تعداد دستگاه‌های متصل به شبکه‌های بی‌سیم روز به روز در حال افزایش است، به طوری که این دستگاه‌ها در مکان‌های مختلف، حجم زیادی از داده‌ها را دریافت و ارسال می‌کنند. این باعث شده که با یک افزایش تقاضای بی‌وقفه روبرو باشیم. بر اساس پیش‌بینی‌ها، بازار جهانی فناوری ارتباطات بی‌سیم تا سال 2030 به 219.86 میلیارد دلار خواهد رسید و این نشان‌دهنده یک نرخ رشد مرکب سالانه بیش از 15% است. این آمار نشان می‌دهد که فناوری‌های بی‌سیم نقش بسیار مهمی در اقتصاد جهانی ایفا می‌کنند و این روند ادامه خواهد داشت.
نکته مهم اینکه این افزایش تقاضا تنها به دلیل افزایش تعداد دستگاه‌ها نیست، بلکه به دلیل ظهور فناوری‌های جدید و پر تقاضایی مانند واقعیت افزوده و واقعیت مجازی است. الزامات عملکردی این فناوری‌های در سطح بسیار بالاتری قرار دارد که Wi-Fi معمولی موجود قادر به پشتیبانی از آن نیست. برای اینکه این فناوری‌ها بتوانند جای خود را در سطح گسترده‌ای در زندگی روزمره مردم باز کنند، فناوری Wi-Fi نیازمند یک تحول اساسی است. این تحول را می‌توان در Wi-Fi 7 دید. Wi-Fi 7 به خوبی می‌تواند پاسخگوی تقاضای این برنامه‌ها باشد.
Wi-Fi 7 نسبت به نسخه های قبلی چه پیشرفت هایی داشته؟
Wi-Fi 7 در مقایسه با Wi-Fi 6E، مشخصات زیر را دارد:
- کاهش آسیب‌پذیری در برابر تداخل‌های سیگنالی
- افزایش چشمگیر تعداد اتصالات همزمان
- افزایش سرعت انتقال داده
- تأخیر بسیار کم
- هزینه کمتر
این فناوری جدید به طور رسمی در ژانویه 2024 معرفی شد. در حال حاضر هم محصولات مجهز به Wi-Fi 7 در بازار وجود دارد. پیش‌بینی می‌شود که بیش از 233 میلیون دستگاه مجهز به Wi-Fi 7 در سال 2024 به بازار عرضه شود که این نشان از استقبال گسترده از این فناوری دارد. انتظار می‌رود که Wi-Fi 7 به دلیل ویژگی‌های فوق‌العاده‌ای که دارد، به زودی به یک استاندارد جدید در فناوری ارتباطات بی‌سیم تبدیل شود.
نگاهی به زیرساخت Wi-Fi 7
طیف فرکانس رادیویی (RF) از اهمیت زیادی در یک شبکه بی‌سیم برخوردار است. طیف فرکانس رادیویی محدوده‌ای از فرکانس‌ها است که از آن‌ها برای انتقال داده‌ها به صورت بی‌سیم استفاده می‌شود. این طیف در شبکه‌های Wi-Fi به بخش‌های کوچکی به نام RU تقسیم می‌شود. هر دستگاه بی‌سیم برای ارتباط با شبکه به یک RU خاص نیاز دارد. هرچه یک شبکه بی‌سیم طیف بیشتری را پوشش دهد، از تعداد RU های بیشتری استفاده خواهد کرد و در نتیجه شبکه می‌تواند از تعداد دستگاه‌های بیشتری به طور همزمان پشتیبانی کند.
در نسل‌های اولیه Wi-Fi، از باندهای فرکانسی 2.4 گیگاهرتز و 5.5 گیگاهرتز استفاده می‌شد. این باندها را می‌توان به بزرگراه‌های موازی تشبیه کرد که هر کدام ظرفیت محدودی دارند و قادر به پشتیبانی از تعداد محدودی دستگاه به صورت همزمان هستند. برای پشتیبانی از تعداد دستگاه‌های بیشتر به صورت همزمان، فناوری‌های Wi-Fi 6E و Wi-Fi 7 معرفی شدند که از یک باند فرکانسی جدید در حدود 6.5 گیگاهرتز استفاده می‌کنند. این باند جدید مانند یک بزرگراه موازی جدید عمل می‌کند که ظرفیت بیشتری دارد و به شبکه این امکان را می‌دهد تا تعداد بیشتری دستگاه را به طور همزمان پشتیبانی کند. در واقع، ظرفیت این بزرگراه جدید از مجموع ظرفیت دو بزرگراه قبلی بسیار بیشتر است که این یعنی قابلیت شبکه برای مدیریت و پشتیبانی از دستگاه‌های بیشتر، افزایش قابل توجهی داشته است.
باندهای فرکانسی اصلی به کانال‌های مختلفی (یا لاین‌های یک بزرگراه) تقسیم می‌شوند که هر کدام از این کانال‌ها نیز خود به RUها تقسیم می‌شوند. در Wi-Fi معمولی، یک دستگاه از کل کانال استفاده می‌کند و هیچ دستگاه دیگری نمی‌تواند از آن استفاده کند. اگر تا به حال در یک نمایشگاه تجاری حضور داشته‌اید و نتوانسته‌اید به شبکه متصل شوید، احتمالاً به همین دلیل بوده است.
وای فای 7 چه قابلیت هایی دارد؟
1. عملکرد چند لینکی (MLO)، آپلود و دانلود بصورت همزمان!
در نسخه‌های قبلی Wi-Fi، هر دستگاه تنها می‌توانست از یک کانال استفاده کنند. این یعنی اگر آن کانال نمی‌توانست عملکرد مطلوبی داشته باشد، راه‌حلی برای بهبود وضعیت وجود نداشت؛ اما در Wi-Fi 7 می‌توان از طیف فرکانسی به شکل انعطاف‌پذیرتری استفاده کرد که این موجب بهبود عملکرد و کاهش مشکلات می‌شود.
MLO در Wi-Fi 7 امکان اتصال همزمان چندین دستگاه را از طریق کانال‌ها و باندهای فرکانسی مختلف فراهم می‌کند. این ویژگی سبب می‌شود که شبکه عملکرد بهتری داشته باشد و استفاده بهینه‌تری از ظرفیت خود داشته باشد. در واقع مثل این است که یک خودرو بتواند برای دور زدن ترافیک از مسیرهای مختلف مانند تغییر لاین، تغییر مسیر و یا خیابان‌های فرعی استفاده کند.
2. مدولاسیون بیشتر
مدولاسیون فرآیندی است که داده‌ها را روی سیگنال‌های بی‌سیم رمزگذاری می‌کند تا بتوان آن‌ها را از طریق شبکه منتقل کرد. Wi-Fi 7 از مدولاسیون 4096-QAM استفاده می‌کند که به معنای توانایی انتقال داده‌های بیشتر در یک کانال است. این موضوع را می‌توان با مثال یک خودرو مقایسه کرد: فرض کنید که قبلاً خودرو فقط ظرفیت یک مسافر داشت و الان ظرفیت آن به 12 نفر افزایش‌یافته است. مدولاسیون بیشتر در Wi-Fi 7 نسبت به Wi-Fi 6E (1024-QAM) حاکی از افزایش 20 درصدی توان عملیاتی داده‌ها دارد و در واقع سرعت انتقال داده‌های در شبکه‌های Wi-Fi 7 بیشتر شده است.
3. تأخیر بسیار کمتر نسبت به Wi-Fi 6E
تأخیر مدت زمانی است که طول می‌کشد تا داده‌ها از یک دستگاه به دستگاه دیگر منتقل شوند. در Wi-Fi 7، به لطف فناوری‌هایی مانند MLO و مدولاسیون 4096-QAM، این تأخیر به‌طور چشمگیری کاهش یافته است. کاهش تأخیر به‌ویژه در کاربردهایی مانند AR و VR که نیاز به واکنش‌های سریع دارند، اهمیت زیادی دارد.
4. سرویس اولویت چندرسانه‌ای (MPS)
یکی از ویژگی‌های جدید و مهم Wi-Fi 7، سرویس اولویت چندرسانه‌ای (MPS) است که به کاربران خاصی مانند نیروهای امداد و مدیریت بحران در زمان وقوع حوادث طبیعی یا فاجعه‌های دیگر، اولویت بیشتری برای دسترسی به شبکه می‌دهد. در حال حاضر و در مواقع اضطراری، همه کاربران به‌طور مساوی به شبکه دسترسی دارند که این باعث ازدحام در شبکه می‌شود. MPS این مشکل را حل می‌کند و تضمین می‌کند که کاربران اولویت‌دار در چنین شرایطی بتوانند به راحتی به شبکه دسترسی پیدا کنند.
مزایا و کاربردهای Wi-Fi 7
با ورود Wi-Fi 7، کاربردهای مختلفی که قبلاً نیز برای نسل قبلی وجود داشت را شاهد خواهیم بود. از جمله این کاربردها می‌توان به پخش ویدئوهای با کیفیت بالا (Ultra-HD) و شبکه‌های Wi-Fi در خانه‌های هوشمند اشاره کرد که می‌توانند از تعداد زیادی دستگاه پشتیبانی کنند. همچنین Wi-Fi 7 در کنفرانس‌های ویدئویی که برای آموزش از راه دور یا کارهای ریموت استفاده می‌شوند، بسیار عملکرد خوبی خواهد داشت. ازجمله کاربردهای مهم Wi-Fi 7 می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- اینترنت صنعتی اشیاء (IoT)
- واقعیت افزوده/مجازی چندکاربره (AR/VR)
- ارتباطات بی‌سیم در مراکز پزشکی
چالش‌های Wi-Fi 7
با وجود تغییرات چشمگیری که Wi-Fi 7 ایجاد خواهد کرد اما طراحی و اجرای آن با مشکلاتی همراه است:
- کنترل حرارت: تجهیزات Wi-Fi 7 به دلیل ویژگی‌های پیشرفته‌تر مانند استفاده از مدولاسیون 4096-QAM و کانال‌های 320 مگاهرتزی، حرارت بیشتری تولید می‌کنند؛ بنابراین نیاز است که این حرارت به نحو درستی مدیریت شود تا از آسیب به قطعات الکترونیکی جلوگیری شود.
- پیاده‌سازی سخت: هدف از مدولاسیون 4096-QAM، افزایش پهنای باند است، اما پیاده‌سازی آن به مراتب پیچیده‌تر از 1024-QAM است.
- کانال‌های 320 مگاهرتزی: استفاده از کانال‌های با پهنای بیشتر هم موجب تولید حرارت بیشتر می‌شود.
- نیاز به فیلترهای خاص: برای کاهش تداخل بین باندهای فرکانسی مختلف که در MLO استفاده می‌شوند، نیاز به فیلترهای ویژه‌ای به نام فیلترهای موج پیوسته (BAW) است.
منبع : electronicdesign
