Чим Wi-Fi 7 відрізняється від попередніх версій?

Під час розвитку четвертої та п'ятої версії Wi-Fi виробники вирішували завдання того часу, спочатку намагаючись збільшити швидкість та стабільність з'єднання, потім розширити покриття та додати нові частоти, щоб розвантажити з'єднання. Особливо швидко прогрес помчав уперед із приходом четвертої версії, яка навчилася працювати в 5-герцовому діапазоні і краще проникати крізь перешкоди та стіни завдяки технології множинної обробки сигналу MIMO. У свою чергу, п'ятірка розширила пропускний канал майже в 10 разів і навчилася ефективніше обробляти множинні одночасні підключення.

Еволюція бездротового стандарту.

Нещодавній Wi-Fi 6 являв собою наступний етап еволюції. Протокол переписали фактично з нуля, вшивши в нього нові протоколи безпеки WPA3 та навчивши його штукам на кшталт BSS Coloring та OFDMA, які дають змогу значно ефективніше обробляти запити від підключених клієнтів та розподіляти мережевий трафік. Стандарт Wi-Fi 6E, який презентували восени 2021 року, навчився надзвичайно важливого фокусу – а саме роботи на частоті 6 ГГц. Сьоме покоління не вирішує глобальних проблем, а натомість розширює можливості існуючого стандарту щодо швидкості, кількості одночасних підключень тощо.

Популярні роутери

Які проблеми вирішує Wi-Fi 7?

Розвиток мережевих протоколів відверто не встигає за еволюцією сучасних гаджетів та розвитком медіа-контенту. Уявіть собі квартиру-мрію маркетолога умовної Apple: у залі стоїть 4K телевізор, по будинку розкидано кілька пар розумних колонок, в іншій кімнаті стоїть робочий комп'ютер, у кожного члена сім'ї в кишені по смартфону, а десь ще й валяється планшет із GeForce Now , якому потрібний стійкий і в той же час широкий канал підключення. І це ми ще не дійшли до міфічного розумного дому, де навіть дверні замки і лампочки підключені до домашньої мережі.

Будемо чесні, навіть дуже хороший роутер з надійним гігабітним підключенням не зможе одночасно і стабільно роздавати мережу на всі гаджети, тому багато людей намагаються підключити найкапризніші девайси на кшталт телевізора і ПК безпосередньо до роутера за допомогою кабелю, а всі дрібніші гаджети - залишити на гаджети Fi. Сьоме покоління Wi-Fi може допомогти зменшити завантаженість у домашніх та офісних бездротових мережах. Intel окремо підкреслює важливість багатоканальної роботи та підвищення ефективності використання каналів у новому стандарті. Крім того, у сфері медіа-стрімінгу активно просувається контент у 8K, а не кожен роутер зможе стабільно передавати повітрям такі пакети даних.

Роутери з Wi-Fi 7 (802.11be)

Які новітні технології привнесе новий стандарт?

Якщо Wi-Fi 6 створювався головним чином у відповідь на кількість мобільних пристроїв, то Wi‑Fi 7 має намір здивувати неймовірною швидкістю підключення. Wi-Fi 7 може одночасно використовуватися три частотні діапазони, підтримує канали шириною 320 МГц, 16 просторових потоків MU-MIMO, а також технології частотної модуляції, які в сумі істотно підвищать стабільність з'єднання, якщо до мережі одночасно підключений цілий розсип девайсів. А паралельно зросте швидкість обробки трафіку та кількість одночасних підключень.

Чотириразове збільшення пропускної спроможності та швидкості передачі даних

Wi-Fi 6 обіцяв суттєве збільшення швидкості за рахунок дворазового розширення потоку обробки даних. Однак насправді все виявилося не наприклад вже й райдужно і багато користувачів не відчули особливої вигоди від апгрейду. Певною мірою обмежуючим чинником стала амплітудна модуляція 1024-QAM. У сімці використовується схема квадратурної модуляції 4096-QAM, що стало однією з умов збільшення пропускної спроможності з 9.6 Гбіт/с (Wi-Fi 6) до 46 Гбіт/с.

Звісно ж, йдеться про теоретичну швидкість, реальність завжди виявляється суворішою і, вибачте за тавтологію, реалістичнішою. Враховуючи ослаблення сигналу та зниження швидкості при бездротовому підключенні Wi-Fi 7 зможе не на папері, а насправді оперувати потоками даними у кілька гігабайт. Наприклад, під час спільної презентації у листопаді 2022 року компаніям Intel та Broadcom вдалося встановити стабільне бездротове з'єднання між тестовим ноутбуком та роутером на швидкості 5 Гбіт/с. В цілому керівництво Intel очікує, що швидкість 5 – 6 Гбіт/с стане лише початком розвитку нового стандарту. Порівняйте це з 1 Гбіт/с, який може видати Wi-Fi 6.

MLO та вміння працювати з декількома частотними діапазонами

Приклад паралельного підключення до декількох частотних діапазонів. Джерело: msi.com.

З появою Wi-Fi 6 частково вирішилася проблема великої кількості одночасних підключень. Якщо п'ятірка вміла працювати лише у двох частотних діапазонах 2.4 і 5 Гц, Wi-Fi 6 додалася підтримка третьої виділеної смуги на частоті 6 Гц. На папері звучить добре, але насправді ці з'єднання незалежні тому пристроям доводилося вибирати одну з доступних частот. А якщо пристроїв багато – починалася товкучка. Сімка раз і назавжди вирішує це питання за допомогою технології багатоканальної роботи Wi-Fi Multi-Link Operation (або MLO), яка дає змогу підключеному пристрою обмінюватися даними, одночасно використовуючи кілька каналів і частотних діапазонів. Підтримка MLO допоможе роутеру грамотно балансувати трафік та будувати більше оптимальні маршрути для передачі даних, що буде особливо важливо для VR та онлайн-ігор, роботи з хмарними обчислювальними системами тощо.

16x16 MU-MIMO

Новий протокол подвоює кількість просторових потоків (прим: з 8 до 16), що дає змогу подвоїти теоретичну фізичну швидкість передачі у порівнянні з шісткою. Більша кількість потоків забезпечує кожен пристрій достатньою пропускною здатністю для безперебійної роботи за великої кількості одночасних підключень. При цьому якість зв'язку з Wi-Fi 7 буде вищою з мінімумом перешкод, тому що короткі хвилі фізично не добиватимуть до сусідніх квартир, змішуючись із сигналами від інших роутерів.

Роутери з підтримкою MU-MIMO

Multi Resource Unit

У протоколі Wi-Fi 6 використовується принцип поділу Multi Link Single Radio, при якому 2 канали могли поперемінно обмінюватися даними в режимі 2x2 MIMO. У сімці цей принцип доопрацювали і замість Single Radio використовується принцип Multi-Radio, який використовує не весь суцільний канал 320 МГц, а лише його частина (80 або 160 МГц), дозволяючи двом каналам працювати одночасно, не заважаючи один одному.

Технологія Preamble Puncturing

Приклад використання технології Preamble Puncturing. Джерело: msi.com.

Технологія Preamble Puncturing вперше з'явилася з появою стандарту Wi-Fi 6, але цей розвиток вона отримає саме з виходом сьомої версії протоколу. Її суть полягає в умінні підключених пристроїв «вирізати» шматочок зайнятого каналу для паралельного підключення. Що це означає? Наприклад, у нас є смартфон, який підключений до роутера на частоті 160 Гц, проте за фактом він використовує лише частину цієї смуги, залишаючи решту спектра не зайнятим. Загалом такий собі собака на сіні. Функція Preamble Puncturing дає можливість новим пристроям використовувати вільну частину каналу, уникаючи конфліктів із вже підключеними гаджетами.

Що ще?

Також варто відзначити деякі експериментальні функції минулих версій протоколу, які отримали свій розвиток у Wi-Fi 7. Функція BSS Coloring маркує сусідні мережі та змушує маршрутизатор ігнорувати їх, розділяючи підключені пристрої на «свої» та «чужі». Завдяки впровадженню функцій на кшталт Target Wake роутер зможе економити енергію, непомітно відключаючи від загального потоку неактивні пристрої та за необхідності моментально повертати їх у загальний лад. Крім того, в основу Wi-Fi 7 ляже трохи доопрацьований захисний протокол WPA3.

Коли розпочнеться масове використання Wi-Fi 7?

TP-Link Archer BE900: один із перших роутерів з підтримкою Wi-Fi 7.

Судячи з прес-релізу Wi-Fi Alliance, розвиток нового протоколу розпочнеться з офісів та комерційних закладів з великою прохідністю ― супермаркети, торгово-виставкові центри, фестивалі, конференції тощо. Wi-Fi 7 також знадобиться для створення швидких локальних мереж з мінімумом проводів і комутування. Крім того, роутери з підтримкою Wi-Fi 7 будуть корисні для використання AR і VR гарнітур, оскільки вони можуть мати проблеми зі стисненням дозволу через обмежену швидкість передачі даних.

Ноутбуки з Wi-Fi 6

Впровадження сертифікації стандарту розпочалося наприкінці 2022 року, а за останні місяці було анонсовано кілька гаджетів з підтримкою нового стандарту – після оновлення прошивки працювати із сімкою навчився смартфон OnePlus 11. У лютому 2023 року президент Xiaomi Лей Цзюнь оголосив, що флагманські смартфони Xiaomi 13 будуть з коробки підтримувати новий стандарт, а Redmi K60 Pro отримає підтримку сімки після одного з оновлень.

Пачку роутерів нового покоління Archer BE900 та GE800 анонсувала компанія TP-Link. Ну а масове впровадження в смартфонах почнеться вже найближчим часом із популяризацією процесора Snapdragon 8 Gen2 з мікрочіпом FastConnect 7800 та конкуруючої лінійки процесорів Mediatek Filogic. Але, як і минулого разу, це досить дорога продукція для ентузіастів, яка лише відчинить двері у майбутнє. Ну, а поширення на побутовому рівні не варто чекати раніше 2024 року.