WiFi 7 (Wi-Fi 7) ist der Wi-Fi-Standard der nächsten Generation. Entsprechend zu IEEE 802.11 wird ein neuer überarbeiteter Standard IEEE 802.11be – Extremely High Throughput (EHT) veröffentlicht.
Wi-Fi 7 führt Technologien wie 320-MHz-Bandbreite, 4096-QAM, Multi-RU, Multi-Link-Betrieb, erweitertes MU-MIMO und Multi-AP-Kooperation auf der Grundlage von einWLAN 6Dadurch wird Wi-Fi 7 leistungsfähiger als Wi-Fi 7. Weil Wi-Fi 6 höhere Datenübertragungsraten und geringere Latenzzeiten bietet. Wi-Fi 7 soll einen Durchsatz von bis zu 30 Gbit/s unterstützen, etwa das Dreifache von Wi-Fi 6.
Neue Funktionen, die von Wi-Fi 7 unterstützt werden
- Unterstützt eine maximale Bandbreite von 320 MHz
- Unterstützt Multi-RU-Mechanismus
- Einführung der 4096-QAM-Modulationstechnologie höherer Ordnung
- Einführung des Multi-Link-Multi-Link-Mechanismus
- Unterstützung von mehr Datenströmen, Verbesserung der MIMO-Funktion
- Unterstützung der kooperativen Zeitplanung zwischen mehreren APs
- Anwendungsszenarien von Wi-Fi 7
1. Warum Wi-Fi 7?
Mit der Entwicklung der WLAN-Technologie verlassen sich Familien und Unternehmen mehr und mehr auf Wi-Fi als Hauptzugangsweg zum Netzwerk. In den letzten Jahren haben neue Anwendungen höhere Durchsatz- und Verzögerungsanforderungen, wie 4K- und 8K-Video (die Übertragungsrate kann 20 Gbit/s erreichen), VR/AR, Spiele (die Verzögerungsanforderung beträgt weniger als 5 ms), entfernte Büros und Online-Videokonferenzen und Cloud Computing usw. Obwohl sich die neueste Version von Wi-Fi 6 auf die Benutzererfahrung in High-Density-Szenarien konzentriert hat, kann es die oben genannten höheren Anforderungen an Durchsatz und Latenz immer noch nicht vollständig erfüllen. (Willkommen, auf das offizielle Konto zu achten: Netzwerkingenieur Aaron)
Zu diesem Zweck ist die IEEE 802.11-Standardorganisation dabei, einen neuen überarbeiteten Standard IEEE 802.11be EHT herauszugeben, nämlich Wi-Fi 7.
2. Freigabezeit von Wi-Fi 7
Die Arbeitsgruppe IEEE 802.11be EHT wurde im Mai 2019 gegründet und die Entwicklung von 802.11be (Wi-Fi 7) ist noch im Gange. Der gesamte Protokollstandard wird in zwei Releases veröffentlicht, und Release1 wird voraussichtlich die erste Version im Jahr 2021 veröffentlichen. Draft Draft1.0 wird den Standard voraussichtlich bis Ende 2022 veröffentlichen; Release2 soll Anfang 2022 starten und das Standard-Release bis Ende 2024 abschließen.
3. Wi-Fi 7 vs. Wi-Fi 6
Basierend auf dem Wi-Fi 6-Standard führt Wi-Fi 7 viele neue Technologien ein, die sich hauptsächlich widerspiegeln in:
4. Neue Funktionen, die von Wi-Fi 7 unterstützt werden
Das Ziel des Wi-Fi 7-Protokolls ist es, die Durchsatzrate des WLAN-Netzwerks auf 30 Gbit/s zu erhöhen und Zugriffsgarantien mit niedriger Latenzzeit bereitzustellen. Um dieses Ziel zu erreichen, hat das gesamte Protokoll entsprechende Änderungen in der PHY-Schicht und der MAC-Schicht vorgenommen. Im Vergleich zum Wi-Fi 6-Protokoll sind die wichtigsten technischen Änderungen, die das Wi-Fi 7-Protokoll mit sich bringt, wie folgt:
Unterstützt eine maximale Bandbreite von 320 MHz
Das lizenzfreie Spektrum in den Frequenzbändern 2,4 GHz und 5 GHz ist begrenzt und überfüllt. Wenn bestehendes Wi-Fi aufstrebende Anwendungen wie VR/AR ausführt, wird es unweigerlich auf das Problem einer niedrigen QoS stoßen. Um das Ziel eines maximalen Durchsatzes von nicht weniger als 30 Gbit/s zu erreichen, wird Wi-Fi 7 weiterhin das 6-GHz-Frequenzband einführen und neue Bandbreitenmodi hinzufügen, darunter kontinuierlich 240 MHz, nicht kontinuierlich 160 plus 80 MHz, kontinuierlich 320 MHz und nicht -kontinuierlich 160 plus 160MHz. (Willkommen, auf das offizielle Konto zu achten: Netzwerkingenieur Aaron)
Unterstützung des Multi-RU-Mechanismus
In Wi-Fi 6 kann jeder Benutzer nur Frames auf der zugewiesenen spezifischen RU senden oder empfangen, was die Flexibilität der Spektrumsressourcenplanung stark einschränkt. Um dieses Problem zu lösen und die Spektrumseffizienz weiter zu verbessern, definiert Wi-Fi 7 einen Mechanismus, der es ermöglicht, einem einzelnen Benutzer mehrere RUs zuzuweisen. Um die Komplexität der Implementierung und die Auslastung des Spektrums auszugleichen, hat das Protokoll natürlich bestimmte Einschränkungen bei der Kombination von RUs vorgenommen, das heißt: kleine RUs (RUs kleiner als 242- Tone) können nur mit kleinen RUs kombiniert werden können und große RUs (RUs größer als oder gleich 242- Tone) können nur mit großen RUs kombiniert werden und kleine RUs und große RUs nicht gemischt werden dürfen.
Einführung der 4096-QAM-Modulationstechnologie höherer Ordnung
Das höchste Modulationsverfahren von Wi-Fi 6 ist 1024-QAM, bei dem die Modulationssymbole 10 Bit tragen. Um die Rate weiter zu erhöhen, wird Wi-Fi 7 4096-QAM einführen, sodass die Modulationssymbole 12 Bit tragen. Bei gleicher Codierung kann das 4096-QAM von Wi-Fi 7 im Vergleich zum 1024-QAM von Wi-Fi 6 eine Ratensteigerung von 20 % erreichen. (Willkommen, auf das offizielle Konto zu achten: Netzwerkingenieur Aaron)
Einführung des Multi-Link-Multi-Link-Mechanismus
Um eine effiziente Nutzung aller verfügbaren Frequenzressourcen zu erreichen, müssen dringend neue Frequenzmanagement-, Koordinierungs- und Übertragungsmechanismen auf 2,4 GHz, 5 GHz und 6 GHz eingerichtet werden. Die Arbeitsgruppe definierte Technologien im Zusammenhang mit der Multi-Link-Aggregation, hauptsächlich einschließlich der MAC-Architektur der verbesserten Multi-Link-Aggregation, des Multi-Link-Kanalzugriffs, der Multi-Link-Übertragung und anderer verwandter Technologien.
Unterstützung von mehr Datenströmen, Verbesserung der MIMO-Funktion
Bei Wi-Fi 7 hat sich die Anzahl der räumlichen Streams von 8 auf 16 bei Wi-Fi 6 erhöht, was theoretisch die physikalische Übertragungsrate mehr als verdoppeln kann. Die Unterstützung von mehr Datenströmen bringt auch leistungsfähigere Funktionen – verteiltes MIMO, was bedeutet, dass 16 Datenströme nicht von einem Zugangspunkt, sondern von mehreren Zugangspunkten gleichzeitig bereitgestellt werden können, was bedeutet, dass mehrere APs miteinander kooperieren müssen arbeiten.
Unterstützung der kooperativen Zeitplanung zwischen mehreren APs
Derzeit gibt es im Rahmen des 802.11-Protokolls eigentlich nicht viel Zusammenarbeit zwischenAPS. Gängige WLAN-Funktionen wie automatisches Tuning und Smart Roaming sind herstellerdefinierte Features. Der Zweck der Zusammenarbeit zwischen APs besteht lediglich darin, die Kanalauswahl zu optimieren, die Last zwischen den APs anzupassen usw., um so den Zweck der effizienten Nutzung und ausgewogenen Zuweisung von Funkfrequenzressourcen zu erreichen. Koordinierte Planung zwischen mehreren APs in Wi-Fi 7, einschließlich koordinierter Planung zwischen Zellen im Zeitbereich und Frequenzbereich, Interferenzkoordination zwischen Zellen und verteiltem MIMO, kann Interferenzen zwischen APs effektiv reduzieren und die Nutzung von Luftschnittstellenressourcen erheblich verbessern.
Es gibt viele Möglichkeiten, die Planung zwischen mehreren APs zu koordinieren, einschließlich C-OFDMA (Coordinated Orthogonal Frequency-Division Multiple Access), CSR (Coordinated Spatial Reuse), CBF (Coordinated Beamforming) und JXT (Joint Transmission).
5. Anwendungsszenarien von Wi-Fi 7
Die von Wi-Fi 7 eingeführten neuen Funktionen werden die Datenübertragungsrate erheblich erhöhen und eine geringere Latenz bieten, und diese Vorteile werden wie folgt für neue Anwendungen hilfreicher sein:
- Videostream
- Video-/Sprachkonferenzen
- Drahtloses Spielen
- Zusammenarbeit in Echtzeit
- Cloud/Edge-Computing
- Industrielles Internet der Dinge
- Immersive AR/VR
- Interaktive Telemedizin
