Специалисты в сфере беспроводных технологий уже ведут разработку нового поколения беспроводной связи Wi-Fi — Wi-Fi 8. Пока процесс идёт за закрытыми дверями. Однако уже известно, что в новом стандарте акцент будет сделан не на чистой скорости передачи данных, а на повышении удобства использования.
Источник изображения: Sebastian Kanczok/Unsplash
Разработка Wi-Fi 8, известного сейчас как IEEE 802.11bn Ultra High Reliability, займёт как минимум ещё несколько лет. Беспроводная технология Wi-Fi находится в состоянии постоянного совершенствования. Каждый шаг в эволюции технологии обычно занимает годы, в течение которых её разработчики обсуждают, одобряют, а затем развёртывают новый стандарт. Хотя Wi-Fi 7 рассматривается в качестве «текущей версии» Wi-Fi, стандарт до сих пор не ратифицирован.
Тем не менее, это не останавливает специалистов от разработки Wi-Fi 8. И о будущей технологии стали известны некоторые детали. Подразделение Filogic компании MediaTek, занимающееся вопросами беспроводных технологий, рассказало о том, что можно будет ожидать от Wi-Fi 8, но с оговоркой, что окончательные детали станут известны, не ранее принятия окончательной спецификации стандарта, что, как ожидается, произойдёт примерно в сентябре 2028 года.
Ключевой аспект, о котором нужно думать в контексте нового стандарта Wi-Fi 8 — не пиковая пропускная способность, а эффективная пропускная способность. По мнению организации Wi-Fi Alliance и MediaTek, США не являются основной движущей силой, стоящей за эволюцией беспроводных стандартов. Этой силой является Китай. В Поднебесной насчитывается более 650 млн абонентов широкополосного Интернета. Более четверти из них имеют в своих домах широкополосное подключение со скоростью 1 Гбит/с. В целом средняя скорость подключения составляет 487,6 Мбит/с. Показатель вырос на 18 % по сравнению с прошлым годом.
Источник изображений здесь и ниже: MediaTek
Теоретически 802.11bn или Wi-Fi 8 (документ Word от IEEE) призван обеспечить достаточную пропускную способность для размещения широкополосного шлюза, предоставляющего соединение в несколько гигабит в секунду, и будет учитывать способность локальных сетей обеспечивать ещё более эффективную пропускную способность. Согласно интерпретации EverythingRF документа от 2022 года под названием «Запрос на авторизацию проекта (PAR)», новый стандарт должен обеспечить минимальную совокупную пропускную способность в 100 Гбит/с.
В 2023 году проект PAR был одобрен. Его рабочая группа продолжила разработку. По состоянию на ноябрь 2024 года компания MediaTek считает, что в некоторых ключевых моментах Wi-Fi 8 будет практически идентичен Wi-Fi 7: у нового стандарта будет такая же максимальная скорость физического уровня (PHY) — 2880 Мбит/с x 8 или 23 Гбит/с. Он также будет использовать те же три частотных диапазона (2,4, 5 и 6 ГГц) и ту же модуляцию 4096 QAM с максимальной полосой пропускания 320 МГц на канал.
Очевидно, что типичный роутер с поддержкой Wi-Fi 8 не будет обеспечивать пропускную способность в 23 Гбит/с. Со слов MediaTek, реальная пиковая пропускная способность в «чистых» или лабораторных условиях составит около 80 % или около того от гипотетической пиковой пропускной способности нового стандарта. В обычных же условиях показатели будут гораздо меньше.
Говоря проще, Wi-Fi 8 должен обеспечивать примерно ту же беспроводную пропускную способность, что и Wi-Fi 7, используя те же каналы и ту же модуляцию. Как и каждый стандарт Wi-Fi до него новый Wi-Fi 8 будет обратно совместим со своими предшественниками. Однако Wi-Fi 8 изменит то, как клиентские устройства, такие как ПК или мобильные устройства, будут взаимодействовать с несколькими точками доступа. С течением времени Wi-Fi эволюционировал из связи между одним ноутбуком и маршрутизатором по одному каналу до переключения каналов для разных клиентов в разные диапазонах. Когда был разработан Wi-Fi 6, был добавлен выделенный канал 6 ГГц, иногда использующийся, как выделенный «обратный путь» между точками доступа внутри домашней сети. Теперь более распространены ячеистые сети (Mesh network), предоставляющие домашнему устройству множество точек доступа, каналов и частот на выбор.
Как Wi-Fi 8 улучшит технологию Wi-Fi
MediaTek видит несколько возможностей для улучшения координации между точками доступа и устройствами внутри Wi-Fi-сети. Следует добавить, что речь идёт именно о мнении MediaTek, потому что пока нет окончательной уверенности в том, что эти предложения будут приняты и реализованы рабочей группой разработки стандарта Wi-Fi 8 в целом.
Координированное пространственное повторное использование (Co-SR). Технология пространственного повторного использования (Spatial Reuse) была впервые реализована в Wi-Fi 6. Недостатком оригинальной технологии являлась разница в мощности передачи точкой доступа, которая «обращалась» к близлежащему устройству и одновременно взаимодействовала со второй точкой доступа на большом расстоянии. Если первая точка доступа снижала свою мощность для связи с близлежащим устройством, она не могла быть «услышана» другой точкой доступа.
Стены — главное препятствие в передаче сигнала W-Fi
Co-SR Wi-Fi 8 может стать эволюцией технологии пространственного повторного использования. Она может решить проблему связи между точками доступа и обеспечить координацию между ними для обеспечения необходимой выходной мощности передачи сигнала. «Наши предварительные испытания показывают, что Co-SR может увеличить общую пропускную способность системы на 15–25 процентов», — говорит MediaTek.
Координированное формирование луча (Coordinated Beamforming, Co-BF). Эта техника также призвана решить довольно распространенную проблему со связью Wi-Fi между двумя устройствами в условиях домашней беспроводной сети или в общественных местах. Координированное формирование луча позволяет точкам доступа общаться друг с другом и определять, какому устройству необходим сигнал, а какому он не нужен, а затем настраивать передачу таким образом, чтобы «отводить» сигнал от устройства, которое не взаимодействует с сетью. «Пропускная способность, обеспечиваемая технологией Coordinated Beamforming (Co-BF) в MediaTek Filogic следующего поколения, значительно улучшена: прирост составляет от 20 до 50 процентов в ячеистой сети с одной точкой доступа Control AP и одной точкой доступа Agent AP», — говорит MediaTek.
Динамическая работа подканала (DSO). Как известно, современные компьютерные устройства поддерживают последний стандарт беспроводной передачи данных Wi-Fi 7. Однако не все они обеспечивают одинаковую пропускную способность и скорость соединения. Ранее информация о мощности передачи сигнала того или иного устройства передавалась и хранилась на роутере для последующего распределения субканалов между устройствами-получателями сигнала для избегания помех. В большинстве случаев это не является проблемой. Однако в ситуациях, когда несколько устройств одновременно, например, скачивают один и тот же файл, DSO создаёт сценарий, при котором более передовые устройства получают доступ к более быстрому субканалу, который позволяет быстрее скачивать этот файл. Разница между старым подходом и DSO в составе Wi-Fi 8 будет заключаться в том, что точка доступа сможет принимать решения в распределении субканалов, опираясь на возможности каждого устройства-получателя и их запросы, и соответствующим образом маршрутизировать данные.
Типичный сценарий использования Wi-Fi: при перемещении по дому скорость беспроводной передачи данных соответствующим образом меняется
По словам MediaTek, DSO способно увеличить пропускную способность данных на 80 процентов по сравнению с отсутствием этой технологии.
Новые скорости передачи данных. Беспроводные точки доступа и их клиенты работают по схеме MCS Index. Индекс определяет тип модуляции радиочастоты, скорость кодирования, защитный интервал и ширину канала. В сочетании эти параметры определяют теоретическую скорость передачи данных. По сути, это таблица, которая помогает маршрутизатору Wi-Fi определить, какой должна быть скорость соединения, чтобы вы могли подключаться и транслировать данные без ошибок. Если пропускная способность вашего устройства замедляется при перемещении по дому, это отчасти связано с тем, что ваше устройство и маршрутизатор «решают», на какой скорости соединения ваше устройство должно транслировать данные.
MediaTek считает, что сейчас переход к более медленным скоростям слишком резкий и следует ввести дополнительные градации, такие как 16-QAM с 2/3 скоростью кодирования. По словам компании, более тонкая градация типов модуляции радиочастот поможет улучшить общую скорость передачи от 5 до 30 процентов.
Развитие Wi-Fi 8 зависит от того, насколько быстро новый стандарт будет проходить все необходимые процедуры лицензирования. Например, ожидалось, что тот же Wi-Fi 7 (802.11be) будет принят ещё в сентябре этого года, однако этого не произошло. Та же игровая приставка PlayStation 5 Pro с поддержкой Wi-Fi 7 пока не будет поставляться в Индию, поскольку страна ещё не одобрила беспроводной канал 6 ГГц, от которого зависит работа стандарта Wi-Fi 7.
Разработка новых беспроводных стандартов обычно занимает около шести лет, однако производители оборудования редко готовы ждать так долго. Как отмечает MediaTek, продукты с поддержкой Wi-Fi 7 поставляются на рынок с конца 2023 года, даже несмотря на то, что этот стандарт пока не был формально одобрен. Отчасти это связано с тем, что комитет IEEE, отвечающий за стандарт, редко вносит кардинальные изменения между утверждением проекта стандарта и окончательным стандартом. Что касается Wi-Fi 8, то первые потребительские устройства с его поддержкой могут появиться в начале 2028 года, даже с учётом того, что окончательное принятие стандарта ожидается не ранее конца того же года.