модуляции, меньших интервалов поднесущих и распределения ресурсов на основе планирования.802.11ax - это двухдиапазонная технология, работающая в диапазонах частот 2,4 ГГц и 5 ГГц. Она может обеспечить повышение скорости даже для более низких частотных диапазонов и может быть максимально совместима с клиентами стандарта 802.11a/b/g/n/ac.

08 802.11быть

Время выхода: 2024 (будет выпущен позже)

Псевдоним: Wi-Fi 7 (Wi-Fi седьмого поколения)

Wi-Fi 7 - это новейшая технология Wi-Fi, используемая в маршрутизаторах и модемах, и ее скорость в четыре раза выше, чем у Wi-Fi 6.Эта огромная пропускная способность поддерживает виртуальную реальность (VR), игры с низкой задержкой и потоковое воспроизведение мультимедиа более высокого качества.Хотя это изменит способ вашего пользования Интернетом, полностью доступно оно будет не раньше 2024 года.Ожидается, что сертифицированные устройства Wi-Fi 7 станут популярными на рынке не ранее 2025 года.

Wi-Fi 7 будет развивать скорость до 46 Гбит/с, маршрутизатор может подключать больше устройств, и каждое устройство использует огромную пропускную способность и квадратурную амплитудную модуляцию (QAM) для достижения более эффективного беспроводного соединения.

Wi-Fi 7 временных узлов

В чем разница между Wi-Fi 7 и Wi-Fi 6?

Wi-Fi 7 работает намного быстрее, чем используемый в настоящее время Wi-Fi 6, и больше данных передается на большее количество устройств, и все они не должны влиять на работу друг друга.Если вы хотите посмотреть игру наверху, в то время как ваш партнер смотрит фильм в кабинете, а дети играют в “Звездные войны” с гарнитурами виртуальной реальности в спальне, ваши операции синхронизации не будут иметь никаких проблем с буферизацией.

На рисунке ниже представлено расписание различных стандартов Wi-Fi с 1997 года, которым поделился Альянс Wi-Fi Alliance：

Особые преимущества и характеристики Wi-Fi 7：

① скорость становится быстрее

Трудно представить, что Wi-Fi 7 имеет такое значительное повышение скорости.Потому что теоретически скачок с максимальной скорости в 9,6 Гбит/с до четырехкратной скорости в 46 Гбит/с является экстремальным.Во-вторых, на данном этапе Wi-Fi6 относительно способен удовлетворить текущие потребности в передаче данных. Почему запущена такая высокоскоростная версия беспроводной технологии?

В таблице ниже показана разница в скорости между Wi-Fi 6 (2019) и Wi-Fi 7 (2024).Эта дополнительная скорость откроет совершенно новый способ использования Интернета.Например, вы можете виртуально примерить пару туфель или надеть очки, это позволит вам по-настоящему ощутить пробу, так что вы сэкономите много времени и денег в процессе покупок.

② Меньшая задержка

По сравнению с Wi-Fi 6, Wi-Fi 7 имеет гораздо меньшую задержку.Хотя увеличение скорости в четыре раза - это большой скачок, увеличение скорости оказывает большое влияние на задержку, с которой вы сталкиваетесь при проведении совещаний, играх и потоковой передаче мультимедиа.По данным Microsoft, вы увидите, что средняя задержка сократится в 100 раз, а задержка устройств виртуальной реальности сократится в 15 раз, что значительно сократит время загрузки и буферизации.

Значительное снижение задержки имеет далеко идущие практические применения и может создать невероятно захватывающий веб-опыт.Более широкий канал Wi-Fi 7 с частотой 320 МГц и нелицензионный диапазон 6 ГГц позволят вам получить более богатый (менее ошибочный) опыт работы в реальном мире в играх, удаленной работе, здравоохранении и образовании, чем вы привыкли сейчас.

③ Функция множественной связи

Хотя Wi-Fi 6 может предоставлять услуги нескольким устройствам, таким как ноутбуки, мобильные телефоны и планшеты, одновременно, такой вид совместного использования сигнала очень удобен, но это вызовет проблемы с задержкой.Wi-Fi 7, очевидно, справляется с этим лучше.Это связано с тем, что Wi-Fi 6 использует технологию MU-MIMO и поддерживает до четырех устройств одновременно.Технология MU-MIMO разбивает один сигнал на более мелкие, что означает, что несколько устройств совместно используют один и тот же сигнал.

Напротив, Wi-Fi 7 использует многоканальную работу с несколькими сигналами для поддержки нескольких устройств.Таким образом, маршрутизатор Wi-Fi 7 будет отдавать приоритет неиспользуемым каналам.Когда вы добавляете в сеть все больше и больше устройств, беспроводные маршрутизаторы возвращаются к технологии MU-MIMO для совместного использования каналов.

④ Более высокое качество передачи данных

Wi-Fi 6 использует 1024-QAM для более эффективного использования радиосигналов для отправки и получения большего объема данных.Эта архитектура 1K QAM делает Wi-Fi 6 на 25% быстрее, чем Wi-Fi 5.При масштабном обновлении Wi-Fi 7 использует 4K QAM, что в четыре раза быстрее, чем Wi-Fi 6E.

Как пользователь модема Wi-Fi 7, более высокий QAM является для вас не дополнительным преимуществом, а “причиной” более высокой скорости стандарта.

Перспективы развития Wi-Fi

В своем обзоре тенденций, связанных с частными сетями LTE/5G в 2023 году, Omdia заявила, что “в области частных сетей 2023 год станет годом активного развития Wi-Fi 6 (не 5G)”. 40% компаний выбирают или рассматривают возможность использования Wi-Fi вместо частных сетей, намного превосходящие сотовые сети общего пользования.Wi-Fi 6 не заменит полностью 5G, он заменит только определенные сценарии.В эпоху 5G конкуренция Wi-Fi 6 в области частных сетей стала очевидной, и конкуренция Wi-Fi 7 (ожидается, что он будет выпущен в конце 2024 года) за 6G (ожидается, что это произойдет примерно в 2030 году) продолжится.

Альянс Wi-Fi прогнозирует, что миллиарды людей и 18 миллиардов устройств будут полагаться на Wi-Fi для подключения к Интернету в 2024 году, а поставки устройств Wi-Fi увеличатся до 4 миллиардов единиц в год.Фактическое внедрение Wi-Fi в 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. 6 ГГц могут обеспечить большую полосу пропускания, более высокую скорость и большую пропускную способность.Wi-Fi 7 требует непрерывной поддержки канала 320 МГц, и существует острая необходимость в расширении диапазона частот.Однако страны по-разному относятся к вопросу о том, следует ли использовать полосу частот 6 ГГц в качестве несанкционированной полосы частот для обеспечения доступа Wi-Fi.Соединенные Штаты, Канада, Южная Корея и другие страны четко сделали доступными все диапазоны частот 6 ГГц для использования Wi-Fi; Европейский союз, Россия и другие страны сегментировали диапазон частот 6 ГГц; Китай, Азия и некоторые части Африки еще не разъяснили политику распространения 6 ГГц.

В настоящее время развитие 5G в Китае является ведущим в мире, и для развития 5G и 6G также требуется больше ресурсов спектра для поддержки. Ресурсов спектра недостаточно. Неясно, будет ли Wi-Fi 7 поддерживаться полосой частот 6 ГГц для крупномасштабного внутреннего коммерческого использования в США. будущее. Поэтому особенно важно учитывать синергию между Wi-Fi 7 и 5G/6G.