Czym Wi-Fi 7 różni się od poprzednich wersji?

Podczas opracowywania czwartej i piątej wersji Wi-Fi producenci rozwiązywali ówczesne problemy, najpierw próbując zwiększyć szybkość i stabilność połączenia, a następnie rozszerzyć zasięg i dodać nowe częstotliwości, aby odciążyć połączenie. Szczególnie szybki postęp nastąpił wraz z pojawieniem się czwartej wersji, która dzięki technologii przetwarzania wielu sygnałów MIMO nauczyła się pracować w paśmie 5 Hz i lepiej penetrować przeszkody i ściany. Z kolei ta piątka zwiększyła przepustowość prawie 10-krotnie i nauczyła się efektywniej obsługiwać wiele jednoczesnych połączeń.

Ewolucja standardu bezprzewodowego.

Najnowsze Wi-Fi 6 to kolejny krok w ewolucji. Protokół został faktycznie przepisany od podstaw dzięki wszytym w niego nowym protokołom bezpieczeństwa WPA3 i nauczeniu go takich rzeczy jak BSS Coloring i OFDMA, które pozwalają przetwarzać żądania od podłączonych klientów i dystrybuować ruch sieciowy znacznie wydajniej. Standard Wi-Fi 6E, który został zaprezentowany jesienią 2021 roku, nauczył się niezwykle ważnej rzeczy – a mianowicie działania na częstotliwości 6 GHz. Siódma generacja nie rozwiązuje globalnych problemów, ale zamiast tego rozszerza możliwości istniejącego standardu pod względem szybkości, liczby jednoczesnych połączeń itp.

Popularne routery

Jakie problemy rozwiązuje Wi-Fi 7?

Rozwój protokołów sieciowych szczerze mówiąc nie nadąża za ewolucją nowoczesnych gadżetów i rozwojem treści multimedialnych. Wyobraź sobie wymarzone mieszkanie konwencjonalnego marketera Apple: w przedpokoju jest telewizor 4K, po całym domu porozrzucanych jest kilka par inteligentnych głośników, w innym pokoju działa komputer, każdy członek rodziny ma smartfon w kieszeni i gdzieś leży tablet z GeForce Now, który wymaga stabilnego i jednocześnie szerokiego kanału połączenia. A również nie dotarliśmy do mitycznego inteligentnego domu, w którym nawet zamki w drzwiach i żarówki są podłączone do sieci domowej.

Bądźmy szczerzy, nawet bardzo dobry router z niezawodnym łączem gigabitowym nie będzie w stanie jednocześnie i stabilnie rozprowadzić sieci do wszystkich gadżetów, dlatego wiele osób próbuje podłączyć najbardziej kapryśne urządzenia, takie jak telewizor i komputer, bezpośrednio do routera za pomocą kabela i pozostałe mniejsze gadżety zostawić na łasce Wi-Fi. Wi-Fi 7. generacji może pomóc zmniejszyć przeciążenie domowych i biurowych sieci bezprzewodowych. Firma Intel szczególnie podkreśla znaczenie pracy wielokanałowej i ulepszonej wydajności kanałów w nowym standardzie. Ponadto treści 8K są aktywnie promowane w dziedzinie strumieniowania multimediów, a nie każdy router będzie w stanie stabilnie przesyłać takie pakiety danych drogą radiową.

Routery obsługujące Wi-Fi 7 (802.11be)

Jakie nowe technologie przyniesie nowy standard?

Jeśli Wi-Fi 6 powstało głównie w odpowiedzi na rosnącą liczbę urządzeń mobilnych, to Wi-Fi 7 zamierza zaskakiwać niesamowitymi prędkościami połączeń. Wi-Fi 7 może jednocześnie korzystać z trzech pasm częstotliwości, obsługuje kanały 320 MHz, 16 strumieni przestrzennych MU-MIMO, a także technologie modulacji częstotliwości, co w sumie znacznie zwiększy stabilność połączenia, jeśli cały rozproszony sprzęt zostanie podłączony do sieci w tym samym czasie. Równolegle wzrośnie szybkość przetwarzania ruchu i liczba jednoczesnych połączeń.

4-krotny wzrost przepustowości i szybkości przesyłania danych

Wi-Fi 6 obiecało znaczny wzrost prędkości poprzez podwojenie przepływu przetwarzania danych. Jednak w rzeczywistości wszystko okazało się nie tak różowe, a wielu użytkowników nie odczuło większych korzyści z aktualizacji. Pod wieloma względami modulacja amplitudy 1024-QAM stała się czynnikiem ograniczającym. Siódemka wykorzystuje schemat modulacji kwadraturowej 4096-QAM, co stało się jednym z warunków zwiększenia przepustowości z 9,6 Gb/s (Wi-Fi 6) do 46 Gb/s.

Oczywiście mówimy o prędkości teoretycznej, rzeczywistość zawsze okazuje się ostrzejsza i, przepraszam za tautologię, bardziej realistyczna. Biorąc pod uwagę osłabienie sygnału i spadek prędkości podczas połączenia bezprzewodowego, Wi-Fi 7 będzie mogło działać nie na papierze, ale w rzeczywistości ze strumieniami danych o wielkości kilku gigabajtów. Na przykład podczas wspólnej prezentacji w listopadzie 2022 r. Intel i Broadcom udało się ustanowić stabilne połączenie bezprzewodowe między testowym laptopem a routerem z prędkością 5 Gb/s. Generalnie kierownictwo Intela oczekuje, że prędkość 5 – 6 Gb/s będzie dopiero początkiem prac nad nowym standardem. Porównaj to z 1 Gb/s, które może zapewnić Wi-Fi 6.

MLO i możliwość pracy z kilkoma zakresami częstotliwości

Przykład połączenia równoległego do kilku zakresów częstotliwości. Źródło: msi.com

Wraz z pojawieniem się Wi-Fi 6 problem dużej liczby jednoczesnych połączeń został częściowo rozwiązany. Jeśli piątka mogła działać tylko w dwóch zakresach częstotliwości 2,4 i 5 Hz, Wi-Fi 6 dodało obsługę trzeciego dedykowanego pasma przy 6 Hz. Na papierze brzmi świetnie, ale w rzeczywistości połączenia te są niezależne, więc urządzenia musiały wybrać jedną z dostępnych częstotliwości. A obecność dużej liczby urządzeń powodowało to zakłócenia w połączeniu. Siódemka rozwiązuje ten problem raz na zawsze za pomocą wielokanałowej technologii Wi-Fi Multi-Link Operation (lub MLO), która umożliwia podłączonemu urządzeniu wymianę danych przy użyciu wielu kanałów i pasm częstotliwości jednocześnie. Wsparcie MLO pomoże routerowi inteligentnie równoważyć ruch i budować bardziej optymalne trasy do przesyłania danych, co będzie szczególnie ważne w przypadku gier VR i sieciowych, pracy z systemami cloud computing itp.

16x16 MU MIMO

Nowy protokół podwaja liczbę strumieni przestrzennych (uwaga: z 8 do 16), co pozwala podwoić teoretyczną fizyczną szybkość przesyłania danych w porównaniu do szóstki. Większa liczba strumieni zapewnia każdemu urządzeniu wystarczającą przepustowość do płynnej pracy z dużą liczbą jednoczesnych połączeń. Jednocześnie jakość komunikacji z Wi-Fi 7 będzie wyższa przy minimalnych zakłóceniach, ponieważ fale krótkie nie dotrą fizycznie do sąsiednich mieszkań, mieszając się z sygnałami z innych routerów.

Routery obsługujące MU-MIMO

Jednostka wielu zasobów

Protokół Wi-Fi 6 wykorzystuje zasadę separacji Multi Link Single Radio, w której 2 kanały mogą naprzemiennie wymieniać dane w trybie 2x2 MIMO. W siódemce ta zasada została sfinalizowana i zamiast Single Radio stosowana jest zasada Multi-Radio, która nie wykorzystuje całego ciągłego kanału 320 MHz, a tylko jego część (80 lub 160 MHz), pozwalając na pracę dwóch kanałów jednocześnie, nie przeszkadzając sobie nawzajem.

Technologia Preamble Puncturing

Przykład wykorzystania technologii Preamble Puncturing. Źródło: msi.com

Technologia Preamble Puncturing pojawiła się po raz pierwszy wraz z pojawieniem się standardu Wi-Fi 6, ale swój prawdziwy rozwój uzyska wraz z wydaniem siódmej wersji protokołu. Jej istota polega na zdolności podłączonych urządzeń do „wycięcia” fragmentu zajętego kanału w celu połączenia równoległego. Co to znaczy? Na przykład mamy smartfon, który jest podłączony do routera na częstotliwości 160 Hz, ale w rzeczywistości wykorzystuje tylko część tego pasma, pozostawiając resztę widma niezajętą. Funkcja Preamble Puncturing umożliwia nowym urządzeniom korzystanie z wolnej części kanału, unikając konfliktów z już podłączonymi gadżetami.

Co jeszcze?

Warto również zwrócić uwagę na niektóre eksperymentalne cechy poprzednich wersji protokołu, które zostały opracowane w Wi-Fi 7. Funkcja BSS Coloring oznacza sąsiednie sieci i sprawia, że router je ignoruje, dzieląc podłączone urządzenia na „własne” i „obce”. Dzięki wprowadzeniu funkcji Target Wake, router będzie mógł oszczędzać energię poprzez niezauważalne odłączanie nieaktywnych urządzeń od ogólnego toku i w razie potrzeby natychmiastowo przywracać je do ogólnego systemu. Do tego Wi-Fi 7 będzie bazować na nieco zmodyfikowanym protokole bezpieczeństwa WPA3.

Kiedy rozpocznie się masowa adopcja Wi-Fi 7?

TP-Link Archer BE900: Jeden z pierwszych routerów obsługujących Wi-Fi 7.

Sądząc po komunikacie prasowym Wi-Fi Alliance, rozwój nowego protokołu rozpocznie się od biur i placówek handlowych o dużym natężeniu ruchu - supermarketów, centrów handlowych i wystawowych, festiwali, konferencji itp. Wi-Fi 7 jest również bardzo przydatne do tworzenia szybkich sieci lokalnych przy minimalnej liczbie przewodów i przełączania. Ponadto routery obsługujące Wi-Fi 7 będą przydatne do korzystania z zestawów słuchawkowych AR i VR, ponieważ mogą wystąpić problemy z kompresją rozdzielczości z powodu ograniczonych szybkości przesyłania danych.

Laptopy z Wi-Fi 6

Wprowadzenie standardowej certyfikacji rozpoczęło się pod koniec 2022 roku, a w ostatnich miesiącach zapowiedziano kilka gadżetów z obsługą nowego standardu – po aktualizacji firmware smartfon OnePlus 11 nauczył się współpracować z siódemką. W lutym 2023 roku prezes Xiaomi Lei Jun ogłosił, że flagowe smartfony Xiaomi 13 będą obsługiwać nowy standard po wyjęciu z pudełka, a Redmi K60 Pro otrzyma obsługę dla siódemki po jednej z aktualizacji.

Pakiet routerów nowej generacji Archer BE900 i GE800 zapowiedziała firma TP-Link. Otóż masowa adopcja w smartfonach rozpocznie się w niedalekiej przyszłości wraz z spopularyzowaniem procesora Snapdragon 8 Gen2 z mikroczipem FastConnect 7800 oraz konkurencyjnej linii procesorów Mediatek Filogic. Jednak, jak poprzednio, jest to dość drogi produkt dla entuzjastów, który dopiero otworzy drzwi do przyszłości. Rozpowszechnienia na poziomie użytkowania przeciętnego nie należy się spodziewać przed 2024 rokiem.