Wi-fi 7 e 5G-Advanced estão se desenvolvendo sinergicamente

No contexto do rápido desenvolvimento da economia digital, a tecnologia de comunicação tornou-se a pedra angular da sociedade moderna, que não atende apenas indivíduos e famílias, mas também penetra em muitos setores, como manufatura inteligente, energia inteligente, e cidades inteligentes. Wi-fi 7 e 5G-Avançado (5GA) estão acelerando sua integração em todos os campos e vínculos da sociedade, permitir a transformação digital e a modernização da economia e da sociedade.

Como a mais recente evolução do padrão de tecnologia Wi-Fi, Wi-fi 7 concentra-se em cenários sem fio de LAN de alto desempenho, e fez progressos significativos em comparação com o Wi-Fi 6 em termos de aumento das taxas de transmissão, reduzindo a latência de transmissão, e aumentando a capacidade da rede. Ao mesmo tempo, 5GA, como a mais recente evolução de capacidade das redes 5G, concentra-se em cenários sem fio de área ampla, e fez mais progressos em inteligência de rede, integração de rede da indústria, aprimoramento de capacidade determinística, aprimoramento da capacidade de posicionamento e percepção, etc., fornecendo aos usuários recursos mais inteligentes, fácil de usar, e serviços estáveis ​​de transmissão de dados de alta velocidade.

A combinação de conectividade LAN de alta qualidade e economia do Wi-Fi 7, bem como a cobertura de área ampla e os benefícios de mobilidade do 5G-A, pode melhorar significativamente o desempenho geral da rede, capacidade da rede, e cobertura, resultando em uma experiência de comunicação mais eficiente para os usuários. Neste artigo, vamos nos concentrar nas quatro direções principais de tecnologias comuns, cobertura sem fio, segurança de autenticação, e transmissão de dados, e discutir o caminho de desenvolvimento sinérgico do Wi-Fi 7 e 5G-A.

Tecnologias comuns trabalham juntas para impulsionar a evolução da rede

Embora o Wi-Fi 7 e 5G-A são sistemas de comunicação complexos, embora existam grandes diferenças nas bandas de frequência de operação, codificação de canal, protocolos de comunicação, etc., ambos adotam meios técnicos comuns na direção da evolução futura, como ISAC, SDN, NFV, IA, etc., a seguir está uma breve introdução e análise de cada tecnologia.

Sensoriamento e comunicação integrados (ISACA) a tecnologia tem sido aplicada em cenários como reconhecimento de gestos e reconhecimento de veículos. A tecnologia combina capacidades de comunicação e percepção para permitir que dispositivos realizem monitoramento ambiental enquanto transmitem dados. Wi-Fi usa informações de estado do canal (CSI) para detecção sem fio, e usa modelos de detecção avançados, como a zona de Fresnel, para realizar aplicações como reconhecimento de gestos e rastreamento de trajetória humana. IEEE802.11bf, um padrão de detecção sem fio baseado em Wi-Fi, será lançado em 2024 e espera-se que desenvolva ainda mais capacidades de detecção de Wi-Fi. O sistema 5G-A combina feixes de alta frequência e tecnologia de múltiplas antenas para permitir que as estações base alcancem “radar” funções, que pode identificar a posição, velocidade e direção de veículos e objetos voadores de baixa altitude. No futuro, Os sistemas de rede Wi-Fi e celular otimizarão as capacidades de detecção com base na priorização da comunicação sem fio, e realizar um projeto integrado para atender aos requisitos de indicadores de comunicação e indicadores de detecção na fase de projeto.

Rede definida por software (SDN) e virtualização de funções de rede (NFV) ambas as tecnologias visam realizar a virtualização da rede e melhorar o gerenciamento da rede e a eficiência da orquestração de serviços, reunindo recursos de dispositivos físicos. A tecnologia SDN usa um controlador de rede centralizado e um modelo de arquitetura de rede padronizado para obter maior flexibilidade, robusto, e recursos rápidos de implantação e gerenciamento de rede. A tecnologia NFV encapsula as funções de rede de dispositivos físicos tradicionais em software modular independente, e implementa funções de rede diversificadas em um único dispositivo de hardware, executando diferentes softwares modulares no dispositivo de hardware. Ambos Wi-Fi 7 e sistemas de redes celulares usam arquiteturas SDN e NFV para otimizar redes de forma inteligente e fazer uso eficiente de recursos, fornecendo aos usuários serviços de conexão sem fio mais confiáveis ​​e convenientes.

Inteligência artificial (IA) a tecnologia é uma das tecnologias mais quentes do momento, e o uso da tecnologia de IA para melhorar o desempenho das redes sem fio tornou-se um ponto importante de pesquisa na área de comunicação. Wi-fi 7 pode aproveitar o processamento de big data e os recursos inteligentes de tomada de decisão da IA ​​para trazer manutenção preditiva e otimização inteligente para a rede, permitindo que a rede seja otimizada em tempo real com base na carga e nas necessidades do usuário. Além de aplicar recursos de IA à manutenção e orquestração de redes, 5GA também aplica tecnologia de IA de interface aérea para canalizar feedback de informações, posicionamento, e gerenciamento de feixe. No futuro, Os sistemas de rede Wi-Fi e celular serão ainda mais integrados à IA para melhorar a eficiência operacional e a experiência do usuário dos sistemas de rede.

Cobertura sem fio e colaboração para alcançar conectividade global

As redes celulares móveis são projetadas para fornecer cobertura de área ampla e são adequadas para uma ampla variedade de ambientes externos e cenários de mobilidade. O Wi-Fi tem as vantagens de baixo custo de implantação e desempenho de alto custo em cenários de LAN internos, como residências e empresas. Portanto, Wi-fi 7 podem ser usadas como pontos de acesso suplementares ao 5G-A para alcançar cobertura total de “LAN + WAN” ou melhorar ainda mais a cobertura da área local, melhorando assim a experiência de comunicação dos usuários.

Em alguns cenários internos, como edifícios de escritórios, onde há oclusão severa, a intensidade do sinal 5G pode não ser capaz de atender às necessidades de comunicação dos usuários devido à grave perda de penetração, resultando em um “fim da linha” de comunicação interna. Como um complemento eficaz para redes 5G em cenários internos, Wi-fi 7 pode obter cobertura de baixo custo em cenários internos sem becos sem saída, fornecendo aos usuários uma dupla garantia de comunicação estável.

Na periferia urbana, áreas rurais e outras áreas, a construção de estações base 5G é relativamente limitada, e a cobertura insuficiente da rede tornou-se uma grande dificuldade. A solução de implantação de “Wi-fi 7+ rede portadora IP tradicional” pode efetivamente resolver o problema da cobertura 5G insuficiente nessas áreas e fornecer aos usuários nessas áreas serviços de comunicação sem fio baratos e estáveis.

Wi-fi 7, como uma LAN sem fio, pode complementar os recursos de banda de frequência e o número de conexões em cenários densos, como aeroportos e estádios, e os requisitos de rede para conexões massivas e rendimento ultra-alto podem exceder a capacidade máxima do 5G-A, e Wi-Fi 7, como uma LAN sem fio, pode complementar os recursos de banda de frequência e o número de conexões nesses cenários, fornecendo serviços de comunicação de alta qualidade para um grande número de usuários em cenários densos.

Em cenários móveis, como aviões e trens de alta velocidade, O Wi-Fi não pode ser conectado à Internet por meio de banda larga com fio, mas terminais pessoais sem módulos 5G, como laptops, ainda precisa estar conectado. Uma LAN sem fio é estabelecida através de equipamento terminal de rede, como CPE (Equipamento nas instalações do cliente) para converter sinais 5G em sinais Wi-Fi para atender aos requisitos de rede de terminais pessoais sem módulos 5G em cenários móveis.

A segurança da autenticação trabalha em conjunto para melhorar a confiabilidade do Wi-Fi 7 autenticação

Embora o Wi-Fi 7 fez progressos significativos na autenticação do usuário, ainda existem algumas lacunas em segurança e confiabilidade em comparação com 5G-A. 5G-A fornece um nível mais alto de segurança com um processo de autenticação sofisticado e informações do cartão SIM criptografadas no lado do dispositivo. Portanto, o sistema 5G-A pode alcançar uma coordenação segura com o Wi-Fi 7 sistema através de elementos de rede dedicados e mecanismos de protocolo, otimizando ainda mais a confiabilidade da autenticação do Wi-Fi 7 usuários e garantindo a segurança de toda a rede em locais públicos com altos riscos de segurança de rede, como hotéis e aeroportos.

A tecnologia central para sistemas 5G-A para alcançar colaboração segura com Wi-Fi 7 é N3IWF (Elemento de rede de função interoperável não 3GPP), que é responsável por lidar com não-3GPP (não celular) redes. Em cenários de acesso não confiáveis, como Wi-Fi público 7 pontos de acesso, N3IWF pode fornecer pontos de acesso e garantir a transmissão segura de dados construindo túneis seguros e implementando protocolos de segurança como IPSec. Os recursos do N3IWF vão além do simples gerenciamento de conexões para criptografar e autenticar dados transmitidos por meio de políticas de segurança rígidas para proteção contra possíveis ameaças e ataques.. Além disso, N3IWF suporta o processo de autenticação e autorização, permitindo que apenas usuários autenticados acessem a rede, garantindo a segurança geral da rede.

A colaboração na transmissão de dados melhora a garantia determinística

Wi-fi 7 e 5G-A mostram forte potencial de sinergia na transmissão de dados, especialmente em aplicações com baixa latência, alta estabilidade, e alta largura de banda, e podem fornecer uma experiência de comunicação determinística por meio de tecnologia de colaboração multicanal. Entre eles, transformação de software aplicativo, implantação de equipamentos de hardware, e a colaboração determinística endógena 5G-A são as três principais direções técnicas da colaboração determinística multicanal.

A atualização de aplicativos de software refere-se à substituição do middleware de comunicação tradicional por canais de transmissão construídos por novas tecnologias, como MP-TCP e QUIC., e implementação de transmissão colaborativa de dados entre redes Wi-Fi 7 e 5G-A por meio de atualizações de software no dispositivo. As tecnologias MP-TCP e QUIC propostas pela Internet Engineering Task Force (IETF) pode melhorar a redundância e a coordenação de links estabelecendo múltiplos canais de transmissão entre diferentes sistemas de comunicação, fornecendo aos usuários taxas mais altas de uplink e downlink, reduzindo atrasos na transmissão da rede, reduzindo as taxas de jitter e perda de pacotes, e melhorar a capacidade da rede de suportar serviços com grande largura de banda, baixa latência e alta confiabilidade.

A atualização de hardware refere-se à substituição de gateways sem fio e CPEs tradicionais por novos gateways de acesso multifuncionais que suportam acesso padrão de múltiplas redes. Como uma solução prática de hardware, o gateway de acesso multifuncional pode realizar a cooperação de múltiplas redes. Ele coordena a transmissão de dados do usuário entre redes celulares móveis e Wi-Fi por meio de funções internas de recepção seletiva de transmissão múltipla e agregação de distribuição de tráfego., e permite uma cooperação eficaz entre redes Wi-Fi 7 redes e redes 5G-A sem modificar o software de aplicação. Resumidamente, a introdução de gateways de acesso multifuncionais permite que as operadoras integrem diferentes redes com mais flexibilidade e forneçam conexões de comunicação mais confiáveis ​​e com largura de banda para atender aos rigorosos requisitos de rede dos serviços críticos do setor.

5A colaboração determinística endógena GA é uma das capacidades endógenas do sistema 5G-A. Diferente da arquitetura fechada das redes sem fio tradicionais, 5GA é projetado com o ATSSS (Acesse a Direção de Tráfego, Troca e divisão) função, que estipula o mecanismo de acesso colaborativo e encaminhamento de dados externos. Na solução, o sistema 5G-A pode gerenciar e integrar com eficácia o tráfego acessado por meio de Wi-Fi 7 com base na função ATSSS endógena, incluindo controle de tráfego, comutação de tráfego, e segmentação de tráfego, e pode alternar e distribuir perfeitamente o tráfego entre redes celulares e Wi-Fi, fornecendo aos usuários serviços de transmissão de dados mais suaves e eficientes.

No futuro próximo, o desenvolvimento coordenado de Wi-Fi 7 e redes 5G-A trarão mais comodidade à produção e à vida. Por exemplo, no principal link de controle de produção industrial, a transmissão colaborativa entre redes Wi-Fi e celulares pode melhorar significativamente o desempenho da transmissão e garantir a operação estável de serviços de controle industrial sem fio. No “Pontos cegos” da cobertura da rede 5G, Wi-fi 7 pode ser implantado para fornecer serviços de comunicação sem fio eficientes e econômicos. Em hotéis, restaurantes, aeroportos e outras regiões, as empresas podem usar a arquitetura de gerenciamento e as informações do cartão SIM das redes celulares para obter autenticação eficiente de usuários por Wi-Fi regional, o que não apenas reduz a complexidade do processo de autenticação do usuário, mas também melhora significativamente a segurança da autenticação. Ao mesmo tempo, com a evolução contínua de tecnologias comuns, Wi-fi 7 e as soluções técnicas 5G-A se complementarão. No futuro, todas as partes da indústria devem fortalecer o intercâmbio técnico, promover a integração e o desenvolvimento de tecnologias, expanda cenários de aplicativos avançados, e melhorar os usuários’ experiência de rede.