去年6月,高通資深副總裁Rahul Patel曾表示高通已在進行WiFi-7相關研發,相關產品再過2-3年就有機會看到,但其Wi-Fi 7技術已經在官方的一篇文章中向大家展示了出來。
近年來,隨著XR、 元宇宙、社交游戲、超清視頻會議、邊緣計算等領域的逐漸成熟,各種新興的用例正在加速涌現,類似VR等產品對于網絡連接的低延時、超高速、大吞吐量產生了更高的需求。
而在辦公室、家庭、商場等多個占據用戶大量時間的場景中,使用智能設備連接WiFi的情況比使用流量更為常見。
根據IDC早些時候的預測,到2021年底,Wi-Fi 6設備的出貨量將超過20億臺,占所有Wi-Fi設備出貨量的50%以上,而到了2025年,這一數字將增至52億臺。
在這樣的爆炸性增長背后,Wi-Fi技術一直在通過適應新增需求的方式持續進化。例如,Wi-Fi 6中引入了多用戶功能,以提高Wi-Fi在人口密集網絡中的性能,而Wi-Fi 6E更是把頻譜擴展到了新的6 GHz頻段,以滿足更高的速度和更低延遲的需求。
隨著企業和個人開始利用Wi-Fi 6E不斷增強的能力,整個行業也一直在進行下一代Wi-Fi技術的開發。第七代Wi-Fi,也被稱為IEEE 802.11 be或Wi-Fi 7,將擁有極高的無線網速和更低的延遲,進一步提升用戶的體驗。
早在2019年,IEEE 802.11 be標準就開始討論,該標準的草案版本也已于去年發布。
本月15日,高通在官網中介紹了WiFi 7技術,表示Wi-Fi 7 即將開啟連接領域的新篇章,同時也對WiFi 7抱有極高的期望。
幾十年來,高通一直是 Wi-Fi 領域的先驅者,產生了多個關鍵發明,包括能夠快速搭建Wi-Fi網絡的板載設備的技術、先進的天線結構、提高速度和范圍的無線電波形設計,以及網狀Wi-Fi網絡技術等。除了具體技術發明之外,高通也對Wi-Fi標準做出了有意義的貢獻,并表示創新的Wi-Fi 7解決方案為下一代Wi-Fi設定標準。
雖然Wi-Fi 6標準還相對較新,支持該標準的路由器帶來的體驗也不錯。但高通表示,與 Wi-Fi 6相比,Wi-Fi 7標準的容量和速度將提高一倍,延遲時間也將減少一半。早些時候,聯發科還表示,Wi-Fi 7的速度將是Wi-Fi 6的三倍。
下面,讓我們來具體介紹下Wi-Fi 7帶來了哪些方面的提升:
現在使用的Wi-Fi 6,支持2.4 GHz和5 GHz兩個頻段:在早期的Wi-Fi和藍牙等其他無線技術中,2.4 GHz已經被很大程度上共享,該頻段已經變得十分擁堵;5GHz的頻段相比2.4GHz可以提供更多帶寬,從而轉化為更快的速度和更大的容量;Wi-Fi 6E甚至還支持了6GHz頻段,而5GHz和6GHz非常適合高帶寬和低延遲的活動,比如流媒體和云游戲等。
但高通的Wi-Fi 7解決方案進一步突破了Wi-Fi的極限:未來三個頻段將能夠同時工作,并將單一通道的寬度從Wi-Fi 6的160MHz擴大到320MHz,峰值傳輸速率將超過40Gbps,比Wi-Fi 6E高出4倍。
同時,與Wi-Fi 6的8個數據流相比,Wi-Fi 7將支持16個數據流以及 CMU-MIMO 技術。其中,C代表的是協調(Coordinated),這意味著16個數據流可以不是由一個AP提供,而是由多個AP同時提供。
現在的接入點(AP)通常都提供了對于三個頻段的支持,Wi-Fi 7也將越來越多地提供這種支持。在 Wi-Fi 7之前,用戶只能使用最適合自身需求的其中一個頻段,但是基于多鏈路功能,用戶可以通過多個通道連接到AP,利用這一點來避免擁堵。例如,如果其中一個通道上有流量,設備就可以使用另一個通道,從而得到更低的延遲。
同時,根據不同區域可用性的不同,多鏈路既可以使用5GHz頻段的兩個通道,也可以是5GHz和6GHz 頻段的兩通道組合。
在多鏈路方案中,像路由器這種終端,每次傳輸都使用第一可用頻段,并且可以在上一次的傳輸完成后選擇任意一個頻段進行下一次數據傳輸。通過這種方式,可以避免擁堵,降低延遲。
現在的某些區域已經可以支持三個320MHz連續頻譜的信道,也有部分區域目前只支持一個信道,甚至還有些區域則完全不支持。
對于5GHz的頻段來說,并沒有連續的320MHz頻段,因此只有支持6GHz的區域才能支持這種連續模式。通過高帶寬同時多鏈路功能,可以同時對兩個頻段進行聚合操作,匯集兩個信道的吞吐量,即可以通過兩個160MHz的信號組合形成一個320MHz的有效信道。
這樣做的好處是,即使在我國這樣沒有分配6GHz頻譜的情況下,通過高帶寬同步多鏈路功能,也能提供240MHz 的有效信道,從而實現在擁堵的情況下達到極高的吞吐量。
當用戶已經占用一部分信道的帶寬時,比如20MHz或40MHz,通常會阻止AP使用這個頻段,造成一定程度的浪費。針對這種情況,Wi-Fi 7采用了一個創新的解決方案,稱為“前導碼穿孔”,在保證連續信道可用的同時,允許切割網絡并避免使用包含干擾信號的部分頻譜。雖然總帶寬會因穿孔的數量而降低,但仍然能夠提供比其他方式更寬的信道。
在Wi-Fi 6中,已經支持的最高階調制是1024-QAM,而Wi-Fi 7正在標準化一種名為4k QAM的更先進調制方案,與使用1k QAM調制的Wi-Fi 6相比,這種方案可以提高峰值速率來增加吞吐量和數據容量。通過這種方式,最終速度可以達到30Gbps,是目前9.6Gbps 的WiFi 6速度的三倍。
不單是高通,聯發科、海思等廠商同樣也在積極布局Wi-Fi 7等下一代無線網絡。Wi-Fi 7將以IEEE 802.11be Extremely High Throughput (EHT)的標準打造,預計將在2023年11月至2024年5月確認正式版本設計。未來,Wi-Fi在我們的生活中將扮演著越來越重要的角色。對于消費者和企業來說,都將是一種重要的資源。
暢想中的Wi-Fi 7固然很美好,但你一定會關心,我們什么時候能用上?
答案是——不確定,甚至有可能完全不能用,這是因為Wi-Fi 7在國內的商用前景還蒙著一層“烏云”,其性能成倍的提升,背后需要一個非常核心的資源的支持——無線電頻譜,如果未來頻譜政策不利,Wi-Fi7的商用也將遭遇“卡脖子”。
此前,WiFi一直使用2.4GH和5GHz頻段部署。但隨著WiFi產業的快速發展,對無線電頻譜資源的需求非常迫切。
目前,對于6GHz(5925-7125MHz)頻段,各國表現出不同的態度,這種態度直接決定了Wi-Fi 6E以及Wi-Fi 7的命運。這些政策主要集中是否將該頻段作為非授權頻段允許WiFi接入,包括在三種方案:
(1)6GHz全部(5925-7125 MHz)作為非授權頻段可供WiFi使用
(2)6GHz中部分(5925-6425MHz)作為非授權頻段可供WiFi使用
(3)6GHz全部(5925-7125 MHz)作為授權頻段給蜂窩網絡及其他授權接入
對于WiFi玩家來說,第一種方案是最理想的方案,可以使用1200MHz連續頻率;第二種方案可以使用500MHz連續頻率,基本能夠滿足目前規劃的需求;第三種方案是最不希望出現的,這意味著Wi-Fi 6E和Wi-Fi 7擴展至6GHz的計劃無法實現,商用的可能性很小。
我國尚未對6GHz給出明確的政策,但從公開資料來看,似乎更加傾向于將該頻段作為授權頻段,供5G、6G移動通信使用。當前,我國5G發展全球領先優勢已建立,我國無線電管理部門也從頻率高效使用和長遠規劃的角度出發,一直致力于為5G和未來6G技術尋求更多的IMT頻率資源。
所以,Wi-Fi 7的未來究竟如何,我們且等頻譜政策靴子的落地。