WiFi7

<新一代>

也許很多人還在考慮是否要將使用的Wi-Fi設(shè)備升級(jí)到Wi-Fi 6或Wi-Fi 6E，而這些標(biāo)準(zhǔn)的繼任者卻已經(jīng)開(kāi)始“登堂入室”了。Wi-Fi 7是新一代Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)，相比Wi-Fi 6和Wi-Fi 6E，它帶來(lái)了一系列功能上的重大進(jìn)步，比如承諾更快的連接、更低的延遲，以及管理更多連接的能力。

隨著數(shù)字生活方式的普及，無(wú)論家庭還是公共場(chǎng)所對(duì)10G寬帶的需求與日俱增。這種數(shù)字化轉(zhuǎn)型不僅需要高速的Wi-Fi，而且需要在整個(gè)家庭或辦公室以非常低的、確定的延遲提供數(shù)據(jù)。未來(lái)的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)也必須為現(xiàn)代互聯(lián)家庭構(gòu)建，同時(shí)為數(shù)十臺(tái)連接到互聯(lián)網(wǎng)的高速設(shè)備供電。Wi-Fi 7就是為此量身定制的新的無(wú)線(xiàn)連接技術(shù)。

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Wi-Fi 7的新功能

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基于IEEE 802.11be標(biāo)準(zhǔn)的Wi-Fi 7相比上一代的Wi-Fi 6/6E有了重大改進(jìn)，速度提高了近四倍，支持更多連接，同時(shí)還包括減少延遲、增加容量、提高穩(wěn)定性和效率等方面的進(jìn)步。根據(jù)英特爾（Intel）的演示，支持Wi-Fi 7的普通PC的速度可達(dá)5.8Gbps，是Wi-Fi 6和Wi-Fi 6E的兩倍多。然而，從理論角度來(lái)看，Wi-Fi 7的速度可以高達(dá)46Gbps，而Wi-Fi 6的理論極限僅為9.8Gbps。

在第六代Wi-Fi中有一個(gè)里程碑式的技術(shù)進(jìn)步，那就是引入了一個(gè)全新的頻帶——6GHz（5.925GHz – 7.125GHz），并被命名為Wi-Fi 6E。有了可用于6GHz頻帶的額外1200MHz頻譜，Wi-Fi 6E設(shè)備將在14個(gè)額外的80MHz信道和7個(gè)額外的160MHz信道中工作，Wi-Fi頻譜使用量幾乎擴(kuò)大了3倍。更寬的頻譜使Wi-Fi 6E設(shè)備能夠更快地傳輸數(shù)據(jù)，減少干擾，降低網(wǎng)絡(luò)擁塞。

Wi-Fi 7建立在其前身Wi-Fi 6和Wi-Fi 6E的基礎(chǔ)上，尤其是6GHz頻帶的引入，使得Wi-Fi 7的吞吐量有了大幅提升。那么，Wi-Fi 7與Wi-Fi 6E之間究竟有什么區(qū)別呢？以下是一些值得注意的升級(jí)。

01320MHz寬信道

在實(shí)際應(yīng)用中，信道寬度決定了可實(shí)現(xiàn)的極大傳輸速度，信道越寬，可以傳輸?shù)臄?shù)據(jù)越多。Wi-Fi 6E通過(guò)開(kāi)放6GHz頻帶，與以前的標(biāo)準(zhǔn)相比，在技術(shù)上具有明顯的優(yōu)勢(shì)。而Wi-Fi 7將使用與其相同的2.4GHz、5GHz和6GHz三個(gè)頻帶。

通過(guò)擴(kuò)展信道帶寬和6GHz頻帶提供的額外容量，Wi-Fi 7實(shí)現(xiàn)了顯著的吞吐量增強(qiáng)。原有的2.4GHz頻帶包括11個(gè)信道，每個(gè)信道20MHz。5GHz頻帶有45個(gè)信道，但不限于20MHz的寬度，它們可以組合創(chuàng)建40MHz或80MHz的信道。6GHz頻帶支持60個(gè)信道，對(duì)于Wi-Fi 6E而言，它們的寬度可以高達(dá)160MHz。而Wi-Fi 7則將支持高達(dá)320MHz的寬信道。

02多鏈路操作（MLO）

Wi-Fi 7中非常令人興奮的進(jìn)步可能就是多鏈路操作（MLO）了。以前的每一個(gè)Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)都在單個(gè)頻帶上的兩個(gè)設(shè)備之間建立連接。即使是三頻Wi-Fi 6E路由器也會(huì)在固定信道上的單個(gè)頻帶上連接兩個(gè)設(shè)備（由路由器決定是在2.4GHz、5GHz還是6GHz頻帶上連接）。

引入MLO，可以使客戶(hù)端設(shè)備能夠通過(guò)跨越不同頻帶的兩個(gè)或多個(gè)信道同時(shí)連接到接入點(diǎn)。6GHz頻帶的全球可用性使Wi-Fi 7成為現(xiàn)實(shí)，MLO則在5GHz和6GHz頻帶上聚合時(shí)獲得了極大值。

Wi-Fi 7路由器可以同時(shí)通過(guò)不同頻帶中的兩個(gè)或多個(gè)信道連接到Wi-Fi 7設(shè)備，實(shí)現(xiàn)更寬的通道，傳輸更多的數(shù)據(jù)。與Wi-Fi 6相比，使用Wi-Fi 7的擁塞網(wǎng)絡(luò)其吞吐量提高了約五倍。這個(gè)更新好比這樣一個(gè)類(lèi)比：想象有兩條高速公路通往你的目的地，MLO類(lèi)似于提供在兩條高速公路上靈活地分配交通路徑，并在發(fā)生擁堵時(shí)迅速將交通從一條高速公路重定向到另一條高速公路。

03更高的QAM

更快的數(shù)據(jù)傳輸速率可滿(mǎn)足高帶寬應(yīng)用的需求。正交幅度調(diào)制（QAM）是一種在射頻中發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的方法。它越高，你可以打包的信息就越多。Wi-Fi 7支持4K-QAM，而Wi-Fi 6支持的是1024-QAM。4K-QAM可以實(shí)現(xiàn)比1024-QAM高20%的傳輸速率。

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“三頻”設(shè)計(jì)在Wi-Fi 7發(fā)展中的利與弊

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使用Wi-Fi 6標(biāo)準(zhǔn)，路由器通常只有兩個(gè)頻段，2.4GHz和5GHz。在無(wú)線(xiàn)通信領(lǐng)域，頻譜屬于稀缺型資源，寬頻帶意味著可以傳輸?shù)臄?shù)據(jù)吞吐量越大，傳輸?shù)乃俾屎托试礁?。根?jù)Wi-Fi聯(lián)盟的規(guī)劃，6GHz（UNII5-UNII8）開(kāi)放了14個(gè)額外的80MHz信道、額外的7個(gè)160MHz信道以及3個(gè)320MHz信道，這些額外的信道彼此不重疊，此舉大幅提高了Wi-Fi的可用帶寬。

雖然6GHz拓寬了Wi-Fi的可用頻譜，但問(wèn)題也隨之而來(lái)。

一是此前在6GHz頻段中已經(jīng)有多家無(wú)線(xiàn)、衛(wèi)星和移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商。目前的解決方案是：為保護(hù)6GHz頻段內(nèi)現(xiàn)有運(yùn)營(yíng)商的權(quán)益，超過(guò)低功率室內(nèi)（LPI）所規(guī)定功率水平的非許可設(shè)備和任何室外設(shè)備只能在自動(dòng)頻率協(xié)調(diào)（AFC）系統(tǒng)的控制下訪(fǎng)問(wèn)頻譜，以便減少對(duì)現(xiàn)有服務(wù)的干擾。

二是在三頻的架構(gòu)下，每一個(gè)頻段在工作中很容易受到其他頻段的干擾，尤其是企業(yè)在使用320MHz信道時(shí)，當(dāng)多個(gè)Wi-Fi站點(diǎn)和接入點(diǎn)（AP）在同一信道上的同一區(qū)域中操作時(shí)，就會(huì)發(fā)生同信道干擾（CCI）。

用于Wi-Fi接入點(diǎn)的非線(xiàn)性前端射頻模塊（FEM）技術(shù)是正確實(shí)現(xiàn)三頻段Wi-Fi 6E和Wi-Fi 7設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。非線(xiàn)性方法有效提高了功率放大器（PA）的效率，同時(shí)降低了功耗。

FEM

QorvoQPF4702

QPF4702是Qorvo公司第一款專(zhuān)為Wi-Fi 7設(shè)計(jì)的非線(xiàn)性集成前端模塊（FEM），它將5-7GHz功率放大器（PA）、單極雙擲開(kāi)關(guān)（SP2T）和旁路多模低噪聲放大器（LNA）全部集成到單個(gè)設(shè)備中，緊湊的外形和集成的匹配極大限度地減少了設(shè)計(jì)中的布局面積。

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Wi-Fi 7何時(shí)大規(guī)模商用？

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Wi-Fi 7是建立在前幾代Wi-Fi基礎(chǔ)之上的新技術(shù)，相應(yīng)的設(shè)備和路由器于2023年初開(kāi)始推出，所有設(shè)備均向下兼容。目前市場(chǎng)上已有數(shù)十種Wi-Fi 7路由器可用，包括三星Galaxy S23 Ultra和宏碁Swift Edge筆記本電腦，TP Link BE800和Amazon Eero Max 7路由器等均已通過(guò)測(cè)試和預(yù)認(rèn)證。

不過(guò)，作為Wi-Fi 7的早期產(chǎn)品，目前Wi-Fi 7路由器的價(jià)格不菲。據(jù)Wi-Fi聯(lián)盟預(yù)測(cè)，2024年將有2.33億臺(tái)Wi-Fi 7設(shè)備進(jìn)入市場(chǎng)，到2028年將增長(zhǎng)到21億臺(tái)。

另?yè)?jù)Globe News Wire的分析和預(yù)測(cè),全球Wi-Fi 7市場(chǎng)在接下來(lái)的幾年里有望實(shí)現(xiàn)顯著增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)在2023年的價(jià)值為10億美元，到2030年將達(dá)到242億美元，這意味著2023年至2030年的復(fù)合年增長(zhǎng)率將高達(dá)57.2%。

這種指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)主要?dú)w因于生態(tài)系統(tǒng)中各種關(guān)鍵參與者為競(jìng)爭(zhēng)和多樣化市場(chǎng)做出的貢獻(xiàn)。此外，旨在建立智慧城市的政府舉措將在推動(dòng)Wi-Fi 7技術(shù)的采用方面亦將發(fā)揮關(guān)鍵作用。

在Wi-Fi 7生態(tài)系統(tǒng)中，片上系統(tǒng)（SoC）細(xì)分市場(chǎng)將在整個(gè)預(yù)測(cè)期內(nèi)占據(jù)極大的市場(chǎng)份額。作為Wi-Fi 7的關(guān)鍵組件，SoC是路由器、網(wǎng)關(guān)、調(diào)制解調(diào)器、接入點(diǎn)、智能手機(jī)和筆記本電腦等設(shè)備的核心硬件。

隨著Wi-Fi 7標(biāo)準(zhǔn)的正式推出，芯片制造商加快了開(kāi)發(fā)新的芯片組的步伐，這些SoC不僅要具有成本效益、可互操作性，還要易于集成到使用Wi-Fi技術(shù)的各種設(shè)備中。

01博通 BCM4398

博通公司的Wi-Fi 7解決方案就是建立在Wi-Fi 6E 6GHz芯片成功的基礎(chǔ)之上，率先面世支持Wi-Fi 7的SoC，擁有適用于住宅（BCM67263、BCM6726）、企業(yè)（BCM43740、BCM43720）和客戶(hù)端設(shè)備（BCM4398）多種應(yīng)用場(chǎng)景的Wi-Fi 7解決方案。

以BCM4398為例，這是一款低功耗、高度集成的Wi-Fi 7和藍(lán)牙5.2組合芯片，針對(duì)高性能、低延遲、低功耗和小型化的移動(dòng)手機(jī)應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化。BCM4398 SoC包含一個(gè)同時(shí)雙頻（SDB）2×2 IEEE 802.11be兼容無(wú)線(xiàn)電、一個(gè)雙核藍(lán)牙（BT）5.2無(wú)線(xiàn)電以及一個(gè)增強(qiáng)藍(lán)牙和WLAN系統(tǒng)操作的專(zhuān)用掃描核心，支持320MHz寬信道、5-7GHz頻帶和4K-QAM調(diào)制。

從批準(zhǔn)新的Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)到進(jìn)入全球主要市場(chǎng)，通常需要3到5年的時(shí)間。這一點(diǎn)看看Wi-Fi 6E就知道了：第一批6GHz設(shè)備大約在三年前問(wèn)世，但我們?nèi)匀徊荒苷f(shuō)今天市場(chǎng)上的大多數(shù)設(shè)備都支持6GHz的Wi-Fi 6E。從出貨數(shù)量來(lái)看，Wi-Fi 6E可能還需要兩年時(shí)間才能趕上Wi-Fi 6。

至于現(xiàn)在應(yīng)該升級(jí)到Wi-Fi 6E還是Wi-Fi 7，這個(gè)問(wèn)題更不用糾結(jié)了，因?yàn)閮H從價(jià)格考慮，很多人就會(huì)暫時(shí)放棄Wi-Fi 7，畢竟600美元的路由器也是一筆不小的開(kāi)銷(xiāo)。因此，專(zhuān)家們預(yù)計(jì)Wi-Fi 7的出貨量能在2026年或2027年趕上Wi-Fi 6E就很不錯(cuò)了。

此外，采用Wi-Fi 7技術(shù)的產(chǎn)品必須符合特定的監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)，這是確保產(chǎn)品安全合規(guī)地進(jìn)入市場(chǎng)的前提。

目前，由900多家公司組成的Wi-Fi聯(lián)盟已正式啟動(dòng)“Wi-Fi 7認(rèn)證”計(jì)劃，這意味著手機(jī)、筆記本電腦和路由器等設(shè)備現(xiàn)在可以正式參與相應(yīng)的認(rèn)證測(cè)試并獲得市場(chǎng)準(zhǔn)入。博通（Broadcom）、英特爾（Intel）、聯(lián)發(fā)科（MediaTek）和高通（Qualcomm）等公司已開(kāi)始生產(chǎn)Wi-Fi 7認(rèn)證芯片組，Wi-Fi聯(lián)盟已將其用作認(rèn)證的試驗(yàn)平臺(tái)。

通常，認(rèn)證測(cè)試和設(shè)備普及之間大約會(huì)有一兩年的時(shí)間間隔，預(yù)計(jì)到明年我們可能在市場(chǎng)上開(kāi)始看到支持Wi-Fi 7的手機(jī)、筆記本電腦和其他設(shè)備，這也是Wi-Fi 7無(wú)法在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)全面商用的主要原因之一。

結(jié)論

Wi-Fi 7，也稱(chēng)為IEEE 802.11be，它是第六代Wi-Fi的繼任者，代表了無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的下一個(gè)發(fā)展目標(biāo)。Wi-Fi 7的速率可高達(dá)30Gbit/s，是Wi-Fi 6的三倍多，這種驚人的速度是通過(guò)創(chuàng)新技術(shù)和改進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)合實(shí)現(xiàn)的。然而，這并不意味著你需要立即更換路由器、手機(jī)、筆記本電腦和帶有Wi-Fi 7的游戲設(shè)備。

從技術(shù)和市場(chǎng)角度來(lái)說(shuō)，Wi-Fi 7的應(yīng)用前景無(wú)疑是巨大的，并將在多個(gè)領(lǐng)域產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。包括從更高效的視頻會(huì)議到身臨其境的AR/VR體驗(yàn)，再到更智能的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和更高質(zhì)量的云游戲服務(wù)，Wi-Fi 7都將為人類(lèi)社會(huì)帶來(lái)更多便利和可能性。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用場(chǎng)景的不斷拓展，我們相信Wi-Fi 7必將成為未來(lái)數(shù)字社會(huì)的基石，推動(dòng)人類(lèi)走向更智能、更便捷的未來(lái)。