Cos'è e come funziona il Wi-Fi 7

Il mondo della tecnologia è in costante e frenetica evoluzione, e se molti di voi potrebbero essere passati solo di recente al Wi-Fi 6 per scoprire che il vostro nuovo dispositivo è già compatibile con il Wi-Fi 6E, probabilmente vi sorprenderà sapere che il Wi-Fi 7 è già dietro l'angolo.

Già, e ovviamente offre connessioni più veloci, minore latenza e gestisce meglio le reti affollate. Ma cos'è e come funziona il Wi-Fi 7, quali sono le sue velocità, in cosa differisce dal Wi-Fi 6 e soprattutto quando arriverà? Non perdiamo altro tempo e andiamo a scoprirlo!

• Cos'è e come funziona il Wi-Fi 7
• Wi-Fi 7 velocità
• Differenze tra Wi-Fi 6 e Wi-Fi 7
• Quando esce il Wi-Fi 7
• I router Wi-Fi 7

Nel nostro approfondimento sul Wi-Fi 6 abbiamo compreso che i vantaggi rispetto al Wi-Fi 5 non sono stati ottenuti tanto nelle velocità di picco, quanto nel migliorare l'efficienza in reti ad alta densità.

Nondimeno, lo standard, lanciato appena due anni fa, aveva introdotto una serie di novità, come

• OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access), che permette la trasmissione dei dati di ogni dispositivo simultaneamente e in parallelo, proprio come nella tecnologia delle comunicazioni cellulari, separando lo spettro in unità di risorse tempo-frequenza (UR). Questo determina un miglioramento delle prestazioni, soprattutto per pacchetti piccoli e sensibili alla latenza come il traffico voce e i dispositivi IoT, che così possono essere trasmessi simultaneamente. 
• MU-MIMO (Multi-user Multiple Input/Multiple Output) in uplink, che consente al punto di accesso (AP) 
• di ricevere contemporaneamente da più stazioni (massimo 8). Questo permette di gestire con maggior efficienza grandi pacchetti, ad esempio video HD in streaming.
• TWT (Target Wake Time), che consente ai dispositivi di rimanere inattivi finché non arriva il loro turno per la trasmissione dei dati in base a uno schema di pianificazione impostato con gli AP. Questo riduce i conflitti tra dispositivi e riduce il consumo energetico (particolarmente importante per dispositivi a batteria come smartphone, tablet e dispositivi IoT).
• 1024 QAM (Quadrature Amplitude Modulation): i QAM consentono la trasmissione di due segnali analogici modulando le ampiezze di due onde portanti. Dai 256 QAM del Wi-Fi 5, si è passati al supporto a 1024 QAM, che permette 10 bit per simbolo al posto dei precedenti 8. Ma cosa vuol dire questo? Banalmente, una maggiore efficienza: si possono codificare più dati mantenendo la stessa quantità di spettro.

Il Wi-Fi 6E, che ha rappresentato un'evoluzione dello standard in quanto ha aperto un'altra banda (o corsia, riprendendo il paragone autostradale fatto nell'occasione) a 6 GHz apposta per i dispositivi compatibili, è stato un ulteriore passo avanti, questa volta dal punto di vista delle prestazioni.

Il governo italiano ne ha approvato l'utilizzo proprio nell'autunno di quest'anno, decisione a cui poi è seguita quella della Commissione Europea del 1° dicembre di armonizzarne l'uso tra i Paesi membri. 

Ma se il Wi-Fi 6 e 6E si basano sullo stesso standard IEEE 802.11ax, il nuovo Wi-Fi 7 (di cui abbiamo già avuto un assaggio all'inizio dell'anno) introduce un nuovo standard, chiamato, nella vecchia convenzione di denominazione, IEEE 802.11be. Le migliorie riguardano tutti aspetti della connessione:

• velocità (fino a quattro volte maggiore)
• latenza
• capacità di gestione delle reti affollate

tutto per garantirci connessioni stabili ed efficienti per il nostro ingresso nella realtà virtuale o per lo streaming a 8K.

Come il suo predecessore, il Wi-Fi 7, che ha il soprannome di EHT (Extreme High Throughput), utilizza le bande a 2,4, 5 e 6 GHz, ma la tecnologia alla base è molto migliorata.

La specifica Wi-Fi 7 ha infatti la capacità di più che quadruplicare la larghezza di banda totale di cui è capace una rete wireless, e se i dettagli devono essere ancora definiti, significa che la potenziale larghezza di banda del Wi-Fi 7 probabilmente sarà nell'ordine dei 30 o 40 Gbps.

Com'è possibile tutto questo? Riprendiamo le tecnologie introdotte con il Wi-Fi 6 e vediamo in che modo sono state migliorate nel nuovo standard. Il Wi-Fi 7 offrirà operazioni OFDMA potenziate che utilizzano Multiple Resource Unit (MRU) progettate per ridurre ulteriormente la latenza e le interferenze. Il grande progresso è un raddoppio dei flussi MU-MIMO, che ora sono del tipo CMU-MIMO (Coordinated Multiuser MIMO) invece che MU_MINO e da otto sono arrivati a sedici. Questo è un fattore chiave alla base della capacità di ottenere guadagni di banda complessivi così elevati rispetto al Wi-Fi 6.

Inoltre, Wi-Fi 7 introdurrà la tecnologia Multi-Link Operation (MLO), che consente ai dispositivi di inviare e ricevere simultaneamente dati su più bande radio per creare un'unica connessione aggregata. Questo non solo fornirà prestazioni di throughput mogliori (fino a sette volte, secondo Intel), ma aiuterà anche a ridurre la latenza e migliorando l'affidabilità perché i canali collegati funzionano in parallelo.

Per quanto riguarda il TWT, il Wi-Fi 7 offre una funzione Restricted Target Wake Time che consente al router di riservare larghezza di banda per determinati tipi di trasmissioni di dati.

I vantaggi qui sono di conservare la durata della batteria del client ottimizzando le risorse di rete.

La nuova specifica utilizza inoltre una tecnica chiamata Multi-User Resource Unit (MRU) per evitare interferenze e l'efficienza della OFDMA. Il miglioramento si ottiene tramite la perforazione selettiva (preamble puncturing) di porzioni sovrapposte dello spettro per consentire ai dati di fluire solo su frequenze prive di interferenze.

Nel complesso la MRU può mitigare l'interferenza dal 75% a solo il 25%.

L'ingrediente "magico" che consente al Wi-Fi 7 di funzionare in questo modo è come i dati vengono inseriti e rimossi dalle onde portanti del router. Ed è qui che entra in gioco la Quadrature Amplitude Modulation (QAM). Invece del 1024-QAM di Wi-Fi 6, Wi-Fi 7 aumenterà la densità dei dati delle onde utilizzando la tecnica 4096-QAM, il che consente teoricamente di inserire fino a quattro volte più dati nelle stesse frequenze.

Il vantaggio più significativo del nuovo standard è l'aumento incredibile della larghezza di banda.

Se infatti gli standard precedenti si sono maggiormente concentrati sull'aumentare il numero di bande disponibili per la comunicazione tra i router e i dispositivi, ora l'aumento dell'ampiezza di queste bande permette di eliminare le interferenze e aumentare le velocità.

A parità di condizioni, infatti, canali più ampi consentono un throughput più rapido con meno interferenze, ma di quanto? Dal Wi-Fi 5 al Wi-Fi 6 siamo passati da 80 MHz a 160 MHz di larghezza di banda di canale, e con il Wi-Fi 7 assistiamo a un nuovo raddoppio che porta la larghezza di banda di canale a 320 MHz attraverso le bande radio da 2,4 GHz, 5 GHz e 6 GHz.

Per un singolo flusso si parla quindi di velocità a 2,4 Gbps, questo comporta che teoricamente una banda Wi-Fi 7 6GHz a 16 flussi (16×16) può fornire fino a oltre 40 Gbps di larghezza di banda, soprattutto se si considera il nuovo supporto QAM. Più concretamente, vedremo solo le specifiche 2 × 2 e forse 4 × 4 per quanto riguarda i ricevitori con Wi-Fi 7, il che dovrebbe portare a velocità nell'ordine dei 10 Gbps.

Utilizzando la nuova modulazione QAM, grazie al raddoppio gli stream, WiFi 7 offrirà 40 Gbps solo sulla banda dei 6 GHz.

Con così tanta larghezza di banda disponibile, il Wi-Fi 7 potrebbe svolgere un ruolo come spina dorsale dei dati per la casa. Le connessioni cablate diventerebbero obsolete e fornirebbe dati sufficienti da utilizzare per applicazioni come flussi video ad altissima risoluzione e mondi simulati con occhiali per la realtà virtuale e aumentata.

Gran parte delle differenze tra Wi-Fi 6 e Wi-Fi 7 sono state elencate sopra, ma ricapitoliamole per chiarezza. 

• Canali più ampi. Ogni banda è suddivisa in canali, e più ampio è il canale, più dati può trasmettere, come un'autostrada con più corsie
  • la banda a 2,4 GHz comprende 11 canali da 20 megahertz (MHz) ciascuno
  • la banda a 5 GHz ha 45 canali che possono combinarsi per creare canali a 40 MHz o 80 MHz
  • la banda a 6 GHz supporta 60 canali fino a 320 MHz di larghezza (contro i 160 del Wi-Fi 6E)
• QAM più alto. La modulazione numerica di ampiezza in quadratura (QAM) è un metodo per trasmettere e ricevere dati in onde a radiofrequenza. Più è alto, più informazioni puoi inserire. Wi-Fi 7 supporta 4K-QAM e Wi-Fi 6 supporta 1024-QAM. All'aumentare della QAM, però c'è bisogno di un segnale più forte

• MLO. MLO può combinare diverse frequenze tra bande in un'unica connessione. Mentre un router Wi-Fi 6E tri-band collega due dispositivi su una singola banda su un canale, un router Wi-Fi 7 può connettersi a un dispositivo Wi-Fi 7 su due o più canali contemporaneamente in bande diverse. MLO abilita potenzialmente canali più ampi in grado di trasmettere più dati: tornando all'analogia con l'autostrada, si può inviare il traffico su un'autostrada a 4 e a 6 corsie contemporaneamente.

Quindi, come abbiamo visto con il Wi-Fi 6, i primi router e dispositivi client pre-certificati saranno a breve sul mercato. 

In generale, visto che le specifiche non saranno ancora pubblicate, questi prodotti potrebbero non offrire tutte le funzionalità che si otterranno con i dispositivi Wi-Fi 7 completamente certificati, ma il grosso delle novità sì. Ovviamente, quando il nuovo standard verrà consolidato e le specifiche dichiarate ufficialmente dalla Wi-Fi Alliance, anche altri fornitori annunceranno i loro piani.

E anche quando il Wi-Fi 7 arriverà, non cancellerà il Wi-Fi 6: i due standard probabilmente coesisteranno come tecnologie complementari per molti anni a venire.

E per i router Wi-Fi 7? Come abbiamo anticipato sopra, a breve saranno sul mercato, anche perché molti produttori potrebbero saltare il Wi-Fi 6E e puntare direttamente all'ultimo standard.

TP-Link, che usa chip Qualcomm, ha già rivelato i suoi primi router Wi-Fi 7, tra cui Archer BE900, Archer BE800, Archer BE550, Archer GE800 (gaming), Deco BE95, Deco BE65 e Deco BE85 (sistemi mesh).

Ma non è l'unica. Anche altre aziende come AWM, EnGenius, Linksys, Xiaomi, Nec, Netgear e Plume stanno già avviando la produzione di dispositivi con Wi-Fi 7, che dovrebbero arrivare sul mercato nel secondo trimestre del 2023.

C'è una considerazione da fare. Il prezzo da pagare per l'aggiunta di tutti questi trucchi di trasmissione è che la prossima generazione di router potrebbe richiedere il doppio delle antenne, qualcosa nell'ordine di due dozzine o più di antenne. Molte di queste potrebbero essere nascoste nella struttura, o mostrate con orgoglio come alcuni router particolarmente performanti.

James Chen, vicepresidente associato del marketing di MediaTek ha affermato che "La prima generazione di router Wi-Fi 7 potrebbe essere un po' grande, ma nel tempo assomiglieranno molto a quelli che usiamo oggi".