WiGig

The Wireless Gigabyte (WiGig) Alliance oli WiGig Alliance'i ja Wi-Fi Alliance'i ühinemisel moodustatud organisatsioon, mille eesmärk oli välja töötada ja edendada kiiret, suure mahutavuse ja madala latentsusega, traditsioonilist Wi-Fi-t täiendavat raadiokohtvõrgu tehnoloogiat, et parandada aina laiemalt leviva digitaalse multimeedia sisu kättesaadavust ja kasutatavust. WiGig tehnoloogia, mis on IEEE 802.11ad spetsifikatsiooni täiendus, lõi algselt WiGig Alliance. See kasutab 60 GHz sagedusriba, et saavutada suur andmeedastuskiirus ning toetada tänapäevaseid rakendusi. Organisatsioon moodustati 2013. aastal.
See spetsifikatsioon avalikustati 10. detsembril 2009 ning versioon 1.0 saadi valmis 2010. aastal. WiGig Alliance panustas oma väljatöötatud meediumipöörduse juhtimise (inglise keeles "Medium Access Control", lühend "MAC") kihi ja füüsilise (inglise keeles "Physical", lühend "PHY") kihi IEEE 802.11ad spetsifikatsiooni standardimise protsessi ning 2010. aastal kinnitati, et see saab selle spetsifikatsiooni aluseks. 2012. aastal võeti see vastu ka IEEE poolt.
60 GHz sagedusriba on laiem kui 2,4 GHz ja 5 GHz sagedusribad. Seetõttu on 60 GHz sagedusriba kanalid samuti laiemad ning kasutades madala energiakuluga modulatsiooni ja kodeerimise skeeme (inglise keeles "Modulation &amp; Coding Scheme", lühend "MCS") on võimalik saavutada andmeedastuskiiruse kuni 7 Gbit/s. Selline standard võimaldab seadmete dokkimist, ekraanide ühendamist, andmete virtuaalset varundamist, sünkroonimist ning andmevahetust arvutite ja nutiseadmete vahel. Seda kõike tehakse juhtmevabalt ja madala energiakuluga, tagades ühtlasi ka suure turvalisuse. Seadmed, mis kasutavad WiGig tehnoloogiat, on võimelised suhtlema nii 60 GHz sagedusribal kui ka lülituma ümber varasematele 2,4 GHz ja 5 GHz sagedusribadele.
Ajalugu.
10. detsembril 2009 teatas WiGig Alliance, et on valmis saanud esimese raadiokohtvõrgu standardi, mis kasutab 60 GHz sagedusriba. Spetsifikatsioon lubas rohkem kui 10 korda suuremaid andmeedastuskiiruseid kui seda tänapäeval kasutuselolevad raadiokohtvõrgud võimaldavad. Lubati ka suurt jõudlust ekraanide juhtmevabal ühendamisel ja heli edastamisel. Ühtlasi oli alles jäetud tagasiühilduvus varasemate Wi-Fi seadmetega. WiGig organisatsiooni liikmetele tehti spetsifikatsioon versiooniga 1.0 saadavaks 2010. aastal. Sama aasta maikuus teatasid WiGig Alliance ja Wi-Fi Alliance, et on sõlminud koostöökokkuleppe. See aga tähendas, et Wi-Fi Alliance soovis WiGig tehnoloogia integreerida enda tulevasse 60 GHz sagedusriba kasutavasse tehnoloogiasse, mis ka lõpuks täide viidi. 28. juunil 2011 anti välja versioon 1.1, millele oli lisatud juhtmevaba HDMI ühenduvuse tugi. 2012. aastal lõpus kinnitas ka IEEE, et WiGig tehnoloogia saab IEEE 802.11ad spetsifikatsiooni aluseks. WiGig Alliance ja Wi-Fi Alliance eksisteerisid eraldiseisvate ettevõtetena kuni 2013. aastani, mil mõlemad organisatsioonid teatasid ühinemisest.
9. septembril 2013 määras Wi-Fi Alliance enda väljastatavatele ja müüdavatele seadmetele uue sertifitseerimismärgi "WiGig Certified".
2014. aastal anti WiGig tehnoloogiale "2014 Popular Science Best of What’s New Award" auhind.
Liikmed ja toetajad.
WiGig organisatsiooni juhatusse kuuluvad järgmised firmad:
WiGig tehnoloogiat toetavate firmade hulka kuuluvad:
WiGig spetsifikatsiooni ülevaade.
WiGig spetsifikatsioon sisaldab järgmisi rakendusi eesmärgiga pakkuda suurt jõudlust väikese hinna juures, vähendada kasutamisel tekkivaid probleeme, tagada ühilduvus varasemate Wi-Fi standarditega ning pakkuda suurt turvalisust:
WiGig spetsifikatsiooni arhitektuur.
WiGig spetsifikatsioonis on defineeritud kaks kihti: PHY ja MAC. Need on ühtlasi ka IEEE 802.11ad standardi täienduseks. Protokolli adaptatsioonikihtide (inglise keeles "Protocol Adaptation Layers", lühend "PALs") eesmärgiks on toetada WiGig PHY ja MAC kihte kasutavate liidese nagu HDMI, DisplayPort, PCIe, USB ja SD juhtmevaba ühendamist. Selline konfiguratsioon võimaldab seadmetel suhelda nii 60 GHz sagedusribal kui ka lülituda ümber varasematele 2,4 GHz ja 5 GHz sagedusribasid kasutatavatele kohtvõrgustandarditele ning ühtlasi lihtsustab ka selliste seadmete tootmist, mis neid sagedusi kasutavad.
PHY kiht.
60 GHz ja 2,4 GHz sagedusribade spektrite laiused on vastavalt 7 GHz ja 83,5 MHz. 60 GHz sagedusriba kasutab kanaleid, mis on 2,4 GHz sagedusriba omast laiemad. Esimesel juhul on standardiga ette nähtud neli kanalit, millest iga on 2,16 GHz lai. IEEE 802.11n standardi puhul, mis kasutab 2,4 GHz sagedusriba, on ühe kanali laiuseks 40 MHz. Enam kui 50 korda laiemad kanalid võimaldavad 60 GHz sagedusriba kasutavatel seadmetel saavutada suuremaid andmeedastuskiirusi, tarbides samal ajal vähem energiat. Võimalik on edastada pakkimata videofaile ning seadmeid on võimalik juhtmevabalt dokkida. Spetsifikatsiooni on lisatud ka kaks erinevat modulatsiooni ja kodeerimise skeemi, millel mõlemal on omad eelised:
Mõlemad skeemid sisaldavad selliseid elemente nagu preambul ja kanali kodeerimine. See aitab vähendada keerukusi selliste seadmete tootmisel. Kõik seadmed, mis on väljastatud WiGig Certifiedi märgi all, peavad sisaldama SC võimekust ning mõnes on olemas ka OFDM.
MAC kiht.
WiGig spetsifikatsiooni MAC kihti lisati mitu uut rakendust, mis parandavad kasutatavust, lihtsustavad integratsiooni Wi-Fi võrkudega, vähendavad energiakulu ja pakuvad suurt turvalisust.
Võrgu arhitektuur.
Kasutusel on uut tüüpi võrgu arhitektuur, mis võimaldab kahel seadmel otse üksteisega suhelda. See tagab kiire seadmetevahelise sünkroonimise ning võimaldab edastada audiovisuaalseid andmeid projektorisse või televiisorisse. Kuna on toetatud ka eelnevad IEEE 802.11 kohtvõrgustandardid, on olemas ka tugi, mis võimaldab luua jagatud internetipunkte.
Sujuv üleminek erinevatele sagedusribadele.
Juhul, kui 60 GHz sagedusribal ühenduvus puudub, on võimalik sujuvalt üle minna madalamatele sagedusribadele nagu seda on 2,4 GHz ja 5 GHz, ilma et ühendus katkeks.
Energiakulu haldamine.
Kaks üksteisega ühenduses olevat seadet saavad omavahel ära määrata, mis ajahetkedel nad andmeid edastada soovivad. Nende ajahetkede vahel saavad mõlemad seadmed olla energiasäästurežiimis.
Täiustatud turvalisus.
WiGig seadmed kasutavad tugevaimat turvalisuse kaitset: AES krüpteerimisalgoritmi versioon Galois/Counter Mode, mis toetab andmeedastuskiirust 10 Gbit/s ja enam.
PALs kihid.
Tänu PALs kihtide olemasolule on võimalik toota seadmeid, millel on olemas sisseehitatud tugi näiteks ühendamaks seadmeid juhtmevabalt erinevate ekraanidega. PALs on defineeritud otse WiGig standardi MAC ja PHY kihtidele ning see võimaldab integreerida PALs’id otse riistvara sisse. Praeguse seisuga on defineeritud järgmised PALs’id:
WiGig Beamforming.
60 GHz sagedusriba pakub küll suuremaid andmeedastuskiirusi, kuid omab ka suuremat levikadu kui seda esineb 2,4 GHz ja 5 GHz sagedusribade korral. Füüsilised tõkked mõjutavad 60 GHz sagedusriba signaali rohkem kui seda esineb madalamatel sagedustel. WiGig spetsifikatsiooni on selle probleemi lahendamiseks lisatud Beamformingu tehnoloogia, mis tagab suure andmeedastuskiiruse ka kaugemal kui 10 meetri ulatuses. Beamforming tehnoloogias kasutatakse antenne, millest tulevat signaali on võimalik kindla seadme poole suunata. See tagab suure andmeedastuskiiruse kaugemate vahemaade taha. Beamformingu tehnoloogia on defineeritud WiGig spetsifikatsiooni MAC ja PHY kihtidele. Kaks seadet, mis omavahel ühenduse loovad, muudavad oma antennisätteid pärast ühenduse loomist nii, et ühendus oleks piisavalt kvaliteetne ning oleks piisavalt palju mahtu soovitud mahuga andmete edastamiseks. Juhul, kui kahe seadme vahele satub mõni objekt, on Beamformingu tehnoloogiat kasutav seade võimeline automaatselt otsima uue, alternatiivse tee ühenduse taastamiseks.