WiFi 7: cos'è, come funziona e perché è rivoluzionario

Lo standard WiFi più aggiornato era, allo stato attuale, WiFi 6E che permette di superare la barriera dei 10 Gbps in modalità wireless grazie all’utilizzo delle frequenze sui 6 GHz. Il WiFi 6E rappresenta la prima volta dopo 12 anni in cui è autorizzato l’uso di nuove bande di frequenza accanto a quelle storicamente adoperate fino a qualche tempo fa (2,4 e 5 GHz). Parliamo all’imperfetto perché, addirittura in anticipo rispetto alla “tabella di marcia”, WiFi 7 è diventato standard ufficiale a inizio gennaio 2024.

La Wi-Fi Alliance, organizzazione che si occupa dello sviluppo e della promozione degli standard WiFi, ha infatti scelto il CES 2024 di Las Vegas per annunciare Wi-Fi CERTIFIED 7. Con una nota ufficiale, Wi-Fi Alliance conferma che ci troviamo finalmente dinanzi a uno standard approvato e aggiunge che è già iniziata la certificazione dei dispositivi compatibili. Tante aziende, produttrici di soluzioni per il networking, avevamo infatti iniziato a commercializzare, nei mesi scorsi, dispositivi dichiarati come compatibili WiFi 7 ma, ovviamente, non ancora certificati.

La presenza del termine “CERTIFIED” in Wi-Fi CERTIFIED 7 sta a sottolineare proprio questo aspetto: d’ora in avanti i vari produttori potranno esporre il logo che attesta il superamento della fase di certificazione di ciascun device che supporta WiFi 7 (lista aggiornata dei prodotti certificati).

Se WiFi 6E deve ancora “decollare”, con WiFi 7 la connettività wireless è destinata a compiere un importante balzo in avanti. Ci vorrà tempo e non c’è alcuna fretta di guardare a WiFi 7 ma cominciamo già da oggi ad esaminare le novità del nuovo standard.

In un altro articolo vediamo nel dettaglio il significato di bande WiFi, frequenze, canali e stream. Abbiamo riservato un ulteriore approfondimento alle differenze tra WiFi 6 e WiFi 6E.

Cos’è WiFi 7 e come funziona

Come suggerisce il nome WiFi 7 rappresenta la settima generazione degli standard wireless approvati dalla Wi-Fi Alliance. La gestione e l’ottimizzazione delle varie bande di spettro disponibili è forse ciò che differenzia WiFi 7 rispetto agli standard che tutti conosciamo.

WiFi 7 introduce una moltitudine di caratteristiche che possono essere utilizzate per massimizzare le prestazioni, la capacità e garantire bassa latenza a sostegno di applicazioni e servizi di prossima generazione.

WiFi 7 è il nome “colloquiale” dello standard che si chiamerà 802.11be: succederà a WiFi 6E e WiFi 6 (802.11ax), WiFi 5 (802.11ac), WiFi 4 (802.11n). Come nel caso degli altri standard WiFi anche WiFi 7 sarà retrocompatibile: i dispositivi wireless che non supportano WiFi 7 potranno connettersi con un router o un access point aggiornato al nuovo standard. Per godere dei benefici di WiFi 7 bisogna ovviamente disporre di router e client capaci di supportare pienamente lo standard.

Le principali novità di WiFi 7

WiFi 7 è un po’ l’unione di WiFi 6 e WiFi 6E: utilizza infatti le tre bande 2,4, 5 e 6 GHz introducendo però alcune novità davvero significative. Vediamole di seguito.

Nuovo canale da 320 MHz

WiFi 7 amplia ulteriormente la larghezza di canale portandola a ben 320 MHz, il doppio rispetto a WiFi 6E. Questa nuova peculiarità può essere sfruttata solo sulle frequenze dei 6 GHz, con la possibilità di impegnare fino a tre canali da 320 MHz.

Con WiFi 7 si può quindi raddoppiare la velocità per singolo flusso da 1,2 Gbps (canali a 160 MHz) a 2,4 Gbps. Un dispositivo WiFi 4×4 può quindi gestire fino a 9,6 Gbps in termini di larghezza di banda. Utilizzando la nuova modulazione QAM, inoltre, grazie al raddoppio gli stream, WiFi 7 offrirà 40 Gbps solo sulla banda dei 6 GHz.

Fonte dell’immagine: Wi-Fi Alliance, video YouTube

Modulazione 4K-QAM

La modulazione numerica di ampiezza in quadratura o in inglese quadrature amplitude modulation (QAM) permette di manipolare l’onda radio e veicolare più dati.

WiFi 6 supporta la modulazione 1024-QAM, che è già un traguardo di altissimo profilo. WiFi 7 si spinge ancora più avanti permettendo l’utilizzo della modulazione 4096-QAM.

Di conseguenza WiFi 7 assicura velocità ed efficienza molto più elevate rispetto agli standard precedenti.

Multi-Link Operation (MLO)

Si tratta probabilmente di una delle caratteristiche più interessanti di WiFi 7. Multi-Link Operation (MLO) permette l’aggregazione delle bande WiFi: un po’ come avviene con la Link Aggregation nel networking cablato, MLO consente l’abbinamento di due bande WiFi come 2,4 GHz e 5 GHz oppure 5 GHz e 6 Ghz in una singola da usare per un’unica rete wireless.

Fonte dell’immagine: Wi-Fi Alliance, video YouTube

Questo schema è reso disponibile in due modalità liberamente selezionabili dagli utenti: una per il bilanciamento di carico, la seconda per il failover. La prima permette di combinare la larghezza di banda ed è eccellente per coloro che vogliono ottenere la massima velocità wireless possibile. La seconda, invece, si rivela ottima nelle configurazioni WiFi mesh: grazie al failover si si possono evitare cali di segnale e brevi disconnessioni.

Schemi switching e aggregation

Come evidenziava Qualcomm a suo tempo, gli access point moderni offrono tipicamente il supporto su tre canali, uno nella banda bassa a 2,4 GHz e due nelle bande alte a 5 e 6 GHz. Questo schema diventa la norma nel caso di WiFi 7. “La capacità multi-link di WiFi 7 offre più opzioni per un client di utilizzare questi canali. L’approccio più efficace è quello di sfruttare la maggiore capacità, le maggiori velocità di picco e la minore congestione delle bande a frequenza elevata. Il dispositivo potrebbe alternare l’uso delle bande“, osserva Qualcomm. “Il dispositivo usa la prima banda disponibile per ogni trasferimento e può scegliere una delle due bande una volta che il trasferimento precedente risulta completato. Questo approccio evita situazioni di congestione abbassando la latenza“: è rappresentato nella parte superiore della figura seguente (switching).

Fonte dell’immagine: Qualcomm.

L’opzione a più alte prestazioni è chiamata High Band Simultaneous Multi-Link (schema Aggregation in figura). Il dispositivo, in questo caso, usa ogni banda quando diventa disponibile e può operare su entrambe simultaneamente aggregandone il throughput. Poiché può operare simultaneamente su ogni banda, questo tipo di approccio è ancora più efficace per evitare fenomeni di congestione e porta ad abbassare ulteriormente la latenza.

Multi Resource Unit o Multi-RU

I canali DFS sono canali speciali condivisi con le apparecchiature radar (ad esempio quelle meteorologiche e quelle installate negli aeroporti). Quando il dispositivo WiFi (un router o un access point) rileva un segnale radar altrui, la connessione passa all’utilizzo di canali DFS alternativi e non occupati.

Multi-RU migliora l’efficienza delle connessioni WiFi 7 offrendo una concreta alternativa agli attuali DFS che oggi determinano brevi disconnessi nel passaggio da un canale all’altro.

Preamble puncturing, per ridurre l’impatto delle interferenze

I dispositivi WiFi di vecchio stampo, che occupano una piccola porzione di un canale contiguo altrimenti libero, ad esempio soli 20 o 40 MHz, sono spesso sorgenti di interferenze.

WiFi 7 usa una soluzione innovativa chiamata Preamble puncturing che si astiene dall’utilizzare le frequenze sulle quali è concentrata l’interferenza generata dal dispositivo altrui rendendo possibile l’utilizzo delle restanti porzioni del canale come mostrato in figura.

La larghezza di banda complessiva è ovviamente un po’ più ridotta a causa della rimozione di una parte dello spettro ma WiFi 7 apre comunque all’uso di un canale più ampio di quello che altrimenti sarebbe disponibile.

Fonte dell’immagine: Qualcomm.

512 Compressed Block Ack

La Wi-Fi Alliance cita anche “512 compressed block ack” come una delle principali innovazioni del nuovo standard wireless. Si tratta di una caratteristica che consente al ricevitore di confermare fino a 512 unità di dati del protocollo (MPDU) all’interno di un singolo frame del blocco di conferma (block acknowledgment, BA).

Questo particolare approccio riduce notevolmente l’overhead del protocollo e migliora le prestazioni del trasmettitore, in particolare durante l’invio di dati a elevate velocità, utilizzando una larghezza di canale di 320 MHz.

Le principali novità di WiFi 7 sono riassunte anche in questo video, pubblicato su YouTube dalla Wi-Fi Alliance.

I principali campi applicativi di WiFi 7

Oltre ad elevare le prestazioni delle applicazioni che usiamo oggi, il nuovo standard guarda verso l’introduzione di esperienze del tutto innovative. Basti pensare alle applicazioni più avanzate di Extended Reality (XR), che sono estremamente sensibili alla latenza, al cloud gaming, al social gaming e al metaverso.

La nuova generazione di dispositivi WiFi apre le porte a un throughput elevato, latenza deterministica e maggiore affidabilità per il traffico critico. La stessa Wi-Fi Alliance cita nuovi casi d’uso, tra cui AR/VR/XR multiutente, formazione 3D immersiva, giochi elettronici, lavoro ibrido, IoT industriale e automobilistico.

Per latenza deterministica si intende la consistenza e prevedibilità del ritardo di trasmissione dei pacchetti dati attraverso una rete wireless. La latenza si riferisce al tempo necessario per trasmettere dati da un dispositivo a un altro sulla rete. In una rete WiFi, la latenza può variare a causa di diversi fattori come interferenze radio, congestione di rete e altri disturbi: WiFi 7 offre la ricetta per guardare a una latenza costante nel tempo e quindi a una connessione wireless ancora più affidabile e performante.

L’edge-cloud, inoltre, è una componente fondamentale della trasformazione digitale aziendale. La bassa latenza e la larghezza di banda che WiFi 7 può fornire, anche in scenari densi e ad alto traffico, si rivelerà vitale per molte applicazioni business-critical.

Credit immagine in apertura: iStock.com – dem10