فناوری

آشنایی با فناوری‌های وای فای ۷: چگونه باعث افزایش سرعت و کاهش تاخیر شد؟

چگونه استاندارد 802.11be هر دوی این فاکتورها را همزمان به دست می‌آورد؟

در سال‌های اخیر، نسل‌های جدید وای‌فای با سرعت‌های بسیار بالا وارد صحنه شدند. در سال ۲۰۱۹، وای‌فای ۶ به سلطه ۵ ساله وای‌فای ۵ خاتمه داد ولی دقیقا یک سال بعد، استاندارد وای‌فای ۶E یا Wi-Fi 6E وارد گشت و اکنون پس از چند سال، شاهد نسل جدید دیگری از وای فای به نام وای فای ۷ هستیم.

ممکن است وای فای ۷ (استاندارد ۸۰۲.۱۱be) تا چندین سال در سایه استاندارد وای فای ۶ باشد ولی فقط شامل یک ارتقای ساده نیست. وای‌فای ۷ شامل چندین فناوری جدید است که برخی از آن‌ها برای اولین بار در Wi-Fi 6E شروع به کار کردند اما هنوز کامل نشده بودند.

این فناوری‌ها به روترها و دستگاه‌های وای فای ۷ اجازه می‌دهند تا از یک باند رادیویی کاملا جدید ۶ گیگاهرتز استفاده کنند. این طیف فرکانسی برای اولین بار در استاندارد وای فای ۶E مورد استفاده قرار گرفت؛ باند رادیویی سومی که در کنار باندهای رادیویی قدیمی‌تر ۲.۴ گیگاهرتز و ۵ گیگاهرتز قرار می‌گیرد.

در وای‌فای ۷ شاهد فناوری‌های جدیدی به نام automated frequency coordination و multi-link operations و ۴K QAM هستیم که ظرفیت شبکه بی‌سیم را افزایش می‌دهند و از آن سو، باعث کاهش تاخیر می‌شوند تا به طور کلی، شبکه‌های وای‌فای برای کاربران انعطاف‌پذیرتر و پاسخ‌گوتر شوند.

فناوری Automated Frequency Coordination

فناوری وای فای ۷

فناوری AFC یک مشکل بزرگ در باند رادیویی ۶ گیگاهرتز را حل می‌کند. اگرچه استفاده از باند رادیویی ۶ گیگاهرتز در وای‌فای تازگی دارد ولی مدت‌ها است صنایع دیگر در حال استفاده از این طیف فرکانسی هستند.

به عنوان مثال، در ایالات متحده، ناسا و وزارت دفاع از باند ۶ گیگاهرتز برای برقراری ارتباطات ماهواره‌ای استفاده می‌کنند. سیستم‌های رادار هواشناسی و اخترشناسی نیز متکی به این باند رادیویی هستند. بنابراین، این امکان وجود دارد که در این حوزه‌ها و صنایع، سیگنال‌های وای‌فای ۶ با امواج دیگر اشتباه گرفته شوند.

خوش‌بختانه، استفاده از امواج مایکروویو ۶ گیگاهرتز تا حدود زیادی قابل پیش‌بینی، موضعی و ثابت هستند. بنابراین، فناوری AFC با ایجاد هماهنگی و کار میان این طیف‌های فرکانسی، اجازه تداخل سیگنال‌های وای‌فای با دیگر سیگنال‌ها در این باند را نمی‌دهد.

کریس شیمانسکی، مدیر محصول شرکت برودکام می‌گوید: «ما به دنبال این هستیم که همه این خدمات ثابت در کجا قرار دارند. ما به الگوهای آنتن این سرویس‌های ثابت نگاه می‌کنیم و به جهتی که دنبال می‌کنند.» همه این اطلاعات به پایگاه داده‌های ابری اضافه می‌شوند. این پایگاه داده‌های ابری می‌توانند محاسبات تداخل را اجرا کنند؛ به‌طوری که وقتی یک اکسس‌پوینت وای فای ۷ را نگاه می‌کنید؛ اپراتور فعلی و مشخصات آن و همین‌طور مشخصات سیگنال‌های باند ۶ گیگاهرتز در مجاورت آن قابل مشاهده هستند.

AFC با جلوگیری از انتقال سیگنال‌های وای‌فای به باندهایی که توسط رادارهای آب‌وهوایی، تلسکوپ‌های رادیویی و غیره استفاده می‌شوند؛ استفاده از شبکه‌های وای فای ۷ در اطراف آن‌ها را ممکن می‌سازد. در عین حال، به شبکه‌های وای فای ۷ اجازه می‌دهد تا زمانی که هیچ کاربری در این طیف و نزدیک آن‌ها نیست؛ سیگنال‌ها با قدرت بالاتری پخش شوند.

مدیر محصول برادکام می‌گوید وای فای ۷ می‌تواند با استفاده از AFC در باند ۶ گیگاهرتز، سیگنال‌هایی با ۶۳ برابر قدرت عادی ارسال کند؛ فقط در زمانی که هیچ کاربر هم طیفی در نزدیکی آن نباشد. اما اگر روی کانال‌های باند ۶ گیگاهرتز کاربران و دستگاه‌های دیگری فعال باشند؛ سیگنال‌های وای فای ۷ اجازه دارند در یک قدرت یکنواخت و سطح پایین ارسال شوند.

جلوگیری از تداخل و ایجاد مزاحمت در کانال‌های باند رادیویی ۶ گیگاهرتز می‌تواند به ارائه خدمات بهتر در مسافت‌های طولانی‌تر، قابلیت اطمینان بیشتر و توان عملیاتی بالاتر منجر شود.

استفاده از فناوری AFC در وای فای ۷ جدید نیست و در استاندارد Wi-Fi 6E به صورت محدود اجرا شده است. در وای‌فای ۷، کلاس‌های بیشتری از دستگاه‌های مبتنی بر باند ۶ گیگاهرتز شناسایی و تعریف شدند و به طور موثری روی کارایی آن تاثیرگذار است.

فناوری Multi-link Operations

وای فای ۷ چند لینکی

عملیات چند پیوندی یا MLO از این واقعیت بهره می‌گیرند که فرکانس‌های رادیویی ۵ گیگاهرتز و ۶ گیگاهرتز وای‌فای به هم نزدیک‌تر از فرکانس‌های رادیویی ۲.۴ گیگاهرتز و ۵ گیگاهرتز هستند.

اکسس پوینت‌های وای‌فای مدت‌ها است که قابلیت انتقال همزمان دیتا از طریق چندین کانال رادیویی را دارند ولی این قابلیت روی دستگاه‌های وای‌فای کلاینت مانند گوشی تلفن همراه میسر نبوده است. حالا، وای‌فای ۷ به دستگاه‌هایی مانند تلفن همراه و دستگاه‌های IoT اجازه می‌دهد به طور همزمان به چندین کانال بی‌سیم دسترسی داشته باشند.

به این فکر کنید که بتوانید با اسمارت‌فون یا لپ‌تاپ خود همزمان به دو فرکانس ۲.۴ گیگاهرتز و ۵ گیگاهرتز یا ۵ و ۶ گیگاهرتز متصل شوید. در حال حاضر و با استانداردهای وای فای ۶ و وای فای ۶ ای این قابلیت را ندارید و باید میان یکی از فرکانس‌ها، انتخاب صورت گیرد.

فناوری MLO به این دستگاه‌ها امکان می‌دهد همزمان به یک کانال ۵ گیگاهرتز و یک کانال ۶ گیگاهرتز متصل شده و از هر دو کانال برای انتقال اطلاعات و ارسال/دریافت استفاده کند.

اندی دیویدسون، مدیر ارشد برنامه‌ریزی فناوری محصول کوالکام در توضیح این فناوری می‌گوید: «واقعا استفاده از این تکنیک تا پیش از افزوده شدن باند ۶ گیگاهرتز امکان‌پذیر نبود. باندهای ۵ گیگاهرتز و ۶ گیگاهرتز به قدری به یکدیگر نزدیک هستند که از نظر کارایی سرعت یکسانی دارند. آزمایش این ترفند روی باندهای رادیویی ۲.۴ گیگاهرتز و ۵ گیگاهرتز، اثربخشی سرعت انتقال باند ۵ گیگاهرتز را کاهش می‌دهد در حالی‌که انتظار می‌رفت سرعت باند ۲.۴ گیگاهرتز افزایش پیدا کند.

در MLO یک دستگاه به طور متناوب بین دو کانال سوییچ کرده و بخش‌هایی از ارسال دیتا را روی هر کدام از کانال‌ها انجام می‌دهد. این فناوری با multi-link که سعی می‌شود هر دو کانال یک سرعت و انتقال اطلاعات داشته باشند؛ متفاوت است. در باندهای ۲.۴ گیگاهرتز و ۵ گیگاهرتز سعی می‌شد با multi-link، دو قطار با سرعت و پهنای‌باند یکسان در یک مسیر حرکت کنند ولی در MLO این‌طور نیست یک قطار کند (کانال رادیویی کندتر) نمی‌تواند مانع از سرعت قطار دیگر شود.

فناوری ۴K QAM

مدولاسیون وای فای ۷

یکی دیگر از فناوری‌های جدید روی وای فای ۷، مدولاسیون ۴K یا ۴K Quadrature Amplitude Modulation است. در همه استانداردهای وای فای از تکنیک‌های مدولاسیون استفاده شده است ولی در وای‌فای ۷ با ۴K QAM روبرو هستیم.

QAM روشی برای ارسال چند بیت از یک اطلاعات در یک لحظه از یک انتقال، با روی هم قرار داده سیگنال‌هایی با دامنه‌ها و فازهای مختلف است. ۴K در ۴K QAM به این معنی است که امکان انتقال بیش از ۴ هزار سیگنال در یک زمان وجود دارد. به طور دقیق می‌تواند ۴۰۹۶ سیگنال یا بیت را در یک لحظه به طور همزمان منتقل کرد.

۴K QAM برای وای‌فای ۷ هم جدید نیست ولی در این نسل از وای‌فای، به شکل استانداردی مورد استفاده قرار گرفته است. مانند MLO و AFC، فناوری ۴K QAM می‌تواند ظرفیت شبکه بی‌سیم را افزایش دهد و منجر به کاهش تاخیر شود.

هنگامی که وای فای ۷ به صورت عمومی در دسترس مردم عادی قرار بگیرد؛ در مناطق مختلف جهان، شاهد تفاوت‌هایی در استفاده از آن خواهیم بود. در کشورهای مختلف، تفاوت‌هایی در دسترس بودن طیف‌های رادیویی وجود دارد. مثلا، در ایالات متحده، مجوز استفاده از باندهای فرکانسی ۵ گیگاهرتز و ۶ گیگاهرتز صادر شده است ولی در کشور چین باند ۶ گیگاهرتز در دسترس نیست. در چین، دستگاه‌های وای‌فای می‌توانند از دو باند رادیویی ۵ گیگاهرتز به طور همزمان سود ببرند.

شرکت‌هایی از جمله برودکام، کوالکام و مدیاتک، پردازنده‌های وای‌فای ۷ خود را در هفته‌های اخیر معرفی کردند اما به این معنی نیست که روترها و دستگاه‌های وای‌فای ۷ هم‌اکنون در بازار قابل خریداری هستند. البته، طی ماه‌های آینده، دستگاه‌هایی با پردازنده‌های وای فای ۷ این شرکت‌ها روانه بازار می‌شود و انتظار می‌رود تا پایان سال ۲۰۲۲ بتوانیم به طور عملی وای فای ۷ را تست و استفاده کنیم.

اگر برای خرید مودم، اینترنت و تجهیزات شبکه سوال داشتید یا نیاز به راهنمایی و کمک دارید؛ پیچ اینستاگرام شبکه‌چی به آی‌دی shabakehchi.press@ را فالو و در دایرکت پرسش خود را مطرح کنید تا جواب دهیم.

منبع
spectrum.ieee
 

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

دکمه بازگشت به بالا