واي فاي 7 (Wi-Fi 7) هو الجيل التالي من معايير واي فاي. بالتوافق مع معيار IEEE 802.11، سيتم إصدار معيار جديد مُعدّل IEEE 802.11be - معدل نقل بيانات عالي للغاية (EHT).
يُقدّم واي فاي 7 تقنياتٍ مثل عرض النطاق الترددي 320 ميجاهرتز، و4096-QAM، وتعدد الوحدات النمطية (Multi-RU)، والتشغيل متعدد الوصلات، وMU-MIMO المُحسّن، والتعاون متعدد نقاط الوصول، استنادًا إلى واي فاي 6، مما يجعله أقوى من واي فاي 7. ولأن واي فاي 6 سيوفر معدلات نقل بيانات أعلى وزمن وصول أقل، فمن المتوقع أن يدعم واي فاي 7 معدل نقل بيانات يصل إلى 30 جيجابت في الثانية، أي ما يقارب ثلاثة أضعاف معدل واي فاي 6.
الميزات الجديدة التي يدعمها Wi-Fi 7
- دعم أقصى عرض نطاق ترددي يبلغ 320 ميجاهرتز
- دعم آلية Multi-RU
- تقديم تقنية التعديل 4096-QAM من الدرجة الأعلى
- تقديم آلية الارتباط المتعدد
- دعم المزيد من تدفقات البيانات، وتعزيز وظيفة MIMO
- دعم الجدولة التعاونية بين نقاط الوصول المتعددة
- سيناريوهات تطبيق Wi-Fi 7
1. لماذا واي فاي 7؟
مع تطور تقنية الشبكات اللاسلكية المحلية (WLAN)، يزداد اعتماد العائلات والشركات على تقنية Wi-Fi كوسيلة رئيسية للوصول إلى الشبكة. في السنوات الأخيرة، أصبحت التطبيقات الجديدة تتطلب سرعات نقل بيانات وزمن وصول أعلى، مثل مقاطع الفيديو بدقة 4K و8K (قد يصل معدل النقل إلى 20 جيجابت في الثانية)، وتقنيات الواقع الافتراضي/الواقع المعزز (VR/AR)، والألعاب (بزمن وصول أقل من 5 مللي ثانية)، والعمل عن بُعد، ومؤتمرات الفيديو عبر الإنترنت، والحوسبة السحابية، وغيرها. على الرغم من أن أحدث إصدار من Wi-Fi 6 ركز على تجربة المستخدم في البيئات عالية الكثافة، إلا أنه لا يزال غير قادر على تلبية المتطلبات العالية المذكورة أعلاه من حيث سرعة النقل وزمن الوصول. (نرحب بمتابعة الحساب الرسمي: مهندس الشبكات آرون)
ولتحقيق هذه الغاية، تستعد منظمة معايير IEEE 802.11 لإصدار معيار جديد منقح IEEE 802.11be EHT، ألا وهو Wi-Fi 7.
2. وقت إصدار Wi-Fi 7
أُنشئت مجموعة عمل IEEE 802.11be EHT في مايو 2019، ولا يزال تطوير 802.11be (Wi-Fi 7) جاريًا. سيُصدر معيار البروتوكول بالكامل في إصدارين، ومن المتوقع أن يُصدر الإصدار الأول (Release1) في عام 2021. ومن المتوقع أن يُصدر الإصدار الأول (Drop1.0) المعيار بحلول نهاية عام 2022؛ ومن المتوقع أن يبدأ الإصدار الثاني (Release2) في أوائل عام 2022، وأن يُكمل إصدار المعيار بحلول نهاية عام 2024.
3. Wi-Fi 7 مقابل Wi-Fi 6
استنادًا إلى معيار Wi-Fi 6، يقدم Wi-Fi 7 العديد من التقنيات الجديدة، والتي تنعكس بشكل أساسي في:
4. الميزات الجديدة التي يدعمها Wi-Fi 7
يهدف بروتوكول Wi-Fi 7 إلى زيادة معدل نقل البيانات لشبكة WLAN إلى 30 جيجابت في الثانية، وتوفير ضمانات وصول منخفضة الكمون. ولتحقيق هذا الهدف، أجرى البروتوكول بأكمله تغييرات مقابلة في طبقتي PHY وMAC. بالمقارنة مع بروتوكول Wi-Fi 6، تتمثل التغييرات التقنية الرئيسية التي أحدثها بروتوكول Wi-Fi 7 فيما يلي:
دعم الحد الأقصى للنطاق الترددي 320 ميجا هرتز
الطيف الترددي المجاني في نطاقي التردد 2.4 جيجاهرتز و5 جيجاهرتز محدود ومزدحم. عند تشغيل تطبيقات ناشئة مثل الواقع الافتراضي والواقع المعزز، ستواجه شبكة Wi-Fi الحالية مشكلة انخفاض جودة الخدمة. لتحقيق أقصى معدل نقل بيانات لا يقل عن 30 جيجابت في الثانية، ستواصل شبكة Wi-Fi 7 تقديم نطاق التردد 6 جيجاهرتز وإضافة أنماط نطاق ترددي جديدة، بما في ذلك 240 ميجاهرتز مستمر، و160+80 ميجاهرتز غير مستمر، و320 ميجاهرتز مستمر، و160+160 ميجاهرتز غير مستمر. (نرحب بمتابعة الحساب الرسمي: مهندس الشبكات آرون)
دعم آلية متعددة الوحدات
في Wi-Fi 6، يمكن لكل مستخدم إرسال أو استقبال الإطارات فقط على وحدة RU المخصصة له، مما يحد بشكل كبير من مرونة جدولة موارد الطيف. لحل هذه المشكلة وتحسين كفاءة الطيف بشكل أكبر، يحدد Wi-Fi 7 آلية تسمح بتخصيص وحدات RU متعددة لمستخدم واحد. بالطبع، من أجل تحقيق التوازن بين تعقيد التنفيذ واستخدام الطيف، وضع البروتوكول بعض القيود على دمج وحدات RU، أي: لا يمكن دمج وحدات RU صغيرة الحجم (وحدات RU أصغر من 242-Tone) إلا مع وحدات RU صغيرة الحجم، ولا يمكن دمج وحدات RU كبيرة الحجم (وحدات RU أكبر من أو تساوي 242-Tone) إلا مع وحدات RU كبيرة الحجم، ولا يُسمح بخلط وحدات RU صغيرة الحجم ووحدات RU كبيرة الحجم.
تقديم تقنية التعديل 4096-QAM من الدرجة الأعلى
أعلى طريقة تعديل لـواي فاي 6هو 1024-QAM، حيث تحمل رموز التعديل 10 بتات. ولزيادة معدل النقل، سيُقدم واي فاي 7 4096-QAM، بحيث تحمل رموز التعديل 12 بتًا. وبنفس الترميز، يمكن لـ 4096-QAM في واي فاي 7 تحقيق زيادة في معدل النقل بنسبة 20% مقارنةً بـ 1024-QAM في واي فاي 6. (نرحب بمتابعة الحساب الرسمي: مهندس الشبكات آرون)
تقديم آلية الارتباط المتعدد
لتحقيق الاستخدام الأمثل لجميع موارد الطيف المتاحة، ثمة حاجة ملحة لإنشاء آليات جديدة لإدارة الطيف وتنسيقه ونقله على الترددات 2.4 غيغاهرتز و5 غيغاهرتز و6 غيغاهرتز. وقد حددت مجموعة العمل التقنيات المتعلقة بتجميع الروابط المتعددة، بما في ذلك بشكل رئيسي بنية MAC لتجميع الروابط المتعددة المعزز، والوصول إلى قنوات متعددة الروابط، والنقل متعدد الروابط، وغيرها من التقنيات ذات الصلة.
دعم المزيد من تدفقات البيانات، وتعزيز وظيفة MIMO
في Wi-Fi 7، زاد عدد التدفقات المكانية من 8 إلى 16 في Wi-Fi 6، مما يُمكّن نظريًا من مضاعفة معدل النقل المادي بأكثر من الضعف. كما أن دعم تدفقات بيانات أكثر سيُتيح ميزات أكثر قوة، مثل تقنية MIMO الموزعة، والتي تعني إمكانية توفير 16 تدفق بيانات ليس من خلال نقطة وصول واحدة، بل من خلال نقاط وصول متعددة في الوقت نفسه، مما يعني ضرورة تعاون نقاط وصول متعددة للعمل معًا.
دعم الجدولة التعاونية بين نقاط الوصول المتعددة
حاليًا، في إطار بروتوكول 802.11، لا يوجد تعاون يُذكر بين نقاط الوصول. وظائف WLAN الشائعة، مثل الضبط التلقائي والتجوال الذكي، هي ميزات مُحددة من قِبل المُورّد. يقتصر الغرض من التعاون بين نقاط الوصول على تحسين اختيار القنوات، وضبط الحمل بين نقاط الوصول، وما إلى ذلك، وذلك لتحقيق الاستخدام الفعال والتوزيع المتوازن لموارد التردد اللاسلكي. يُمكن للجدولة المُنسقة بين نقاط الوصول المُتعددة في Wi-Fi 7، بما في ذلك التخطيط المُنسق بين الخلايا في نطاقي الوقت والتردد، وتنسيق التداخل بين الخلايا، وتوزيع MIMO، أن تُقلل التداخل بين نقاط الوصول بشكل فعال، وتُحسّن بشكل كبير من استخدام موارد واجهة الهواء.
هناك العديد من الطرق لتنسيق الجدولة بين نقاط الوصول المتعددة، بما في ذلك C-OFDMA (الوصول المتعدد بتقسيم التردد المتعامد المنسق)، وCSR (إعادة الاستخدام المكاني المنسق)، وCBF (تشكيل الحزمة المنسق)، وJXT (النقل المشترك).
5. سيناريوهات تطبيق Wi-Fi 7
ستعمل الميزات الجديدة التي يقدمها Wi-Fi 7 على زيادة معدل نقل البيانات بشكل كبير وتوفير زمن وصول أقل، وستكون هذه المزايا أكثر فائدة للتطبيقات الناشئة، على النحو التالي:
- بث الفيديو
- مؤتمرات الفيديو/الصوت
- الألعاب اللاسلكية
- التعاون في الوقت الحقيقي
- الحوسبة السحابية/الحافة
- إنترنت الأشياء الصناعي
- الواقع المعزز/الافتراضي الغامر
- الطب عن بعد التفاعلي
وقت النشر: ٢٠ فبراير ٢٠٢٣