يُعدّ معيار واي فاي 7 (Wi-Fi 7) الجيل التالي من معايير واي فاي. وسيتم إصدار معيار جديد مُنقّح، وهو IEEE 802.11be - ذو معدل نقل بيانات فائق السرعة (EHT)، والذي يتوافق مع معيار IEEE 802.11.
يُقدّم معيار Wi-Fi 7 تقنياتٍ مثل عرض نطاق ترددي 320 ميجاهرتز، و4096-QAM، وMulti-RU، وتشغيل متعدد الروابط، وMU-MIMO مُحسّن، وتعاون متعدد نقاط الوصول، وذلك استنادًا إلى معيار Wi-Fi 6، مما يجعله أكثر قوةً من معيار Wi-Fi 7. إذ يُوفّر معيار Wi-Fi 6 معدلات نقل بيانات أعلى وزمن استجابة أقل. ومن المتوقع أن يدعم معيار Wi-Fi 7 معدل نقل بيانات يصل إلى 30 جيجابت في الثانية، أي ما يُقارب ثلاثة أضعاف معدل نقل البيانات في معيار Wi-Fi 6.
ميزات جديدة مدعومة بتقنية Wi-Fi 7
- يدعم نطاق ترددي يصل إلى 320 ميجاهرتز
- دعم آلية Multi-RU
- تقديم تقنية تعديل 4096-QAM ذات الرتبة الأعلى
- تقديم آلية الربط المتعدد
- دعم المزيد من تدفقات البيانات، وتحسين وظيفة MIMO
- دعم جدولة التعاون بين نقاط الوصول المتعددة
- سيناريوهات استخدام تقنية الواي فاي 7
1. لماذا واي فاي 7؟
مع تطور تقنية الشبكات اللاسلكية المحلية (WLAN)، باتت العائلات والشركات تعتمد بشكل متزايد على شبكة Wi-Fi كوسيلة أساسية للوصول إلى الإنترنت. في السنوات الأخيرة، ظهرت تطبيقات جديدة تتطلب معدلات نقل بيانات عالية وزمن استجابة أقل، مثل فيديوهات 4K و8K (حيث قد تصل سرعة النقل إلى 20 جيجابت في الثانية)، والواقع الافتراضي/المعزز، والألعاب (حيث يكون زمن الاستجابة المطلوب أقل من 5 مللي ثانية)، والعمل عن بُعد، ومؤتمرات الفيديو عبر الإنترنت، والحوسبة السحابية، وغيرها. ورغم أن الإصدار الأخير من Wi-Fi 6 قد ركز على تجربة المستخدم في البيئات عالية الكثافة، إلا أنه لا يزال غير قادر على تلبية متطلبات معدل نقل البيانات وزمن الاستجابة المذكورة أعلاه بشكل كامل. (نرحب بمتابعة الحساب الرسمي: مهندس الشبكات آرون)
ولهذا الغرض، فإن منظمة معيار IEEE 802.11 على وشك إصدار معيار جديد منقح IEEE 802.11be EHT، وهو Wi-Fi 7.
2. وقت إطلاق شبكة Wi-Fi 7
تأسست مجموعة عمل IEEE 802.11be EHT في مايو 2019، ولا يزال تطوير معيار 802.11be (Wi-Fi 7) مستمرًا. سيتم إصدار معيار البروتوكول بالكامل على مرحلتين، ومن المتوقع أن تُصدر المرحلة الأولى (Release1) النسخة الأولى في عام 2021. أما المرحلة الثانية (Srave Draft1.0) فمن المتوقع أن تُصدر المعيار بحلول نهاية عام 2022، بينما من المتوقع أن تبدأ المرحلة الثانية (Release2) في أوائل عام 2022 وتُستكمل بحلول نهاية عام 2024.
3. واي فاي 7 مقابل واي فاي 6
استناداً إلى معيار Wi-Fi 6، يقدم معيار Wi-Fi 7 العديد من التقنيات الجديدة، والتي تتجلى بشكل رئيسي في:
4. الميزات الجديدة التي يدعمها واي فاي 7
يهدف بروتوكول Wi-Fi 7 إلى زيادة معدل نقل البيانات في شبكة WLAN إلى 30 جيجابت في الثانية، مع ضمان وصول منخفض التأخير. ولتحقيق هذا الهدف، أُدخلت تعديلات على مستوى الطبقة الفيزيائية (PHY) وطبقة التحكم في الوصول إلى الوسائط (MAC) في البروتوكول بأكمله. وبالمقارنة مع بروتوكول Wi-Fi 6، فإن أبرز التغييرات التقنية التي أحدثها بروتوكول Wi-Fi 7 هي كالتالي:
يدعم نطاق ترددي يصل إلى 320 ميجاهرتز
يُعدّ الطيف الترددي المتاح بدون ترخيص في نطاقي 2.4 جيجاهرتز و5 جيجاهرتز محدودًا ومزدحمًا. وعندما تُشغّل شبكات Wi-Fi الحالية تطبيقات حديثة مثل الواقع الافتراضي والمعزز، ستواجه حتمًا مشكلة انخفاض جودة الخدمة. ولتحقيق هدف معدل نقل بيانات أقصى لا يقل عن 30 جيجابت في الثانية، سيواصل معيار Wi-Fi 7 تقديم نطاق تردد 6 جيجاهرتز وإضافة أنماط عرض نطاق جديدة، تشمل 240 ميجاهرتز متواصل، و160+80 ميجاهرتز غير متواصل، و320 ميجاهرتز متواصل، و160+160 ميجاهرتز غير متواصل. (ندعوكم لمتابعة الحساب الرسمي: مهندس الشبكات آرون)
دعم آلية Multi-RU
في تقنية Wi-Fi 6، يقتصر إرسال واستقبال الإطارات لكل مستخدم على وحدة الموارد (RU) المخصصة له، مما يحدّ بشكل كبير من مرونة جدولة موارد الطيف. ولحل هذه المشكلة وتحسين كفاءة استخدام الطيف، تُعرّف تقنية Wi-Fi 7 آلية تسمح بتخصيص وحدات موارد متعددة لمستخدم واحد. وبالطبع، لتحقيق التوازن بين تعقيد التنفيذ واستخدام الطيف، فرض البروتوكول قيودًا معينة على دمج وحدات الموارد، وهي: لا يمكن دمج وحدات الموارد الصغيرة (أقل من 242 نغمة) إلا مع وحدات موارد صغيرة، ولا يمكن دمج وحدات الموارد الكبيرة (أكبر من أو تساوي 242 نغمة) إلا مع وحدات موارد كبيرة، ولا يُسمح بدمج وحدات الموارد الصغيرة مع وحدات الموارد الكبيرة.
تقديم تقنية تعديل 4096-QAM ذات الرتبة الأعلى
أعلى طريقة تعديل لـواي فاي 6تقنية 1024-QAM هي التي تستخدم 10 بتات لرموز التعديل. ولزيادة معدل النقل، سيُقدم معيار Wi-Fi 7 تقنية 4096-QAM، حيث تستخدم 12 بتًا لرموز التعديل. وباستخدام نفس التشفير، يُمكن لتقنية 4096-QAM في Wi-Fi 7 تحقيق زيادة في معدل النقل بنسبة 20% مقارنةً بتقنية 1024-QAM في Wi-Fi 6. (ندعوكم لمتابعة الحساب الرسمي: مهندس الشبكات آرون)
تقديم آلية الربط المتعدد
لتحقيق الاستخدام الأمثل لجميع موارد الطيف الترددي المتاحة، ثمة حاجة ملحة لإنشاء آليات جديدة لإدارة الطيف الترددي وتنسيقه ونقله على نطاقات 2.4 جيجاهرتز و5 جيجاهرتز و6 جيجاهرتز. وقد حدد فريق العمل التقنيات المتعلقة بتجميع الروابط المتعددة، والتي تشمل بشكل رئيسي بنية التحكم في الوصول إلى الوسائط (MAC) لتجميع الروابط المتعددة المحسّن، والوصول إلى قنوات الروابط المتعددة، ونقل الروابط المتعددة، وغيرها من التقنيات ذات الصلة.
دعم المزيد من تدفقات البيانات، وتحسين وظيفة MIMO
في تقنية Wi-Fi 7، ازداد عدد مسارات البيانات المكانية من 8 إلى 16 مسارًا مقارنةً بتقنية Wi-Fi 6، مما يُمكن نظريًا من مضاعفة معدل النقل الفعلي. كما أن دعم المزيد من مسارات البيانات يُتيح ميزات أكثر قوة، مثل تقنية MIMO الموزعة، والتي تعني إمكانية توفير 16 مسارًا للبيانات ليس من نقطة وصول واحدة، بل من نقاط وصول متعددة في الوقت نفسه، مما يستلزم تعاون هذه النقاط فيما بينها لضمان عملها بكفاءة.
دعم جدولة التعاون بين نقاط الوصول المتعددة
في الوقت الحالي، وضمن إطار بروتوكول 802.11، لا يوجد تعاون فعلي يُذكر بين نقاط الوصول. فوظائف الشبكات اللاسلكية المحلية الشائعة، مثل الضبط التلقائي والتجوال الذكي، هي ميزات يحددها مُصنّعو الشبكات. ويقتصر الغرض من التعاون بين نقاط الوصول على تحسين اختيار القنوات، وتعديل الحمل بينها، لتحقيق الاستخدام الأمثل والتوزيع المتوازن لموارد الترددات اللاسلكية. أما في تقنية Wi-Fi 7، فيُمكن للجدولة المنسقة بين نقاط الوصول المتعددة، بما في ذلك التخطيط المنسق بين الخلايا في المجال الزمني والترددي، وتنسيق التداخل بين الخلايا، وتقنية MIMO الموزعة، أن تُقلل بشكل فعال من التداخل بين نقاط الوصول، مما يُحسّن 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 (الإرسال المشترك).
5. سيناريوهات استخدام تقنية الواي فاي 7
ستؤدي الميزات الجديدة التي يقدمها نظام Wi-Fi 7 إلى زيادة معدل نقل البيانات بشكل كبير وتوفير زمن استجابة أقل، وستكون هذه المزايا أكثر فائدة للتطبيقات الناشئة، على النحو التالي:
- بث فيديو
- مؤتمرات الفيديو/الصوت
- ألعاب لاسلكية
- التعاون في الوقت الفعلي
- الحوسبة السحابية/الحافة
- إنترنت الأشياء الصناعي
- الواقع المعزز/الواقع الافتراضي الغامر
- التطبيب عن بعد التفاعلي
تاريخ النشر: 20 فبراير 2023