نسل بعدی وای-فای یعنی وای-فای ۸ (با اسم فنی IEEE 802.11bn) قرار نیست روی سرعت بیشتر تمرکز کنه، بلکه هدف اصلیش یه چیز دیگه‌ست: بالا بردن پایداری و اطمینان اتصال‌های بی‌سیم، چون این اتصال‌ها روز به روز دارن فراگیرتر میشن. از اونجایی که «بالا بردن پایداری» یه عبارت کلیه، موسسه IEEE یه سند راهنما منتشر کرده تا مشخص کنه این بهبودها دقیقا به چه معناست. طبق گفته شرکت کوالکام که تو توسعه این استاندارد نقش داره، IEEE میخواد دستگاه‌های وای-فای ۸ تحت یه طرح به اسم «پایداری فوق‌العاده بالا» یا (UHR)، تو چند تا معیار مختلف ۲۵ درصد بهتر عمل کنن.
این تلاش برای پایداری بیشتر، یک تغییر مسیر اساسی به حساب میاد. تا امروز، ویژگی اصلی و خبرساز تو دنیای اتصال‌های بی‌سیم، سرعت بوده. وای-فای ۷ هم مرزهای حداکثر عملکرد رو جابجا کرد و سرعت و تاخیر کمی رو ارائه داد. اما با فراگیر شدن هوش مصنوعی تو سیستم‌های کاری و زندگی ما، و با نیازی که به پاسخ‌دهی لحظه‌ای تو همه چیز از اتوماسیون گرفته تا همکاری‌های تیمی وجود داره، انتظارات از اتصال بی‌سیم در حال تغییره. وای-فای ۸ طراحی شده تا اتصالات بی‌سیم رو بیش از هر زمان دیگه‌ای به پایداری و پاسخ‌دهی زیرساخت‌های سیمی نزدیک کنه.
اهداف طرح پایداری فوق‌العاده بالا (UHR) چیست؟
استاندارد وای-فای ۸ قراره عملکرد رو تو سناریوهای خیلی سخت، به شکل قابل اندازه‌گیری بهتر کنه. طبق سند راهنمای IEEE، اهداف این استاندارد این موارد هستن:
- حداقل ۲۵ درصد توان عملیاتی (Throughput) بالاتر، مخصوصا در شرایطی که سیگنال ضعیفه. این یعنی دستگاه‌هایی که در حاشیه محدوده پوشش شبکه هستن یا تو مناطقی با نویز و سیگنال ضعیف قرار دارن، هنوز میتونن عملکرد بهتری نسبت به وای-فای ۷ داشته باشن.
- ۲۵ درصد تاخیر (Latency) کمتر در صدک ۹۵ توزیع تاخیر. این یعنی تمرکز فقط روی کاهش میانگین تاخیر نیست، بلکه هدف بهبود پاسخ‌دهی تو بدترین حالت‌هاست که برای کاربردهای حساس به زمان مثل واقعیت افزوده، اتوماسیون صنعتی و سیستم‌های هوش مصنوعی خیلی مهمه.
- ۲۵ درصد بسته‌های داده (Packet) از دست رفته کمتر، مخصوصا وقتی کاربر یا دستگاه بین اکسس پوینت‌های مختلف جابجا میشه. این موضوع کمک میکنه جابجایی بین شبکه‌ها یکپارچه و بدون قطعی باشه.
با وجود این اهداف، حداکثر سرعت لایه فیزیکی (PHY) وای-فای ۸، مثل وای-فای ۷، تا ۲۳ گیگاترنسفر بر ثانیه (GT/s) تعیین شده، هرچند باید دید که رسیدن به این سرعت تو شرایط واقعی ممکن میشه یا نه.
زیربنای فنی وای-فای ۸
از نظر فنی، وای-فای ۸ (۸۰۲.11bn) زیربنای مشترک زیادی با وای-فای ۷ (۸۰۲.11be) داره:
- روی باندهای فرکانسی ۲.۴، ۵ و ۶ گیگاهرتز کار میکنه.
- از مدولاسیون ۴۰۹۶-QAM استفاده میکنه.
- تا هشت جریان فضایی (spatial streams) رو پشتیبانی میکنه.
- از تکنولوژی‌های MU-MIMO و OFDMA چند کاربره بهره میبره.
- حداکثر پهنای کانال اون ۳۲۰ مگاهرتزه.
برای رسیدن به اهداف جدیدش، وای-فای ۸ قراره از چند تا ویژگی کلیدی جدید مثل Coordinated Spatial Reuse (Co-SR)، Coordinated Beamforming (Co-BF)، Dynamic Sub-Channel Operation (DSO) و طرح کدگذاری مدولاسیون پیشرفته (MCS) پشتیبانی کنه.
هماهنگی چند اکسس پوینت (MAPC): یک راهکار کلیدی
برای مقابله با چالش‌های برنامه‌های نسل جدید در سناریوهای شلوغ، اصلاحیه آینده IEEE 802.11bn قراره مفهومی به اسم هماهنگی چند اکسس پوینت (MAPC) رو معرفی کنه. این چارچوب برای بهبود عملکرد کلی تاخیر و پایداری از طریق کاهش تداخل دسترسی به کانال طراحی شده. MAPC به اکسس پوینت‌ها اجازه میده با هم همکاری کنن، اطلاعات به اشتراک بذارن، ارسال‌ها رو هماهنگ کنن و تصمیمات مشترکی درباره دسترسی به کانال، کنترل قدرت یا تخصیص منابع بگیرن.
یکی از تکنیک‌های مهم در این چارچوب، «استفاده مجدد فضایی هماهنگ» یا (Co-SR) هست. این تکنیک با فعال کردن ارسال‌های همزمان، استفاده از طیف فرکانسی رو بهینه میکنه و میتونه بهره‌وری طیفی رو به شکل قابل توجهی افزایش بده. این موضوع مخصوصا تو شبکه‌هایی با تراکم بالای اکسس پوینت و دستگاه‌ها مفیده، جایی که روش‌های سنتی مثل DCF برای مدیریت ترافیک به مشکل میخورن.
یک تحقیق روی این موضوع، عملکرد Co-SR رو در شبکه‌های وای-فای ۸ بررسی کرده. نتایج این تحقیق در یک شبکه محلی بی‌سیم (WLAN) که شامل چهار اکسس پوینت بود، نشون داد که استفاده از Co-SR در مقایسه با روش سنتی DCF، باعث کاهش تاخیر بین ۳۱ تا ۹۵ درصد میشه.
چالش‌های پیاده‌سازی MAPC و Co-SR
البته پیاده‌سازی این تکنیک‌ها چالش‌های خودش رو هم داره:
- سربار سیگنالینگ: هماهنگی موثر به پیام‌های کنترلی برای کشف و راه‌اندازی مکانیزم و تبادل دوره‌ای اطلاعات (مثل سطح تداخل یا برنامه‌های ارسال) نیاز داره. این موضوع میتونه سربار قابل توجهی ایجاد کنه.
- مقیاس‌پذیری: با افزایش تعداد اکسس پوینت‌ها و دستگاه‌ها، برنامه‌ریزی و تصمیم‌گیری پیچیده‌تر میشه.
- عدالت در تخصیص منابع: اولویت دادن به بعضی لینک‌ها برای بهینه‌سازی کل شبکه ممکنه ناخواسته باعث بشه بقیه از منابع محروم بشن.
- اندازه‌گیری تداخل: برای استفاده از Co-SR، اندازه‌گیری دقیق سطح تداخل خیلی مهمه که این خودش میتونه سربار ایجاد کنه.
- وابستگی به سناریو: اثربخشی Co-SR به توپولوژی شبکه، تراکم دستگاه‌ها و الگوهای ترافیک بستگی داره.
گروه کاری IEEE 802.11bn (یا TGbn) در حال حاضر داره روی این استاندارد کار میکنه و انتظار میره Co-SR در ابتدا با حداکثر دو ارسال همزمان عمل کنه و تعداد بیشتر به اصلاحیه‌های آینده موکول بشه.
تاثیر وای-فای ۸ در دنیای واقعی
اگه راهنمایی‌های IEEE محقق بشه، وای-فای ۸ میتونه به طور قابل توجهی به برنامه‌هایی که به اتصال پایدار و با تاخیر کم نیاز دارن، کمک کنه.
- محیط‌های سازمانی و صنعتی: میتونه از سیستم‌های حیاتی مثل وسایل نقلیه هدایت‌شونده خودکار (AGV)، ربات‌های همکار و اتوماسیون کارخانه‌ها پشتیبانی کنه تا حتی موقع جابجایی بین اکسس پوینت‌ها هم عملیات یکپارچه باقی بمونه.
- مکان‌های عمومی: در مکان‌هایی مثل فرودگاه‌ها، مراکز خرید یا استادیوم‌ها، وای-فای ۸ میتونه کارهایی مثل مسیریابی با واقعیت افزوده، اشتراک‌گذاری ویدیوی زنده، ترجمه همزمان و سیستم‌های حیاتی مثل نظارت و ارتباطات اضطراری رو بهبود بده.
- خانه‌ها: کاربران ممکنه عملکرد بهتر و اتصال‌های پایدارتری رو در ساختمان‌های مسکونی پرتراکم تجربه کنن، جایی که تداخل و ازدحام شبکه همیشه یه مشکل بوده.
علاوه بر این، دو روند مهم دیگه هم نیاز به وای-فای ۸ رو بیشتر میکنن:
- گسترش اکوسیستم دستگاه‌های شخصی: عینک‌های واقعیت افزوده، مانیتورهای سلامتی و گجت‌های پوشیدنی نسل جدید، تقاضا برای لینک‌های همتا به همتا با سرعت بالا و تاخیر کم رو افزایش میدن.
- رشد سیستم‌های مبتنی بر هوش مصنوعی: این سیستم‌ها برای دسترسی به هوش مصنوعی در لبه شبکه یا فضای ابری، به اتصال پایدار و با تاخیر کم نیاز دارن.
جدول پارامترهای شبیه‌سازی برای ارزیابی Co-SR
در تحقیقی که به ارزیابی عملکرد Co-SR پرداخته، از پارامترهای زیر در شبیه‌سازی استفاده شده:
| پارامتر | توضیحات | مقدار |
|---|---|---|
| تعداد BSS | ۴ | |
| تعداد STA در هر BSS | ۲ | |
| فاصله بین AP [متر] | {۱۰, ۱۵, ۲۰} | |
| فاصله بین AP و STA [متر] | [۱, ۱۰] | |
| پهنای باند (BW) [مگاهرتز] | ۸۰ | |
| تعداد جریان‌های فضایی | ۲ | |
| فرکانس حامل [گیگاهرتز] | ۶ | |
| حداقل پنجره رقابت (CWmin) | ۱۵ | |
| حداکثر پنجره رقابت (CWmax) | ۱۰۲۳ | |
| قدرت ارسال [میلی‌وات] | ۲۰۰ | |
| ارزیابی کانال آزاد (CCA) [dBm] | -۸۲ | |
| مدت زمان شبیه‌سازی [ثانیه] | ۵ |
نظرات و دیدگاه‌های مختلف
در کنار مشخصات فنی، نظراتی هم در این مورد وجود داره. یکی از کاربران به اسم LCT_ معتقده که «تاخیر همون عملکرد هست. وقتی به سطح مشخصی از پهنای باند میرسیم، تاخیر مهمترین معیار عملکرد میشه.» و به همین دلیله که برای بازی‌های ویدیویی از اتصال بی‌سیم استفاده نمیشه. کاربر دیگه‌ای به اسم Alvar “Miles” Udell یک جدول زمانی رو پیش‌بینی کرده: «در سال ۲۰۲۸ استاندارد میشه، در ۲۰۲۹ در دستگاه‌ها ظاهر میشه، در ۲۰۳۲ در دستگاه‌های جدید فراگیر میشه و در ۲۰۳۵ در پایگاه کاربری گسترده میشه، درست به موقع برای وای-فای ۹.»
همچنین مسائلی در مورد باند فرکانسی ۶ گیگاهرتز وجود داره. کاربری به اسم HideOut میگه مشکل واقعی وای-فای ۷ اینه که استاندارد مشخصی نداره و یه دستگاه میتونه وای-فای ۷ باشه ولی از باند ۶ گیگاهرتز پشتیبانی نکنه. در همین راستا، در کنگره آمریکا تلاش‌هایی برای پس گرفتن باند ۶ گیگاهرتز از وای-فای وجود داشته. در هند هم این باند به دلیل لابی اپراتورهای مخابراتی «تحت بررسی»، یعنی ممنوع، قرار گرفته.
نقشه راه و آینده
انتظار میره پیش‌نویس ۱.۰ وای-فای ۸ (IEEE 802.11bn) که ویژگی‌های اصلی رو تعریف میکنه، به زودی منتشر بشه. صدور گواهینامه واقعی توسط Wi-Fi Alliance برای ژانویه ۲۰۲۸ برنامه‌ریزی شده که به سازندگان امکان تست و توسعه محصولات رو میده. تصویب نهایی توسط گروه کاری IEEE 802.11 هم برای مارس ۲۰۲۸ در نظر گرفته شده و اون موقع هست که این استاندارد کامل میشه. شرکت‌هایی مثل کوالکام که توسط افرادی مثل Anton Shilov پوشش داده میشن، نقش کلیدی در شکل‌دهی این استاندارد دارن.
منابع
- [۱] Next-gen Wi-Fi 8 focuses on reliability instead of speed — “Ultra High Reliability” initiative boosts performance, lowers latency and packet loss in challenging conditions | Tom’s Hardware
- [۲] Wi-Fi 8: Advancing wireless through ultra-high reliability | Qualcomm
- [۳] Improving Wi-Fi 8 Latency with Coordinated Spatial Reuse
دیدگاهتان را بنویسید