Wi-Fi 7 і 5G-Advanced розвиваються синергетично
В умовах стрімкого розвитку цифрової економіки, комунікаційні технології стали наріжним каменем сучасного суспільства, який обслуговує не лише окремих людей і родини, але також проникає в багато галузей, таких як інтелектуальне виробництво, розумна енергія, і розумні міста. Wi-Fi 7 і 5G-Advanced (5G-A) прискорюють їх інтеграцію в усі сфери та ланки суспільства, сприяння цифровій трансформації та модернізації економіки та суспільства.
Як остання еволюція стандарту технології Wi-Fi, Wi-Fi 7 фокусується на високопродуктивних бездротових сценаріях локальної мережі, і досяг значного прогресу порівняно з Wi-Fi 6 з точки зору підвищення швидкості передачі, зменшення затримки передачі, і збільшення пропускної здатності мережі. В той самий час, 5G-A, як останню еволюцію можливостей мереж 5G, зосереджується на бездротових сценаріях великої зони, і досяг подальшого прогресу в мережевому інтелекті, інтеграція промислової мережі, посилення детермінованих можливостей, позиціонування та покращення сприйняття, тощо, надаючи користувачам більш інтелектуальні, простий у використанні, і послуги стабільної високошвидкісної передачі даних.
Поєднання високоякісного підключення до локальної мережі Wi-Fi 7 і економічності, а також широке покриття та переваги мобільності 5G-A, може значно покращити загальну продуктивність мережі, ємність мережі, і покриття, що призводить до більш ефективного спілкування для користувачів. У цій статті, ми зосередимося на чотирьох основних напрямках спільних технологій, бездротове покриття, безпека автентифікації, і передача даних, та обговорити синергічний шлях розвитку Wi-Fi 7 і 5G-A.
Загальні технології працюють разом, щоб стимулювати розвиток мережі
Хоча Wi-Fi 7 і 5G-A є складними системами зв’язку, хоча існують великі відмінності в діапазонах робочих частот, кодування каналу, протоколи зв'язку, тощо, вони обидва приймають спільні технічні засоби в майбутньому напрямку розвитку, наприклад ISAC, SDN, NFV, ШІ, тощо, Нижче наведено короткий вступ та аналіз кожної технології.
Інтегроване зондування та зв'язок (ISACA) технологія застосовувалася в таких сценаріях, як розпізнавання жестів і розпізнавання транспортних засобів. Технологія поєднує можливості зв’язку та сприйняття, щоб дозволити пристроям проводити моніторинг навколишнього середовища під час передачі даних. Wi-Fi використовує інформацію про стан каналу (CSI) для бездротового зондування, і використовує передові моделі датчиків, такі як зона Френеля, для реалізації таких програм, як розпізнавання жестів і відстеження траєкторії людини. IEEE 802.11bf, стандарт бездротового датчика на основі Wi-Fi, буде випущено в 2024 і очікується подальший розвиток можливостей визначення Wi-Fi. Система 5G-A поєднує в собі високочастотні промені та багатоантенну технологію, що дозволяє базовим станціям досягти “радар” функції, який може визначити позицію, швидкість і напрямок транспортних засобів і низьковисотних літаючих об'єктів. У майбутньому, Системи Wi-Fi і стільникових мереж оптимізують можливості зондування на основі визначення пріоритетів бездротового зв’язку, і виконати інтегроване проектування для задоволення вимог індикаторів зв'язку та індикаторів зондування на стадії проектування.
Програмно-визначена мережа (SDN) та віртуалізація мережевих функцій (NFV) Технології спрямовані як на реалізацію мережевої віртуалізації, так і на підвищення ефективності управління мережею та оркестровки послуг шляхом об’єднання ресурсів фізичних пристроїв. Технологія SDN використовує централізований мережевий контролер і стандартизовану модель мережевої архітектури для досягнення більшої гнучкості, міцний, а також швидке розгортання мережі та можливості керування. Технологія NFV інкапсулює мережеві функції традиційних фізичних пристроїв у незалежне модульне програмне забезпечення, і реалізує різноманітні мережеві функції на одному апаратному пристрої, запускаючи на апаратному пристрої різне модульне програмне забезпечення. Обидва Wi-Fi 7 і системи стільникових мереж використовують архітектури SDN і NFV для інтелектуальної оптимізації мереж і ефективного використання ресурсів, надання користувачам більш надійних і зручних послуг бездротового підключення.
Штучний інтелект (ШІ) технологія є однією з найпопулярніших технологій на даний момент, і використання технології штучного інтелекту для підвищення продуктивності бездротових мереж стало гарячою точкою досліджень у сфері зв’язку. Wi-Fi 7 може використовувати можливості штучного інтелекту для обробки великих даних і інтелектуального прийняття рішень, щоб забезпечити прогностичне обслуговування та інтелектуальну оптимізацію мережі, дозволяючи оптимізувати мережу в реальному часі залежно від навантаження та потреб користувачів. На додаток до застосування можливостей штучного інтелекту для обслуговування та оркестровки мережі, 5G-A також застосовує технологію штучного інтелекту повітряного інтерфейсу для передачі інформації, позиціонування, і управління променем. У майбутньому, Системи Wi-Fi і стільникового зв’язку будуть додатково інтегровані з штучним інтелектом для підвищення ефективності роботи та взаємодії з мережевими системами.
Бездротове покриття та співпраця для досягнення глобального зв’язку
Мережі мобільного стільникового зв’язку створені для забезпечення широкої зони покриття та підходять для широкого діапазону зовнішнього середовища та сценаріїв мобільності. Wi-Fi має такі переваги, як низька вартість розгортання та висока продуктивність у локальних мережах у приміщеннях, таких як будинки та підприємства.. тому, Wi-Fi 7 мережі можна використовувати як додаткові точки доступу до 5G-A для досягнення повного покриття “LAN + WAN” або додатково розширити покриття місцевої зони, тим самим покращуючи досвід спілкування користувачів.
У деяких сценаріях у приміщенні, наприклад офісні будівлі, де є сильна оклюзія, потужність сигналу 5G може не задовольнити комунікаційні потреби користувачів через серйозні втрати проникнення, в результаті чого a “глухий кут” внутрішньобудинкових комунікацій. Як ефективне доповнення до мереж 5G у сценаріях усередині приміщень, Wi-Fi 7 може досягти недорогого покриття в сценаріях усередині приміщень без тупиків, надання користувачам подвійної гарантії стабільного зв'язку.
На міській околиці, сільській місцевості та інших районах, будівництво базових станцій 5G є відносно обмеженим, і недостатнє покриття мережі стало основною проблемою. Рішення для розгортання “Wi-Fi 7+ традиційна IP-мережа” може ефективно вирішити проблему недостатнього покриття 5G у цих регіонах і надати користувачам у цих районах дешеві та стабільні послуги бездротового зв’язку.
Wi-Fi 7, як бездротова локальна мережа, може доповнити ресурси смуги частот і кількість з’єднань у щільних сценаріях, таких як аеропорти та стадіони, і вимоги до мережі для масивних з’єднань і надвисокої пропускної здатності можуть перевищувати пікову пропускну здатність 5G-A, і Wi-Fi 7, як бездротова локальна мережа, може доповнити ресурси смуги частот і кількість з’єднань у цих сценаріях, надання високоякісних послуг зв'язку для великої кількості користувачів у щільних сценаріях.
У мобільних сценаріях, таких як літаки та високошвидкісні потяги, Wi-Fi неможливо підключити до Інтернету через дротове широкосмугове з’єднання, але персональні термінали без модулів 5G, наприклад ноутбуки, ще потрібно підключити. Бездротова локальна мережа встановлюється через мережеве кінцеве обладнання, таке як CPE (Обладнання приміщення клієнта) для перетворення сигналів 5G на сигнали Wi-Fi для задоволення мережевих вимог персональних терміналів без модулів 5G у мобільних сценаріях.
Безпека автентифікації працює разом, щоб підвищити надійність Wi-Fi 7 аутентифікація
Хоча Wi-Fi 7 досяг значного прогресу в автентифікації користувачів, there are still some gaps in security and reliability compared with 5G-A. 5G-A provides a higher level of security with a sophisticated authentication process and SIM card information encrypted on the device side. тому, the 5G-A system can achieve secure coordination with the Wi-Fi 7 system through dedicated network elements and protocol mechanisms, further optimizing the authentication reliability of Wi-Fi 7 users and ensuring the security of the entire network in public places with high network security risks, such as hotels and airports.
The core technology for 5G-A systems to achieve secure collaboration with Wi-Fi 7 is N3IWF (Non-3GPP Interoperable Function Network Element), which is responsible for handling non-3GPP (non-cellular) networks. In untrusted access scenarios, such as public Wi-Fi 7 hotspots, N3IWF може надавати точки доступу та безпечну передачу даних шляхом побудови безпечних тунелів і впровадження протоколів безпеки, таких як IPSec. Можливості N3IWF виходять за рамки простого керування підключенням для шифрування та автентифікації переданих даних за допомогою суворих політик безпеки для захисту від потенційних загроз і атак. В додаток, N3IWF підтримує процес автентифікації та авторизації, дозволяючи доступ до мережі лише автентифікованим користувачам, забезпечення загальної безпеки мережі.
Спільна передача даних покращує детерміновану гарантію
Wi-Fi 7 і 5G-A демонструють сильний синергічний потенціал у передачі даних, особливо в програмах з низькою затримкою, висока стабільність, і висока пропускна здатність, і вони можуть забезпечити детермінований досвід спілкування за допомогою технології багатоканальної співпраці. Серед них, трансформація прикладного програмного забезпечення, розгортання апаратного обладнання, та ендогенна детермінована співпраця 5G-A є трьома ключовими технічними напрямками детермінованої багатоканальної співпраці.
Оновлення програмного забезпечення стосується заміни традиційного проміжного програмного забезпечення зв’язку на канали передачі, побудовані за новими технологіями, такими як MP-TCP і QUIC, і впровадження спільної передачі даних між Wi-Fi 7 і 5G-A через оновлення програмного забезпечення на стороні пристрою. Технології MP-TCP і QUIC, запропоновані Інженерною робочою групою Інтернету (IETF) може посилити резервування та координацію зв'язків шляхом встановлення кількох каналів передачі між різними системами зв'язку, надання користувачам вищої швидкості висхідного та низхідного зв’язку, зменшення затримок передачі по мережі, зниження частоти тремтіння та втрати пакетів, і покращення здатності мережі підтримувати послуги з великою пропускною здатністю, низька затримка і висока надійність.
Оновлення апаратного забезпечення означає заміну традиційних бездротових шлюзів і CPE на нові багатофункціональні шлюзи доступу, які підтримують стандартний доступ до кількох мереж. Як практичне апаратне рішення, багатофункціональний шлюз доступу може реалізувати співпрацю кількох мереж. Він координує передачу даних користувача між мережами мобільного стільникового зв’язку та Wi-Fi за допомогою внутрішнього вибіркового прийому кількох передач і функцій агрегації розподілу трафіку, і забезпечує ефективну співпрацю між Wi-Fi 7 мережі та мережі 5G-A без модифікації програмного забезпечення. Якщо коротко, запровадження багатофункціональних шлюзів доступу дозволяє операторам більш гнучко інтегрувати різні мережі та забезпечувати більш надійні та пропускні зв’язки, щоб відповідати суворим вимогам мережі до критично важливих галузевих послуг.
5Ендогенна детермінована співпраця G-A є однією з ендогенних можливостей системи 5G-A. Відрізняється від закритої архітектури традиційних бездротових мереж, 5G-A розроблено з ATSSS (Доступ до керування дорожнім рухом, Перемикання та розділення) функція, який визначає механізм спільного доступу та пересилання зовнішніх даних. У розчині, система 5G-A може ефективно керувати та інтегрувати трафік, доступний через Wi-Fi 7 на основі ендогенної функції ATSSS, включаючи контроль дорожнього руху, перемикання трафіку, і сегментація трафіку, and can seamlessly switch and distribute traffic between cellular networks and Wi-Fi, providing users with smoother and more efficient data transmission services.
In the near future, the coordinated development of Wi-Fi 7 and 5G-A networks will bring more convenience to production and life. Наприклад, in the core industrial production control link, the collaborative transmission between Wi-Fi and cellular networks can significantly improve the transmission performance and ensure the stable operation of wireless industrial control services. In the “blind spots” of 5G network coverage, Wi-Fi 7 can be deployed to provide efficient and economical wireless communication services. In hotels, restaurants, airports and other regions, підприємства можуть використовувати архітектуру керування та інформацію SIM-карти стільникових мереж для досягнення ефективної автентифікації користувачів за допомогою регіональної Wi-Fi, що не тільки зменшує складність процесу автентифікації користувача, але також значно покращує безпеку автентифікації. В той самий час, з постійним розвитком загальних технологій, Wi-Fi 7 і технічні рішення 5G-A будуть доповнювати одне одного. У майбутньому, всі сторони в галузі повинні зміцнювати технічний обмін, сприяти інтеграції та розвитку технологій, розширити різноманітні сценарії застосування, і покращувати користувачів’ досвід мережі.
