導(dǎo)讀：WiFi 6 還沒(méi)完全普及，WiFi 7就要來(lái)了?據(jù)悉，Wi-Fi 7在Wi-Fi 6的基礎(chǔ)上的引入了320MHz帶寬、4096-QAM、Multi-RU、多鏈路操作、增強(qiáng)MU-MIMO、多AP協(xié)作等技術(shù)，使得Wi-Fi 7相較于Wi-Fi 6將提供更高的數(shù)據(jù)傳輸速率和更低的時(shí)延。
WiFi 6 還沒(méi)完全普及，WiFi 7就要來(lái)了?
近日，在一口氣推出多款新品后，聯(lián)發(fā)科官方又宣布了一個(gè)重磅消息。他們將于2022年的CES(國(guó)際消費(fèi)類電子產(chǎn)品展覽會(huì))上展示下一代無(wú)線傳輸技術(shù)WiFi 7。
聯(lián)發(fā)科營(yíng)銷副總裁 James Chen表示：“我們將參與到 Wi-Fi 7 技術(shù)中。我們希望成為領(lǐng)導(dǎo)者，元宇宙的時(shí)代將屬于我們?！?/p>
為什么需要WiFi 7?
既然要說(shuō)WiFi 7，那就不得不先提一下WiFi 6 。
我們知道，Wi-Fi是由Wi-Fi聯(lián)盟進(jìn)行技術(shù)認(rèn)證和商標(biāo)授權(quán)的一種無(wú)線通信技術(shù)。它背后的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，則是由美國(guó)的電氣電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)制定的802.11系列協(xié)議。
目前最新的協(xié)議版本是802.11ax，也就是近年來(lái)迅速發(fā)展的Wi-Fi 6。
在最初的很多年里，世界上并沒(méi)有“Wi-Fi 幾代”這樣的說(shuō)法，直接就用802.11后面加幾個(gè)字母這樣的協(xié)議編號(hào)，對(duì)普通用戶非常不友好。直到2018年，Wi-Fi聯(lián)盟才決定把下一代技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)802.11ax用更為簡(jiǎn)單易懂的Wi-Fi 6來(lái)宣傳。
2019年9月16日，Wi-Fi聯(lián)盟宣布啟動(dòng)Wi-Fi 6認(rèn)證計(jì)劃。此后，Wi-Fi 6的大名響徹全世界，目前新發(fā)布的設(shè)備基本都已經(jīng)支持Wi-Fi 6了。
比如去年和今年發(fā)布的各大旗艦手機(jī)，都會(huì)在宣傳自家性能參數(shù)時(shí)提到WiFi 6。WIFI 6相比上一代WiFi 5(802.11 ac)，不僅速度快40%，功耗也明顯降低，使用WiFi 6協(xié)議的路由器還能支持更多設(shè)備同時(shí)連接并且保證不卡，同時(shí)支持最新的WP3安全協(xié)議，更加難以破解。
與之相比，WiFi 7 則是下一代Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)應(yīng)的是IEEE 802.11將發(fā)布新的修訂標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.11be –極高吞吐量EHT(Extremely High Throughput )。
Wi-Fi 7在Wi-Fi 6的基礎(chǔ)上的引入了320MHz帶寬、4096-QAM、Multi-RU、多鏈路操作、增強(qiáng)MU-MIMO、多AP協(xié)作等技術(shù)，使得Wi-Fi 7相較于Wi-Fi 6將提供更高的數(shù)據(jù)傳輸速率和更低的時(shí)延。
Wi-Fi 7預(yù)計(jì)能夠支持高達(dá)30Gbps的吞吐量，大約是Wi-Fi 6的3倍，而聯(lián)發(fā)科將于明年CES上演示的WiFi 7速度會(huì)是現(xiàn)在WiFi 6E的2.4倍。
你可能會(huì)問(wèn)，WiFi 6的性能已經(jīng)很厲害了，為什么還需要WiFi 7?
這是因?yàn)殡S著WLAN技術(shù)的發(fā)展，家庭、企業(yè)等越來(lái)越依賴Wi-Fi，并將其作為接入網(wǎng)絡(luò)的主要手段。近年來(lái)出現(xiàn)新型應(yīng)用對(duì)吞吐率和時(shí)延要求也更高，比如4K和8K視頻(傳輸速率可能會(huì)達(dá)到20Gbps)、VR/AR、游戲(時(shí)延要求低于5ms)、遠(yuǎn)程辦公、在線視頻會(huì)議和云計(jì)算等。雖然Wi-Fi 6已經(jīng)重點(diǎn)關(guān)注了高密場(chǎng)景下的用戶體驗(yàn)，然而面對(duì)上述更高要求的吞吐率和時(shí)延依舊無(wú)法完全滿足需求。
因此，Wi-Fi 7的到來(lái)可以說(shuō)是大勢(shì)所趨。
WiFi 7有多厲害?
Wi-Fi 7在Wi-Fi 6標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，引入了許多新的技術(shù)。華為在其官網(wǎng)上發(fā)布了一張對(duì)比圖，說(shuō)的非常清晰：
Wi-Fi 7協(xié)議的目標(biāo)是將WLAN網(wǎng)絡(luò)的吞吐率提升到30Gbps，并且提供低時(shí)延的接入保障。為了滿足這個(gè)目標(biāo)，整個(gè)協(xié)議在PHY層和MAC層都做了相應(yīng)的改變。
相對(duì)比與Wi-Fi 6協(xié)議，Wi-Fi 7協(xié)議帶來(lái)的主要技術(shù)變革點(diǎn)如下(以下內(nèi)容選自華為官網(wǎng))：
支持最大320MHz帶寬
2.4GHz和5GHz頻段免授權(quán)頻譜有限且擁擠，現(xiàn)有Wi-Fi在運(yùn)行VR/AR等新興應(yīng)用時(shí)，不可避免地會(huì)遇到QoS低的問(wèn)題。
為了實(shí)現(xiàn)最大吞吐量不低于30Gbps的目標(biāo)，Wi-Fi 7將繼續(xù)引入6GHz頻段，并增加新的帶寬模式，包括連續(xù)240MHz，非連續(xù)160+80MHz，連續(xù)320 MHz和非連續(xù)160+160MHz。
支持Multi-RU機(jī)制
在Wi-Fi 6中，每個(gè)用戶只能在分配到的特定RU上發(fā)送或接收幀，大大限制了頻譜資源調(diào)度的靈活性。為解決該問(wèn)題，進(jìn)一步提升頻譜效率，Wi-Fi 7中定義了允許將多個(gè)RU分配給單用戶的機(jī)制。
當(dāng)然，為了平衡實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度和頻譜的利用率，協(xié)議中對(duì)RU的組合做了一定的限制，即：小規(guī)格RU(小于242-Tone的RU)只能與小規(guī)格RU合并，大規(guī)格RU(大于等于242-Tone的RU)只能與大規(guī)格RU合并，不允許小規(guī)格RU和大規(guī)格RU混合使用。
引入更高階的4096-QAM調(diào)制技術(shù)
Wi-Fi 6的最高調(diào)制方式是1024-QAM，其中調(diào)制符號(hào)承載10bits。為了進(jìn)一步提升速率，Wi-Fi 7將會(huì)引入4096-QAM，使得調(diào)制符號(hào)承載12bit。在相同的編碼下，Wi-Fi 7的4096-QAM比Wi-Fi 6的1024-QAM可以獲得20%的速率提升。
引入Multi-Link多鏈路機(jī)制
為了實(shí)現(xiàn)所有可用頻譜資源的高效利用，迫切需要在2.4 GHz、5 GHz和6 GHz上建立新的頻譜管理、協(xié)調(diào)和傳輸機(jī)制。工作組定義了多鏈路聚合相關(guān)的技術(shù)，主要包括增強(qiáng)型多鏈路聚合的MAC架構(gòu)、多鏈路信道接入和多鏈路傳輸?shù)认嚓P(guān)技術(shù)。
支持更多的數(shù)據(jù)流，MIMO功能增強(qiáng)
在Wi-Fi 7中，空間流的數(shù)從Wi-Fi 6的8個(gè)增加到16個(gè)，理論上可以將物理傳輸速率提升兩倍以上。支持更多的數(shù)據(jù)流也將會(huì)帶來(lái)更強(qiáng)大的特性——分布式MIMO，意為16條數(shù)據(jù)流可以不由一個(gè)接入點(diǎn)提供，而是由多個(gè)接入點(diǎn)同時(shí)提供，這意味著多個(gè)AP之間需要相互協(xié)同進(jìn)行工作。
支持多AP間的協(xié)同調(diào)度
目前在802.11的協(xié)議框架內(nèi)，AP之間實(shí)際上是沒(méi)有太多協(xié)作的關(guān)系。自動(dòng)調(diào)優(yōu)、智能漫游等常見(jiàn)的WLAN功能都屬于廠商自定義的特性。AP間協(xié)作的目的也僅是優(yōu)化信道選擇，調(diào)整AP間負(fù)載等，以實(shí)現(xiàn)射頻資源高效利用、均衡分配的目的。Wi-Fi 7中的多AP間的協(xié)同調(diào)度，包括小區(qū)間的在時(shí)域和頻域的協(xié)調(diào)規(guī)劃，小區(qū)間的干擾協(xié)調(diào)，以及分布式MIMO，可以有效降低AP之間的干擾，極大的提升空口資源的利用率。
多AP間的協(xié)同調(diào)度的方式有很多，包括C-OFDMA(Coordinated Orthogonal Frequency-Division Multiple Access)、CSR(Coordinated Spatial Reuse)、CBF(Coordinated Beamforming)和JXT(Joint Transmission)等。
WiFi 7并非十全十美
雖然上文講了這么多WiFi 7的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，但顯然WIFI 7并不是十全十美的。
比如說(shuō)WIFI 7的320MHz的超高頻寬是必須借助于新的6GHz無(wú)線頻段才能實(shí)現(xiàn)。這也就是說(shuō)在兼容WiFi6的頻段上，802.11be并不能發(fā)揮出最大速度;而在802.11be技術(shù)真正滿速的無(wú)線頻段上，其實(shí)是不能向下兼容以往的WiFi標(biāo)準(zhǔn)的。
而且如果想真正享受到技術(shù)所號(hào)稱高達(dá)30Gbps的網(wǎng)絡(luò)帶寬，你需要一款有足足16根天線的超級(jí)無(wú)線網(wǎng)卡，其次還需要購(gòu)買一款有著16根天線的無(wú)線路由器，價(jià)格可以預(yù)見(jiàn)的會(huì)十分昂貴。需要如此高規(guī)格設(shè)備的原因，一是802.11be將數(shù)據(jù)流并發(fā)數(shù)量(MIMO)從本世代的最大8條翻倍到最大16條，二是802.11be新增了“協(xié)同多用戶多入多出(CMU-MIMO)”功能。
當(dāng)然，與家庭或企業(yè)中的傳統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)景相比，Wi-Fi 7引入的新功能將更有助于新興的應(yīng)用，比如：
視頻流
視頻/語(yǔ)音會(huì)議
無(wú)線游戲
實(shí)時(shí)協(xié)作
云/邊緣計(jì)算
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)
沉浸式AR/VR
互動(dòng)遠(yuǎn)程醫(yī)療
看到這里，你一定也很關(guān)心WiFi 7什么時(shí)候真正到來(lái)?
IEEE 802.11be EHT工作組已于2019年5月成立，802.11be(Wi-Fi 7)的開(kāi)發(fā)工作仍在進(jìn)行中，整個(gè)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)將按照兩個(gè)Release發(fā)布。Release1在2021年將發(fā)布第一版草案Draft1.0，預(yù)期在2022年底發(fā)布標(biāo)準(zhǔn);Release2預(yù)計(jì)在2022年初啟動(dòng)，并且在2024年底完成標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布。
未來(lái)幾年，我們就能真正體會(huì)到WiFi 7為我們生活帶來(lái)的改變了。
參考資料：
1.華為官網(wǎng)
2.《WiFi 7真的靠譜嗎?》 來(lái)源：科技美學(xué)
3.《Wi-Fi 6關(guān)鍵技術(shù)解析》 來(lái)源：無(wú)線深海
