في أول منشور من هذه سلسلة المدونات حول Wi‑Fi 7، ناقشنا نظرة عامة عالية المستوى على Wi‑Fi 7 كما نعرفها في وقت نشر هذه السلسلة.
لمساعدة الناس على فهم بعض التحسينات الرئيسية التي تأتي مع Wi‑Fi 7، نشرت RUCKUS Networks ورقة بيضاء تفصيلية عن التحسينات الرئيسية التي نراها مع Wi‑Fi 7، أو 802.11be كما يُعرف تعديل IEEE. يمكن العثور على الورقة البيضاء في الصفحة المخصصة لـ Wi‑Fi 7 على موقع RUCKUS Networks الجديد.
سيأخذ هذا المدونة نظرة أعمق على أحد المبادئ الأساسية لـ Wi‑Fi 7، وهو الاسم – Wi‑Fi 7 Extremely High throughput. ستُغطى الميزات الرئيسية الأخرى مثل Multi‑Link Operation (MLO)، Punctured Transmission (المعروفة أيضًا باسم Preamble Puncturing)، وجودة الخدمة المحسّنة (QoS) في بعض مدخلات المدونة لاحقًا. لهذا المدونة، سنناقش كل شيء عن SPEED!
عمر عالٍ للغاية مع Wi-Fi 7
منذ بدء 802.11n (Wi‑Fi 4)، بدأت IEEE في إعطاء تعريفات لاحقة لتعديلات الفيزياء التي تُصدر لتزويدنا بإشارة تركيز على تلك التعديل. بالنسبة لـ 802.11be، هو لاحقة Extremely High Throughput أو EHT. القمة الرياضية للسرعة القصوى في Wi‑Fi 7 هي أكثر من 46 جيجابت في الثانية ولكن للحصول على هذه السرعة، هناك بعض "الميزات" اللازمة لتحقيق هذا الرقم العالي.
تعديل تربيعي 4096
المعروفة أيضًا باسم 4K QAM، 4096-QAM (تعديل التموج الرباعي) هي التقنية المستخدمة لتشفير البتات على إشارة لاسلكية ليتم نقلها عبر الهواء إلى الطرف الآخر. بالنسبة للمستمع العادي، هذا يعني وجود 4,096 نقطة بيانات ممكنة في ما يُعرف بالكونستليشن لتشفير البيانات المنقولة. بينما هو أمر رائع، هناك بعض التحديات في تحقيق هذا المستوى من التشفير.
تشكيلة QAM اللاسلكية
أفضل طريقة لشرح هذا التحدي هي بفحص ما يُعرف بمجموعة QAM. للبدء ببساطة، سنبدأ بمجموعة QAM 16، كما هو موضح هنا.
الشكل 1: 16 QAM مع EVM
كل نقطة واحدة من النقاط في الأبراج تمثل نقطة بيانات يتم استهدافها بواسطة موجة راديوية. بما أنها 16 QAM، فمن السهل أن نرى أن هناك إجمالي 16 نقطة، 4 نقاط في كل ربع. يمثل الصندوق البرتقالي ما يُعرف بصندوق حجم المتجه الخطأ، أو EVM box. هذا هو الهدف الذي يجب تحقيقه، وأي ضربة داخل هذا الصندوق ستُسجَّل كضربة ناجحة على الهدف وسيتسجَّل ذلك في الراديو المستلم. 16 QAM مقاوم للغاية لأن صندوق الهدف كبير نسبياً، لكن كما يمكنك أن تتخيل، فهو ليس سريعاً.
هنا يأتي 4096 QAM إلى الخلاص.
الشكل 2: 4096 QAM بدون EVM
نفس المربعات، لكن مع عدد أكبر قليلًا من النقاط في كل مربع. لتكون دقيقة، عدد النقاط لكل مربع ارتفع من 4 إلى 1,024. هذا يعني أن EVM (الذي لا يُحاول حتى عرضه) ارتفع من ¼ من المربع إلى 1/1024 من المربع. يجب أن يضرب الإشارة هدفًا صغيرًا لتسجيل ضربة ناجحة. من الممكن، لكن كما يمكنك أن تتخيل، أي تداخل أو مشكلة صغيرة ستجعله يفوت الهدف وفشل الإرسال.
هل 4096 QAM ممكن في WiFi؟
الإجابة هي مزيج. ممكن؟ نعم، مع إضافة Wi‑Fi 7 Extremely High Throughput الميزات المطلوبة، من الممكن تحقيق ذلك في الواقع. هل هو محتمل؟ ربما لا في العديد من السيناريوهات. بينما هو رائع وسريع جدًا، فهو أيضًا هش ونأمل أن نرى هذا المستوى من التعديل في عدد قليل من الحالات فقط.
16 مسار مكاني
يعتمد Wi‑Fi 7 على معدل نقل البيانات الفائق للغاية على خطوط الموجة الفضائية، وهي ما تستخدمه الأجهزة لإرسال واستقبال البيانات في اتجاهات مختلفة لاستخدام مسار متعدد لإرسال المزيد من البيانات في نفس الوقت. عدد خطوط الموجة الفضائية (كلما زاد كان أفضل) يتيح سرعات أسرع عبر الرابط اللاسلكي، مما يؤدي إلى اتصال أسرع بالإنترنت، ثم يؤدي إلى انخفاض الكمون. بينما يبدو هذا رائعاً، يأتي ذلك بتكلفة استهلاك الطاقة لتحقيق ذلك. ببساطة يتطلب تشغيل المزيد من خطوط الموجة الفضائية مزيداً من الطاقة. هناك أيضًا عامل الحجم المطلوب لتحقيق هذا العدد من الخطوط. المزيد من الخطوط يعني حاويات أكبر لتناسبها جميعاً.
المزيد من التدفقات = المزيد من MIMO وأقل تأخير، لكن مع تكلفة
عند دمج هذين القيدين (متطلبات الطاقة والحجم)، لا نتوقع أبدًا أن نرى أي جهاز يصل إلى السوق يملك 16 مسارًا فضائيًا. يُعرف ذلك في المعيار ويستخدم في الحسابات الرياضية للوصول إلى 46 Gbps، لكن لا تتوقع أن تظهر اختبارات السرعة أي شيء قريب من ذلك الرقم في العالم الحقيقي، بفضل عدم وجود أجهزة بها 16 مسارًا فضائيًا.
من جانب AP، هناك بالفعل شكاوى حول حجم نقاط الوصول Wi‑Fi 6E وكذلك القلق بشأن الطاقة المطلوبة لتشغيل نقاط الوصول. تتطلب الأجيال السابقة من نقاط الوصول 15 إلى 30 واط من طاقة PoE (802.3af/at) لكن حتى مع جزء من التدفقات المحددة في هذا المعيار الجديد، يُتوقع أن تحتاج نقاط الوصول Wi‑Fi 7 إلى طاقة أكثر من قبل. مثال على ذلك هو R760 (نقطة وصول RUCKUS Wi‑Fi 6E) التي تتطلب 36 واط من الطاقة، أو 802.3bt Mode 5. تعني المزيد من التدفقات المكانية استهلاك طاقة أعلى، وهو ما يُعد معيارًا صعبًا بالفعل.
عندما يتعلق الأمر بأجهزة العميل، إذا كنت تعتقد أن بطارية جهازك المحمول تواجه صعوبة في الاستمرار طوال اليوم الآن، فكر في أنها لديها 1 أو 2 تدفقات. تخيل استنزاف الطاقة إذا كان لديها 16 تدفقًا.
قنوات بعرض 320 ميجاهرتز
بفضل إصدار طيف 6 جيجاهرتز لاستخدام Wi‑Fi، قد يكون عرض القناة هذا ممكنًا في عدد قليل جدًا من حالات الاستخدام. في المكالمات حول العالم، سيطلب أو يشتكي مديرو المشاريع، للحصول على عرض نطاق ترددي إضافي لتحقيق إنتاجية أعلى. يتم أخذ ذلك مباشرة من عالم الراديو وعرض القناة على النطاق. إذا كنت تريد نقل المزيد من البيانات في نفس الوقت (تحقيق إنتاجية أعلى) تحتاج إلى قنوات ذات عرض نطاق ترددي أكبر، وهو ما يحتاج Wi‑Fi 7 Extremely High Throughput إلى استخدامه.
الشكل 3: نطاقات القنوات
حيث ينقذ 6 غيغاهرتز Wi‑Fi 7 من خلال معدل نقل عالي للغاية
في نطاقات التردد المختلفة 2.4 جيجاهرتز و5 جيجاهرتز، من المستحيل استخدام قناة بعرض 320 ميجاهرتز. لا توجد طيف متصل كافٍ لتحقيق ذلك. في 6 جيجاهرتز، يمكن أن يكون هناك قناة بعرض 320 ميجاهرتز، لكن عددها قليل، وستستفيد Wi‑Fi 7 من هذه القدرة أيضًا.
المشكلة الأكبر هنا هي أنه بينما بعض المجالات التنظيمية، مثل الولايات المتحدة، معتمدة على 1,200 ميجاهرتز إضافية في نطاق 6 GHz، لا تتوفر كل منطقة نفس الكمية من الطيف. الاتحاد الأوروبي، على سبيل المثال، يملك فقط 500 ميجاهرتز من الطيف في 6 GHz. في مثل هذه المناطق، يمكن أن يكون هناك قناة واحدة فقط بعرض 320 ميجاهرتز. حتى مع كامل 1,200 ميجاهرتز من الطيف، هناك فقط ثلاث قنوات ممكنة في 6 GHz عند التصميم باستخدام قنوات بعرض 320 ميجاهرتز.
فوائد إضافية للقنوات الأوسع
بينما نحب دائمًا أن نستخدم القناة الكاملة المخصصة، التي تزيد من كفاءة الإرسال لدينا وتُحسّن (أي تقلل الازدحام على) القناة، فإن قناة بعرض 320 ميجاهرتز تجلب بعض الفوائد والتحديات الإضافية.
أولاً، التحديات:
- فقط بين one وthree قنوات متاحة في 6 GHz.
- قابلية للتطبيق على التداخل النطاق الضيق.
بينما تحدد المتطلبات وتخطيط القناة في الطبقة الفيزيائية ما إذا كان يمكن استخدام هذه القنوات الواسعة، فإن المعيار لديه حل لمشكلة التداخل المزعجة، والتي سنغطيها في المدونة التالية التي تتحدث عن الإرسال المقطوع واستخدام multi‑RU و RUs التي تم تقديمها لأول مرة مع OFDMA في 802.11ax، Wi‑Fi 6.
الآن، الفوائد:
- أسرع ممكن سرعات
- أعلى MCS ومعدلات بيانات rates
- انخفاض الكمون لاستخدامات مثل AR/VR، الألعاب، والحوسبة السحابية
ما السرعة المتوقعة بالـ Gbps؟
معًا (4K QAM، 16 مسارًا فضائيًا، قناة بعرض 320 ميجاهرتز) تقول الرياضيات إنه يمكن أن يصل إلى 46 Gbps. بما أننا نعلم أن 16 مسارًا فضائيًا لا يحدث، فإن أفضل ما يمكن أن نأمله هو 4K QAM على قناة بعرض 320 MHz مع، على الأرجح، 2 مسارًا فضائيًا. تقول الرياضيات إنه سيصل إلى تقريبا 5.8 Gbps. بينما ليس 46 Gbps المذكور في المعيار، إلا أنه لا يزال أكثر من ضعف ما يمكن توقعه مع Wi-Fi 6E.
ماذا عن RUCKUS Networks؟
للوصول إلى الورقة البيضاء الكاملة حول Wi-Fi 7، انقر هنا. يمكنك معرفة المزيد عن Wi-Fi 7 Extremely High Throughput، أو مواضيع WiFi 7 الأخرى، بزيارة صفحة Wi-Fi 7 على موقع RUCKUS Networks، التي يمكن العثور عليها هنا. ستكون هذه الصفحة موردًا أساسيًا لأي شخص يرغب في البقاء على اطلاع على Wi-Fi 7 بينما نقترب من اعتماد التعديل من قبل IEEE وإعلان شهادة Wi-Fi 7 من Wi-Fi Alliance. للمتابعة قراءة بقية سلسلة المدونة هذه، راجع صفحة Wi-Fi 7 للروابط المستقبلية.
يمكن للقراء أيضًا معرفة المزيد عن منتجات وحلول RUCKUS Networks بزيارة هذه المواقع: RUCKUS Networks Products و RUCKUS Networks Solutions. لمعرفة المزيد حول كيف يمكن لـ RUCKUS مساعدة مؤسستك بأحدث تطورات تكنولوجيا الشبكات، أرسل لنا ملاحظة وسيصل إليك أخصائي لمساعدتك.
تقدم مع RUCKUS Networks!
سجّل للحصول على رؤى حصرية من RUCKUS Networks.