WiFi 7 (Wi-Fi 7) ist der WLAN-Standard der nächsten Generation. Entsprechend 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, verbessertes MU-MIMO und Multi-AP-Zusammenarbeit auf Basis von Wi-Fi 6 ein und macht Wi-Fi 7 damit leistungsstärker als Wi-Fi 7. Wi-Fi 6 bietet höhere Datenübertragungsraten und geringere Latenz. Wi-Fi 7 wird voraussichtlich 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 maximale Bandbreite von 320 MHz
- Unterstützt Multi-RU-Mechanismus
- Einführung der 4096-QAM-Modulationstechnologie höherer Ordnung
- Einführung des Multi-Link-Mehrfachverbindungsmechanismus
- Unterstützt mehr Datenströme, MIMO-Funktionserweiterung
- Unterstützt die kooperative Planung zwischen mehreren APs
- Anwendungsszenarien von Wi-Fi 7
1. Warum Wi-Fi 7?
Mit der Entwicklung der WLAN-Technologie nutzen Familien und Unternehmen zunehmend WLAN als primären Netzwerkzugang. Neue Anwendungen der letzten Jahre stellen höhere Anforderungen an Durchsatz und Verzögerung, beispielsweise für 4K- und 8K-Videos (die Übertragungsrate kann bis zu 20 Gbit/s erreichen), VR/AR, Spiele (die Verzögerungsanforderungen liegen unter 5 ms), Remote-Office, Online-Videokonferenzen und Cloud-Computing. Obwohl die neueste Version von Wi-Fi 6 auf die Benutzerfreundlichkeit in hochdichten Szenarien ausgerichtet ist, kann sie die oben genannten höheren Anforderungen an Durchsatz und Latenz noch immer nicht vollständig erfüllen. (Beachten Sie den offiziellen Account von Netzwerkingenieur Aaron.)
Zu diesem Zweck steht die Standardisierungsorganisation IEEE 802.11 kurz vor der Veröffentlichung eines neuen überarbeiteten Standards namens IEEE 802.11be EHT, nämlich Wi-Fi 7.
2. Veröffentlichungszeitpunkt von Wi-Fi 7
Die IEEE 802.11be EHT-Arbeitsgruppe wurde im Mai 2019 gegründet. Die Entwicklung von 802.11be (Wi-Fi 7) ist noch im Gange. Der gesamte Protokollstandard wird in zwei Releases veröffentlicht. Release1 wird voraussichtlich die erste Version im Jahr 2021 veröffentlichen. Draft1.0 wird den Standard voraussichtlich Ende 2022 veröffentlichen. Release2 wird voraussichtlich Anfang 2022 beginnen und die Standardveröffentlichung 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 in Folgendem widerspiegeln:
4. Neue Funktionen, die von Wi-Fi 7 unterstützt werden
Das Ziel des Wi-Fi 7-Protokolls ist es, den Durchsatz des WLAN-Netzwerks auf 30 Gbit/s zu erhöhen und einen Zugriff mit geringer Latenz zu gewährleisten. Um dieses Ziel zu erreichen, wurden im gesamten Protokoll entsprechende Änderungen in der PHY- und MAC-Schicht vorgenommen. Im Vergleich zum Wi-Fi 6-Protokoll ergeben sich folgende wesentliche technische Änderungen durch das Wi-Fi 7-Protokoll:
Unterstützt maximale Bandbreite von 320 MHz
Das lizenzfreie Spektrum in den Frequenzbändern 2,4 GHz und 5 GHz ist begrenzt und überfüllt. Bei der Ausführung neuer Anwendungen wie VR/AR stößt bestehendes WLAN zwangsläufig auf Probleme mit der QoS. Um einen maximalen Durchsatz von mindestens 30 Gbit/s zu erreichen, wird Wi-Fi 7 das 6-GHz-Frequenzband erweitern und neue Bandbreitenmodi hinzufügen, darunter kontinuierliche 240 MHz, unterbrochene 160+80 MHz, kontinuierliche 320 MHz und unterbrochene 160+160 MHz. (Beachten Sie den offiziellen Account von Netzwerkingenieur Aaron.)
Unterstützt Multi-RU-Mechanismus
In Wi-Fi 6 kann jeder Nutzer Frames nur über die ihm zugewiesene RU senden oder empfangen, was die Flexibilität der Spektrumressourcenplanung stark einschränkt. Um dieses Problem zu lösen und die Spektrumeffizienz weiter zu verbessern, definiert Wi-Fi 7 einen Mechanismus, der die Zuweisung mehrerer RUs an einen einzelnen Nutzer ermöglicht. Um die Komplexität der Implementierung und die Nutzung des Spektrums auszugleichen, sieht das Protokoll natürlich bestimmte Einschränkungen für die Kombination von RUs vor: Kleine RUs (RUs kleiner als 242-Tone) können nur mit kleinen RUs kombiniert werden, große RUs (RUs größer oder gleich 242-Tone) nur mit großen RUs. Eine Mischung von kleinen und großen RUs ist nicht zulässig.
Einführung der 4096-QAM-Modulationstechnologie höherer Ordnung
Die höchste Modulationsmethode vonWLAN 6ist 1024-QAM, bei dem die Modulationssymbole 10 Bit umfassen. Um die Rate weiter zu erhöhen, führt Wi-Fi 7 4096-QAM ein, sodass die Modulationssymbole 12 Bit umfassen. Bei gleicher Kodierung kann Wi-Fi 7s 4096-QAM eine 20 % höhere Rate als Wi-Fi 6s 1024-QAM erreichen. (Beachten Sie den offiziellen Account von Netzwerkingenieur Aaron.)
Einführung des Multi-Link-Mehrfachverbindungsmechanismus
Um eine effiziente Nutzung aller verfügbaren Spektrumressourcen zu erreichen, müssen dringend neue Mechanismen für Spektrummanagement, Koordination und Übertragung im 2,4-GHz-, 5-GHz- und 6-GHz-Bereich etabliert werden. Die Arbeitsgruppe definierte Technologien im Zusammenhang mit der Multi-Link-Aggregation, insbesondere die MAC-Architektur für erweiterte Multi-Link-Aggregation, Multi-Link-Kanalzugriff, Multi-Link-Übertragung und weitere verwandte Technologien.
Unterstützt mehr Datenströme, MIMO-Funktionserweiterung
In Wi-Fi 7 wurde die Anzahl der räumlichen Streams von 8 auf 16 in Wi-Fi 6 erhöht, was die physikalische Übertragungsrate theoretisch mehr als verdoppeln kann. Die Unterstützung von mehr Datenströmen bringt auch leistungsstärkere Funktionen mit sich – beispielsweise Distributed MIMO. Dies bedeutet, dass 16 Datenströme nicht nur von einem Access Point, sondern von mehreren Access Points gleichzeitig bereitgestellt werden können. Dies erfordert die Zusammenarbeit mehrerer APs, um zu funktionieren.
Unterstützt die kooperative Planung zwischen mehreren APs
Derzeit findet im Rahmen des 802.11-Protokolls kaum eine Zusammenarbeit zwischen APs statt. Gängige WLAN-Funktionen wie automatisches Tuning und Smart Roaming sind herstellerdefinierte Funktionen. Die Zusammenarbeit zwischen APs dient lediglich der Optimierung der Kanalauswahl, der Lastverteilung zwischen APs usw., um eine effiziente Nutzung und ausgewogene Verteilung der Funkfrequenzressourcen zu erreichen. Koordinierte Planung zwischen mehreren APs in Wi-Fi 7, einschließlich koordinierter Planung zwischen Zellen im Zeit- und Frequenzbereich, Interferenzkoordination zwischen Zellen und verteiltem MIMO, kann Interferenzen zwischen APs effektiv reduzieren und die Nutzung der Luftschnittstellenressourcen deutlich verbessern.
Es gibt viele Möglichkeiten, die Planung zwischen mehreren APs zu koordinieren, darunter 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 neuen Funktionen von Wi-Fi 7 werden die Datenübertragungsrate erheblich erhöhen und für geringere Latenz sorgen. Diese Vorteile werden für neu entstehende Anwendungen wie folgt hilfreicher sein:
- Videostream
- Video-/Sprachkonferenzen
- Kabelloses Gaming
- Zusammenarbeit in Echtzeit
- Cloud-/Edge-Computing
- Industrielles Internet der Dinge
- Immersive AR/VR
- interaktive Telemedizin
Veröffentlichungszeit: 20. Februar 2023