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 leistungsstärker als Wi-Fi 7. Denn Wi-Fi 6 bietet höhere Datenübertragungsraten und geringere Latenzzeiten. 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 eine 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 verlassen sich Familien und Unternehmen zunehmend auf WLAN als primäre Netzwerkzugangsmöglichkeit. In den letzten Jahren haben neue Anwendungen höhere Anforderungen an Durchsatz und Verzögerung, wie z. B. 4K- und 8K-Video (die Übertragungsrate kann 20 Gbit/s erreichen), VR/AR, Spiele (die Verzögerungsanforderung liegt unter 5 ms), Remote-Office, Online-Videokonferenzen und Cloud Computing usw. Obwohl die neueste Version von Wi-Fi 6 auf die Benutzerfreundlichkeit in Szenarien mit hoher Dichte ausgerichtet ist, kann sie die oben genannten höheren Anforderungen an Durchsatz und Latenz immer noch 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 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 bis 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:
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 mit bestehendem WLAN tritt unweigerlich das Problem einer niedrigen QoS auf. Um das Ziel eines maximalen Durchsatzes 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 Benutzer 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 Benutzer 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. Kleine und große RUs dürfen nicht gemischt werden.
Einführung der 4096-QAM-Modulationstechnologie höherer Ordnung
Die höchste Modulationsmethode vonWLAN 6ist 1024-QAM, wobei die Modulationssymbole 10 Bit umfassen. Um die Rate weiter zu erhöhen, wird Wi-Fi 7 4096-QAM einführen, sodass die Modulationssymbole 12 Bit umfassen. Bei gleicher Kodierung kann Wi-Fi 7 mit 4096-QAM eine 20 % höhere Rate als Wi-Fi 6 mit 1024-QAM erreichen. (Beachten Sie den offiziellen Account: 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 auf 2,4 GHz, 5 GHz und 6 GHz eingerichtet werden. Die Arbeitsgruppe definierte Technologien im Zusammenhang mit der Multi-Link-Aggregation, darunter hauptsächlich die MAC-Architektur der erweiterten Multi-Link-Aggregation, den Multi-Link-Kanalzugriff, die Multi-Link-Übertragung und andere damit verbundene 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 leistungsfähigere Funktionen mit sich – beispielsweise verteiltes MIMO. Dies bedeutet, dass 16 Datenströme nicht von einem Access Point, sondern von mehreren Access Points gleichzeitig bereitgestellt werden können. Dies bedeutet, dass mehrere APs zusammenarbeiten müssen, 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 Features. 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. Eine 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 Latenzzeiten 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