Wi-Fi 7: Новый стандарт беспроводной связи

В конце января 2024 года Wi-Fi Alliance официально запустил сертификацию устройств с Wi-Fi 7. Wi-Fi 7 - это более простое название стандарта 802.11be, нового протокола беспроводной связи. Так, Wi-Fi 6 - это стандарт 802.11ax; Wi-Fi 5 - это 802.11ac и т. Седьмое поколение Wi-Fi обещает значительные улучшения по сравнению с Wi-Fi 6 и 6E.

Для начала разберем, чем именно Wi-Fi 7 отличается от предыдущего стандарта Wi-Fi 6E.

Ключевые отличия Wi-Fi 7 от Wi-Fi 6E

1. Ширина канала

Ширина канала у Wi-Fi 7 достигает 320 МГц. Ширина каждого диапазона измеряется в МГц - чем шире полоса, тем больше в ней МГц. В реальных условиях каждая полоса делится на несколько каналов разной ширины. В зависимости от стандартов и оборудования канал может иметь ширину 20, 40, 80, 160 или 320 МГц. Простая аналогия - можно представить, какой объем трафика может выдержать однополосная дорога по сравнению с трехполосным шоссе или шестиполосной магистралью. Диапазон 6 ГГц поддерживает 60 каналов по 20 МГц, то есть имеет общую ширину до 1200 МГц. Однако учтем, что для получения идеальных условий нужно, как минимум, два устройства с поддержкой Wi-Fi 7. Существующие клиенты в лучшем случае будут подключаться к сети на частоте 160 МГц.

2. Многоканальная работа (MLO)

Пожалуй, самым впечатляющим отличием Wi-Fi 7 от прежних стандартов стала многоканальная работа (MLO - Multi-Link Operation). А новый стандарт использует все три диапазона частот: 2,4 ГГц, 5 ГГц и 6 ГГц, причем одновременно. То есть роутер с Wi-Fi 7 не перебрасывает пользователя между диапазонами, а позволяет задействовать все частоты сразу. MLO также обеспечивает более высокую производительность. Кроме того, MLO поможет сгладить проблему, связанную с разными радиусами действия диапазонов. Так, если частота 2,4 ГГц обеспечивает сигнал на расстоянии до 50 метров, то у 5 ГГц это расстояние сокращается до 15 метров, а у 6 ГГц оно еще меньше.

3. Квадратурная амплитудная модуляция (QAM)

Квадратурная амплитудная модуляция (QAM) - это метод передачи и приема данных в радиочастотных волнах. Чем выше показатель, тем больше информации можно «упаковать».

С введением 4K-QAM, Wi-Fi 7 улучшает скорость передачи данных на 20% по сравнению с Wi-Fi 6/6E, поскольку более высокое число QAM означает, что данные могут быть более плотно сжаты в передачу сигнала. Теперь более высокое число QAM означает, что больше товаров может быть загружено в одно транспортное средство. Другими словами, теперь Вы можете загружать/выгружать больше данных одновременно, чем раньше.

Сравнение Wi-Fi 7 и Wi-Fi 6: что нового?

Преимущества Wi-Fi 7

• Wi-Fi 7 способен обеспечить скорость, которая будет выше скорости Wi-Fi 6 примерно в четыре раза.
• С учетом заявленной скорости - до 40 Гбит/с - Wi-Fi 7 будет актуален для быстрого скачивания огромных массивов информации, например, файлов объемом свыше 100 Гбайт, стабильной работы приложений AR и VR, а также для работы с облачными технологиями.
• MLO (Multi-link Operation) позволяет одному устройству подключаться к разным диапазонам, позволяет устройствам передавать и получать данные в диапазонах одновременно и обеспечивает более высокую скорость за счет объединения полосы пропускания с более надежными соединениями WiFi на нескольких одновременно используемых диапазонах.
• Благодаря Multi-RU и прокалыванию преамбулы устройства Wi-Fi 7 смогут в полной мере использовать оставшиеся части каналов, которые простаивают или даже прерываются.
• Благодаря 16×16 MU-MIMO Wi-Fi 7 удваивает количество пространственных потоков по сравнению с Wi-Fi 6, тем самым увеличивая емкость сети.

Wi-Fi 7 в России: перспективы внедрения

Так получается, что Wi-Fi 7 не может быть запущен в России, пока в стране еще до конца не легализован Wi-Fi 6Е. Дело в том, что частота 6 ГГц в России занята радиорелейными линиями и фиксированной связью, то есть отведена под нужды военного сектора. Однако в конце 2022 года все же вышло решение Госкомиссии по радиочастотам (ГКРЧ), которого ждали очень долго.

Но все же Wi-Fi 6E так и не заработал в России, так как документ, касающийся регистрации оборудования с поддержкой этой частоты, не приведен в соответствие с новым решением - диапазон 5,9-6,4 ГГц не обозначен в нем как исключение. Поэтому каждый роутер и другой гаджет с поддержкой этой частоты владелец должен регистрировать в Роскомнадзоре.

В начале года Российская ассоциация торговых компаний и товаропроизводителей электробытовой и компьютерной техники (РАТЭК) обратилась к Минцифры с просьбой зафиксировать в Перечне подлежащих регистрации устройств положение о диапазоне 5,9-6,4 ГГц. Кроме того, в отношении нового стандарта присутствовала недосказанность со стороны Минцифры, ведь в контексте Wi-Fi 6E речь шла о полосе до 160 МГц, потому у производителей оборудования оставались вопросы по поводу разрешения на использование полосы 320 МГц.

Даже при благополучном разрешении вопросов с регистрацией новых стандартов все плюсы Wi-Fi 7 можно будет ощутить, если и роутер, и клиентское устройство поддерживают соответствующий протокол. Во-первых, стоимость оборудования с Wi-Fi 7 на сегодняшний день очень завышена.

ГОСТы и стандартизация

ГОСТ - это межгосударственный или национальный стандарт, который устанавливает единые технические требования к продукции, процессам производства и оказанию услуг. ГОСТ расшифровывается как государственный стандарт. Это нормативно-технический документ, разработанный на основе современных научных достижений, передового опыта и международных практик. Система ГОСТов была создана в Советском Союзе для унификации производственных процессов и контроля качества продукции.

В настоящее время на территории России действуют два основных типа стандартов: межгосударственные ГОСТ и национальные ГОСТ Р. Межгосударственные стандарты разрабатываются Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации СНГ.

Согласно Федеральному закону от 29.06.2015 № 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации», национальные стандарты применяются на добровольной основе. Для выполнения требований технических регламентов ЕАЭС на добровольной основе применяются межгосударственные и международные стандарты.

Предприятия, работающие с государственными заказами, обязаны соблюдать ГОСТы, так как это требование прописано в условиях контрактов.

Технические условия - это стандарт организации, разработанный и утвержденный конкретным предприятием. ТУ регламентируют производство товаров, на которые не распространяются государственные стандарты.

Основные отличия: ГОСТ устанавливает государство на основе научных данных и опыта, ТУ разрабатывает производитель. Требования ТУ не могут противоречить обязательным нормам ГОСТов.

Технический регламент - это нормативный правовой акт, имеющий силу закона. Техрегламенты ЕАЭС устанавливают минимальные обязательные требования к безопасности продукции, их соблюдение контролируется государством.

Система стандартизации охватывает все отрасли экономики. Соблюдение стандартов способствует улучшению характеристик выпускаемой продукции, обеспечивает безопасность для населения и окружающей среды.

В качестве межгосударственных стандартов могут приниматься международные стандарты ISO, IEC и других организаций.

ГОСТ - межгосударственный стандарт, действующий на территории ЕАЭС. ГОСТ Р - национальный стандарт, применяемый только в России.

Указание номера ГОСТа в маркировке означает, что товар соответствует всем требованиям этого стандарта по составу, качеству, размерам и другим параметрам.

Система стандартизации ГОСТ остается важнейшим инструментом обеспечения качества и безопасности продукции на территории ЕАЭС. Стандарты создают единую техническую базу для производителей, защищают интересы потребителей и способствуют развитию добросовестной конкуренции.

Power over Ethernet (PoE)

Power over Ethernet (PoE) представляет собой технологию, обеспечивающую подачу электрической энергии вместе с данными по сетевой инфраструктуре Ethernet. Впервые технология PoE была разработана для упрощения развертывания телефонов VoIP и исключения необходимости в дополнительном источнике электропитания на самом телефоне. С тех пор данная технология играет важную роль в увеличении числа подключенных к сети устройств, особенно в тех случаях, когда в месте установки таких устройств сложно или дорого установить дополнительные электрические розетки.

Технология PoE использует кабели типа «витая пара» для соединения между устройствами PSE и PD. На рисунке выше показаны конфигурации электропитания End-Span и Mid-Span для PSE. Оборудование End-Span обычно используется в новых установках, когда необходимы и другие обновления коммутатора (например, переход на технологию 1000-BaseT). Конфигурация Mid-Span используется, когда коммутатор, пусть и не поддерживающий технологию PoE, заменять нежелательно, а в сеть необходимо добавить только подачу электропитания, обычно с помощью PoE инжектора.

Ниже расписаны четыре типа PoE, заданные стандартом IEEE. Новый стандарт IEEE 802.3bt обеспечивает наивысший уровень максимальной мощности, подходящий для электропитания киосков и освещения. Общее преимущество технологии PoE заключается в упрощении развертывания подключаемых к сети устройств.

Для подачи электропитания постоянного тока на поддерживающие технологию PoE устройства используются две или четыре витые пары стандартного кабеля Ethernet. Питание PoE подается по проводникам передачи данных путем приложения к каждой паре синфазного напряжения. Если для подачи электропитания PoE используются только две из четырех пар, и это пары 1-2 и 3-6, в стандарте IEEE такая схема называется Alternative А. Поскольку для 10BASE-T или 100BASE-TX необходимы только две из четырех пар, электропитание может передаваться по неиспользуемым проводникам кабеля, например, 4-5 и 7-8. В стандартах IEEE это называется Alternative B. Технологию PoE также можно использовать со стандартами Ethernet 1000BASE-T и 10GBase-T, когда для передачи данных используются все четыре пары. Позволяющие передавать более высокую электрическую мощность 4-парные системы PoE используют все четыре пары кабеля, как для электропитания, так и для передачи данных.

Стандарты PoE изменялись со временем для удовлетворения растущих потребностей питаемых устройств (PD) в электропитании. Созданный в 2003 году оригинальный стандарт IEEE 802.3af обеспечивает подачу электропитания постоянного тока мощностью до 13 Вт на каждое устройство. Обновленный в 2009 году стандарт IEEE 802.3at, также известный как PoE Plus (PoE+), обеспечивает электрическую мощность до 25,5 Вт. В собственной реализации UPOE компании Cisco для увеличения электрической мощности на устройстве PD до 51 Вт использовались все четыре пары кабеля. С принятием стандарта IEEE 802.3bt в настоящее время существует девять возможных классов мощности для четырех классов источников PSE.

Для обеспечения надежности и совместимости системы особое внимание необходимо уделить ее проектированию, выбору оборудования (PSE и PD), а также целостности и совместимости новой и существующей кабельной инфраструктуры. Проведение необходимых испытаний и использование системы документирования дают неоспоримые преимущества на этапах развертывания и обслуживания системы.