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 диапазоны. 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.

Китайская Обсерватория Пурпурной горы Китайской академии наук (CAS) провела первый в мире эксперимент по беспроводной передаче данных на большое расстояние в терагерцовом диапазоне. На удаление 1,2 км было передано видео высокой чёткости с помощью сигнала с мощностью на шесть порядков слабее обычной мобильной базовой станции, что стало первой в мире беспроводной передачей данных в диапазоне свыше 0,5 ТГц.

Источник изображения: Purple Mountain Observatory of the Chinese Academy of Sciences

Астрономов неспроста подключили к эксперименту, хотя в его разработке и постановке участвовало много коллективов китайских учёных, включая исследователей Китайской академии инженерной физики, Шанхайского педагогического университета, корпорации China Electronics Technology Group, Технического института физики и химии CAS и Чанчуньского института оптики, точной механики и физики CAS. Обсерватория Пурпурной горы Китайской академии наук (Purple Mountain Observatory of the Chinese Academy of Sciences) десятилетиями занимается изучением Вселенной в субмиллиметровом диапазоне. Послания инопланетным цивилизациям она не передаёт (с передатчиком помогли смежники), но слабые сигналы её сотрудники принимать научились и реализовали свой опыт в сверхчувствительном сверхпроводящем датчике для приёма сигналов в терагерцовом диапазоне.

«Представьте себе микроволновую связь как дорогу с двумя полосами движения. Терагерцовая связь — это всё равно что расширить дорогу до шести или восьми полос из-за более широкого и насыщенного спектра», — сказал в интервью государственному телеканалу CCTV Ли Цзин (Li Jing), профессор-исследователь CAS, который работал над экспериментом.

Терагерцовый диапазон лежит между микроволновым излучением и инфракрасным. Например, в NASA инфракрасные лазеры начали использовать для связи с дальним космосом. В земных условиях лазерная связь менее практична, тогда как терагерцовый диапазон ещё пробивает атмосферные осадки и позволяет увеличить пропускную способность. Собственно, будущая сотовая связь 6G уже снизу вторгается в этот диапазон.

Передача данных в терагерцовом диапазоне на более высоких частотах может использоваться для магистральных каналов или для связи с космическими аппаратами. Для своего пятидневного эксперимента китайские астрономы использовали штатный телескоп — субмиллиметровую антенную решётку. В коммерческом исполнении это будет что-то более простое.

Компании LG, Razer и MediaTek показали на саммите LG webOS Summit 2024 технологию беспроводной связи с очень низкой задержкой Bluetooth Ultra-Low Latency (BT ULL) в действии. Данная технология была реализована на смарт-телевизоре LG с webOS, а также игровом контроллере компании Razer, благодаря чему задержка ввода между этими двумя устройствами составляет всего 1 мс.

Источник изображений: LG

Razer разработала первый в мире игровой контроллер с технологией BT ULL. Чтобы продемонстрировать его улучшенную эффективность, LG и Razer сравнили контроллер с BT ULL со стандартным Bluetooth-геймпадом. Новый контроллер показал превосходную отзывчивость, уменьшенную задержку ввода и точность управления технологии BT ULL при работе с различными играми, включая FPS, файтинг и гонки, запущенными через облачный игровой сервис на телевизоре LG с webOS.

Компания LG планирует в ближайшем будущем представить программу сертификации для сторонних игровых контроллеров, чтобы гарантировать полную совместимость контроллеров с BT ULL со смарт-телевизорами LG на базе webOS. Razer же станет первой компанией, получившей такую сертификацию LG.

LG также сообщает, что в партнёрстве с MediaTek ведёт работу по интеграции технологии BT ULL в беспроводной модуль MediaTek Wi-Fi MT7921. Он основан на платформе MediaTek Filogic и также предлагает поддержку Wi-Fi 6. В 2025 году LG начнёт выпуск премиальных моделей OLED- и QNED-телевизоров с частотой обновления 120 Гц и выше, которые получат поддержку технологии BT ULL.

Министерство внутренних дел и коммуникаций Японии заявило, что будет на законных основаниях закрывать проекты фотоэлектрической генерации в случае создания ими радиочастотных помех. С 2021 года Министерство получило 44 жалобы от оборонных и правительственных структур на помехи связи со стороны солнечных электростанций. Производители фотопанелей и интеграторы должны ответственно отнестись к этому заявлению и принять меры.

Безэховая камера для тестирования на радиопомехи. Источник изображения: Stan Zurek, Wikimedia Commons

В основном жалобы на создание помех радиосвязи поступали на крупномасштабные проекты, но не ограничивались ими. В этой связи Министерство уведомило Японскую ассоциацию производителей электрооборудования и Японскую ассоциацию фотоэлектрической энергетики (JPEA) о нежелательных радиопомехах от систем солнечной генерации, которые способны приводить к сбоям беспроводной связи. Если на таких объектах проблемы не будут устранены, то у властей есть все законные основания закрыть их.

В частности, жалобы были на помехи цифровым радиосистемам местных органов власти, используемым для предотвращения стихийных бедствий, служб реагирования на пожары и экстренной связи. Чтобы этого не было, производителям панелей и интеграторам следует использовать систему фильтрации помех в электрических цепях солнечной генерации, а также учитывать вероятность их появления в случае тех или иных недоработок в проектах.

Также регулятор призвал японских проектировщиков взять на вооружение соответствующие рекомендации Международной электротехнической комиссии (IEC). В документах IEC есть положения, которые регламентируют вопросы снижения нежелательного излучения радиоволн от систем солнечной генерации. Но это не сильно помогло в Европе, где регуляторы Нидерландов и Швеции, например, сообщали о радиопомехах от солнечных электростанций ещё в 2023 и, соответственно, 2021 годах.

Федеральная комиссия по связи (США) приняла решение о расширении использования большей части диапазона 6 ГГц нелицензированными беспроводными потребительскими устройствами, что значительно увеличит их беспроводные возможности в будущем.

Dreamlike Street / unsplash.com

Ряд технологических компаний, включая Apple, Microsoft, Facebook✴ (ныне Meta✴) в 2019 году обратились в FCC с просьбой получить нелицензируемый доступ ко всему спектру 1200 МГц диапазона 6 ГГц. Правила, позволяющие нелицензированным устройствам использовать частоту 6 ГГц, были разработаны в 2020 году и окончательно приняты 19 октября 2023 года.

Ранее FCC открыла диапазон частот 1200 МГц между 5,925 и 7,125 ГГц для нелицензируемых потребительских товаров, таких как смартфоны и ноутбуки. Это решение привело к быстрому внедрению стандарта Wi-Fi 6E и открыло дорогу к развитию Wi-Fi 7. Согласно новому документу FCC, большая часть диапазона 6 ГГц теперь стала доступна для нелицензионного использования устройствами с очень низким энергопотреблением. Такие устройства могут использовать преимущества высокоскоростной передачи данных на короткие расстояния, если они работают в частях U-NII-5 и U-NII-7 диапазона 6 ГГц с общей частотой 850 МГц. В то же время новые правила учитывают защиту от помех для лицензированного использования, например, для телекоммуникаций.

«Признавая необходимость обеспечения ещё большей гибкости и поощрения нелицензионных инноваций, Комиссия приняла новые правила, которые разрешают устройствам с очень низким энергопотреблением (VLP) использовать передовые беспроводные технологии для передачи данных на коротких расстояниях с очень высокой скоростью соединения. К ним относятся, например, устройства дополненной и виртуальной реальности (AR/VR), носимые датчики и технологии, а также разнообразные устройства Интернета вещей», — говорится в опубликованном заявлении FCC.

Последнее решение FCC предоставит новые возможности для развития беспроводных технологий, включая автомобильные соединения и мобильные устройства виртуальной или дополненной реальности. Открытие дополнительного спектра будет способствовать инновациям в данной области. Вице-президент североамериканского офиса компания Meta✴ Кевин Мартин (Kevin Martin) в комментарии порталу The Verge приветствовал решение регулятора.

«Мы очень положительно оцениваем решение FCC, позволяющее таким компаниям, как наша, использовать новые беспроводные технологии для создания следующей волны вычислительной техники. Это яркий пример сотрудничества государственного регулирующего органа и отрасли для построения будущего», — прокомментировал Мартин.

Intel анонсировала первые адаптеры нового поколения беспроводной связи Wi-Fi 7, несмотря на отсутствие официального утверждения стандарта 802.11be Институтом инженеров электротехники и электроники (IEEE). Компания обещает вывести их на рынок уже в этом году. Новый стандарт беспроводной связи обещает стать альтернативой проводным сетям для большинства пользователей.

Источник изображения: wi-fi.org

Intel представила первые адаптеры Wi-Fi 7, в частности, модели Wi-Fi 7 BE200 и Wi-Fi 7 BE202. Оба устройства работают в диапазоне 2,4 ГГц, 5 ГГц и 6 ГГц, а также имеют интерфейсы PCIe и USB. Однако максимальная скорость BE200 ограничена 5 Гбит/с, что намного меньше заявленной максимальной пропускной способности стандарта Wi-Fi 7 — 40 Гбит/с. Хотя детальное сравнение двух моделей пока не проводилось, известно, что дискретный модуль BE200 прошёл предварительную сертификацию Wi-Fi 7.

Источник изображения: Intel

Новые адаптеры поступят в продажу до конца текущего года, в то время как полное утверждение стандарта IEEE 802.11be ожидается лишь к 2025 году. Первыми новинку опробуют владельцы материнской платы Gigabyte Aorus Z790 Master X (ревизия PCB 1.2), в то время как другие версии платформы будут работать на базе решений Qualcomm и MediaTek.

Источник изображения: Intel

Wi-Fi 7 призван удовлетворить растущий спрос на более высокую пропускную способность сети, особенно для устройств виртуальной (VR) и дополненной реальности (AR). Технология обещает оптимизировать эффективность и ёмкость беспроводных соединений, используя функции MU-MIMO и OFDMA, а также увеличив ширину канала до 320 МГц.

Источник изображения: Intel

Новый стандарт будет включать в себя улучшения, внедрённые в предыдущих версиях Wi-Fi. Пользователям, желающим воспользоваться преимуществами новой технологии, потребуются соответствующие маршрутизаторы и точки доступа, поддерживающие новый стандарт.

Источник изображения: Intel

Несмотря на впечатляющие технические характеристики Wi-Fi 7, полноценное внедрение технологии займёт некоторое время. Тем не менее, уже сейчас стоит задуматься о будущей модернизации своей домашней сети, особенно для тех, кто стремится оставаться на грани технологического прогресса.

Наряду с фирменной платформой HarmonyOS 4.0 компания Huawei накануне официально представила технологию беспроводной передачи данных NearLink, разработка которой велась при участии более 300 ведущих китайских и международных предприятий и организаций.

Источник изображения: weibo.cn

Технология Huawei NearLink, как заявили в компании, знаменует значительный шаг вперёд в области беспроводной передачи данных — она вобрала в себя сильные стороны как Bluetooth, так и Wi-Fi. По сравнению с существующими беспроводными протоколами NearLink предлагает снижение потребления энергии на 60 % при скорости передачи данных в 6 раз выше. Задержку при установке связи удалось сократить в 30 раз, а число одновременных соединений — увеличить в 10 раз; новый протокол подходит для одновременного подключения нескольких устройств и может работать в промышленных системах.

Решение сможет найти применение в различных отраслях: в бытовой электронике, системах умного дома, транспортных средствах, в новых источниках энергии и на промышленном производстве — с NearLink компания Huawei обещает быстрое и эффективное подключение телефонов, ПК и транспортных средств с низким потреблением энергии. По мере развития и расширения присутствия HarmonyOS новый беспроводной протокол поможет полностью раскрыть возможности экосистемы. Huawei добавила, что разработала NearLink благодаря своей приверженности инновациям и сотрудничеству с лидерами отрасли — внедрение технологии поможет как разработчикам, так и потребителям.