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大廠紛紛跟進的Wi-Fi 7究竟升級了些啥?一文了解詳情

2024-03-28
來源:快科技
關鍵詞: Wi-Fi7

2018年10月份,負責Wi-Fi技術標準制定的Wi-Fi聯(lián)盟正式對Wi-Fi標準采用來了"Wi-Fi X"形式的命名,802.11ax對應Wi-Fi 6、W802.11ac標準對應Wi-Fi 5、802.11n標準對應Wi-Fi 4。

隨后在2019年,Wi-Fi 6標準正式發(fā)布,同時包括三星S10系列、小米9系列、蘋果iPhone 11系列等一眾新手機均支持了Wi-Fi 6技術。

而這也是Wi-Fi技術第一次讓消費者了解到,原來日常時候再再熟悉不過的Wi-Fi也和4G\5G移動網絡一樣正在快速迭代。

然而距離首批Wi-Fi 6手機上市其實也就過了4年的時間,似乎感覺Wi-Fi 6都還沒用上多久,Wi-Fi 7就來了。

在2022年初的MWC2022上,高通就正式發(fā)布了全球首個WiFi 7解決方案,F(xiàn)astConnect 7800;隨后中興、博通等通訊企業(yè)接級聯(lián)發(fā)布了其Wi-Fi 7產品。

同年6月份,全球首款 Wi-Fi 7 家用路由器新華三H3C Magic BE18000發(fā)布會;11月份,TP-LINK也發(fā)布會了多款Wi-Fi 7路由器產品。

而在今年年初,小米13成為全球首款支持Wi-Fi 7的手機,隨后發(fā)布的采用高通驍龍8 Gen2平臺的手機保留對Wi-Fi 7的支持。

此外,PC端的intel也即將推出Wi-Fi 7網卡。而在前不久才結束的發(fā)布會上,華為也發(fā)布了支持Wi-Fi 7的路由器BE3 Pro。

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不禁令人感嘆,Wi-Fi的迭代速度真的太快了!

不過和給大品牌廠商紛紛跟進相反,國內Wi-Fi 7標準的落地和發(fā)展卻面臨著一個不小的難題。

那么Wi-Fi 7相比Wi-Fi 6以及Wi-Fi 6E究竟升級了什么?新標準究竟在國內有面臨的哪些挑戰(zhàn)?對于普通消費者來說,是否有升級的必要?

Wi-Fi 7 VS Wi-Fi 6:更快、更穩(wěn)、延遲更低!

320MHz帶寬,46.12Gbps速率

Wi-Fi每一代的發(fā)展,基本都是朝著更快的速度、更好的連接質量以及更多的可容納設備的方向進行升級。Wi-Fi 7相比Wi-Fi 6也不例外。

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在Wi-Fi 6的升級版Wi-Fi 6E頻段的支持,最新的Wi-Fi 7也不例外。

更高的頻段自然可以帶來更快的傳輸速度,啟用6G頻段的Wi-Fi 7信道帶寬從160MHz提升到了320MHz,有效子載波數(shù)量(可以簡單理解為可容納數(shù)據的單位)達到了3920個,是只有160MHz帶塊的Wi-Fi 6的兩倍。

如果把160MHz的Wi-Fi 6比喻成一條雙車道的馬路,那320MHz的Wi-Fi 7就算一條四車道的馬路,可以同時并排跑的車數(shù)量是Wi-Fi 6的兩倍。

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除了更高的頻段帶來的更大的頻寬,Wi-Fi 7同樣支持Wi-Fi 6上的MU-MIMO技術,也就是“多用戶 多輸入 多輸出”,該技術支持路由器在發(fā)射端和接收端利用多根天線,同時接收和傳輸多個數(shù)據流。

舉個簡單的例子,把路由器比作高速的收費站,MU-MIMO則對應著是收費站的車道,只是這條車道是雙向車道,車道越多意味著收費站能同時處理的車輛就越多。

Wi-Fi 6擁有8*8 MIMO,也就是擁有8條車道。而Wi-Fi 7將車道數(shù)量提高到了16,也就是16*16 MIMO。

此外,Wi-Fi 7也采用了全新的編碼方式,4096-QAM調制,你可以將其理解為一種更好的數(shù)據壓縮方式,相比1024-QAM調制的Wi-Fi 6,Wi-Fi 7每個調制符可承載12bits,比Wi-Fi 6的10bits提高了1.2倍。

還是用一個簡單的例子,把調制符比作一輛貨車,Wi-Fi 7的貨車一次可運送12箱貨,而Wi-Fi 6只能運送10箱。

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而前面介紹的這么多Wi-Fi 7的提升,帶來的最大一個變化,就是峰值速率大幅提升,Wi-Fi 7的理論峰值速率可達46.12Gbps,是Wi-Fi 6(9.6Gbps)的4.8倍。

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顯然Wi-Fi 7的升級可不只是簡單的速率提高這么簡單,其還引入了許多能改善信號時延和穩(wěn)定性的新特性。這其中最核心的主要有三個,分別是多鏈路傳輸技術(MLO)、多資源單元(MRU)和前導碼打孔(Preamble Puncturing)。

多鏈路傳輸技術(MLO)

以往我們在使用Wi-Fi時,通常只能連接2.4G和5G兩個頻段中的一個,即使你在設置中開啟雙頻合一,看起來只有一個Wi-Fi,實際還你還是只連接其中單一的頻段。

而多鏈路傳輸技術(MLO),Multi-Link Operation,則是將不同的頻段捆綁融合成一個新的虛擬鏈路,也就是說用戶可以同時連接2.4G和5G頻段。這樣做的好處,就是能夠提供更好的傳輸質量和更大的數(shù)據吞吐量。

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多鏈路傳輸技術(MLO)支持多發(fā)單收模式和多發(fā)多收模式,兩種模式帶來不同的提升。

多發(fā)單收模式,既路由器利用2.4G、5G、6G三個不同頻段來發(fā)送相同信息,系統(tǒng)選擇其中最好、受干擾最小的頻段來進行傳輸。

例如當5G和6G頻段受到干擾時,自動選擇2.4G頻段來進行傳輸,其帶來的好處就是能大幅提升數(shù)據傳輸?shù)目煽啃院唾|量,并且大幅優(yōu)化時延。

而多發(fā)多收則是將數(shù)據分成三份,分別利用2.4G、5G和6G三個頻段進行傳輸。期待來的好處就是能充分利用每一個頻段的帶寬,大幅提高數(shù)據的吞吐量,提高傳輸速率。

在了解多資源單元(MRU)之前,我們需要先明白一個前置的小知識。

在最開始的時候我們提到了Wi-Fi 7的信道頻寬可以達到320MHz,而著320MHz的信道是由一個一個20MHz的基礎信道組合而成的。

也就是說Wi-Fi 7的320MHz信道是由16條20MHz的信道組合而成的,而信道其實就可以簡單理解為車道。

在Wi-Fi 6之前,一個信道,也就是一條車道只能同時服務單個用戶,也就是不管這個車道上有多少車,隔壁的已經堵車堵到爆炸的車道,也不能過來借道,這無疑就造成了信道的資源浪費。

所以在Wi-Fi 6上,引入了資源單元RU(Resource Unit)的概念,就是把20MHz的信號劃分成為多個大小不同的RU,每個RU可以向一個用戶發(fā)送信息,這樣就意味著同一個信道可以同時服務多個用戶。

不過在Wi-Fi 6中,在一個信道上一個用戶只能對應一個RU,舉個簡單的例子把RU比作是貨車,在一個信道上可以同時容量一輛能轉載2箱貨的貨車,兩輛能轉載4箱貨的貨車和一輛能裝載8箱貨的貨車。

現(xiàn)在要服務三個用戶,每個用戶只能分配到一輛貨車,這就意味之還有一輛貨車被浪費了。

所以在Wi-Fi 7上又引入了多資源單元MRU (Multiple resource uint),現(xiàn)在用戶可以同時分配到同個信道上的多個RU,也就是有一個用戶能夠同時分配到兩輛貨車,這無疑可以大幅提高西島了資源利用率,從而提高速率,降低延遲。

前導碼打孔Preamble Puncturing

前導碼打孔Preamble Puncturing其實在Wi-Fi 6標準里就已經有出現(xiàn),不過是一個可選的技術,因為技術成本高,大多數(shù)產品沒有采用。而Wi-Fi 7則將這項繼續(xù)列為強制標準。

前面我們已經知道Wi-Fi 7的320MHz帶寬是由多個20MHz的基礎信道捆版組成。當然這個捆綁過程是層層推進的,兩個20MHz捆綁成一個40MHz,其中一個20MHz信道為主信道,另一個為輔信道,也就是一個是主路一個是輔路。

組合成的40MHz信道有根據主信道和輔信道的方式和另外的40MHz信道組合成一個80MHz信道,以此類推直至組合成一個320MHz的信道。

但是在以前的協(xié)議中,要求捆版的信道,必須主信道干凈無干擾,才能傳輸信息。

所以如果這時候有一個20MHz的輔信道受到干擾,就會導致由這個輔信道組成的40MHz主信道由干擾,進而導致80MHz的主信道有干擾。

舍得原本160MHz的信道因為一個20MHz信道受到干擾,最后導致只剩下20MHz的信道能夠傳輸信息了,則無疑造成了很大的資源浪費,也是為什么我們日常使用Wi-Fi時,一但信號由干擾,網速立馬會有極大波動的原因之一。

而前導碼打孔Preamble Puncturing則很好的解決了這個問題,它能將被干擾的20MHz輔信道屏蔽,剩余的信道不受影響,繼續(xù)捆綁,此時原本160MHz就還有140MHz的帶寬了,這無疑大幅提高了信號的抗擾能力,同時提升了實際速率,降低了時延。

Wi-Fi 7有必要升級嗎?

那么對于普通消費者來說,Wi-Fi 7究竟能夠帶來什么實質性的提升,有沒有升級的意義呢?

從普通人上網的角度來看,Wi-Fi 7其實是有些超前的,根據2022年通信業(yè)統(tǒng)計公報,到2022年末,三家基礎電信企業(yè)的固定互聯(lián)網寬帶接入用戶總數(shù)達5.9億戶,其中1000Mbps及以上接入速率的用戶為9175萬戶,占總用戶數(shù)的15.6%。而大部分的用戶(78.4%)其實還是在用著千兆以下的寬帶。

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所以對于目前這個情況,Wi-Fi 6就已經能夠完全吃滿寬帶,滿足大多數(shù)人的高速上網需求,Wi-Fi 7短時間內還用不上。

當然Wi-Fi 7的升級并非只有速率,前面科普提到了Wi-Fi 7還加入了許多改善傳輸質量和可靠性的新特性,這也意味著支持Wi-Fi 7路由器會比支持Wi-Fi 6的路由器有著更好的傳輸質量和抗干擾性。

不可否認這些提升都十分有意義,但在目前大多數(shù)人的日常生活中,Wi-Fi主要的問題可能還是隔了幾個房間幾堵墻,信號和網速就不行了。

面對這一點Wi-Fi 7能改善的似乎也不多,比較這是無線電信號的物理性質所決定的,Wi-Fi 7上的6G頻段,雖然速度更快,但是波長也越短,穿墻能力反而更弱。

所以從目前來看,家用場景對Wi-Fi 7有需求的可能主要是一些想要組件家庭萬兆內網的發(fā)燒級玩家,以及會頻繁使用無線串流技術游玩VR游戲,3A游戲的發(fā)燒游戲玩家。

對于這些用戶來說,Wi-Fi 7應該能夠提供更加出色低時延的體驗。而對于普通大多數(shù)只是上上網的用戶來說,Wi-Fi 7的距離還是有些遙遠的。

當然通訊技術的發(fā)展始終都是領先于消費需求的,早在2018年Wi-Fi聯(lián)盟就已經開始著手IEEE 802.11be也就是Wi-Fi 7的研究。

Wi-Fi 7主要是為了應對元宇宙、VR、4K/8K超高清視頻等應用和場景對無線傳輸技術更高的要求,以及因為可能很快也會開始推款普及的萬兆寬帶服務。

Wi-Fi 7離我們還有多遠?

Wi-Fi技術的迭代發(fā)展對于大多數(shù)普通消費者來說其實是無感的,在Wi-Fi 6之前有多少人真的感知到Wi-Fi技術的迭代發(fā)展呢?

畢竟有多少人的路由器都是辦理寬帶時運營商贈送的,而運營商贈送的路由器肯定要能夠匹配用戶辦理的寬帶套餐,提供達標的速度。

目前辦理三大運營商的千兆寬帶基本贈送的已經都是Wi-Fi 6路由器,也側面說明了Wi-Fi 6已經逐漸普及開了。

而目前的Wi-Fi 7依舊還處于發(fā)展的狀態(tài),Wi-Fi 7的實際體驗和未來前景究竟如何,似乎只有等到標準正式落地才能知曉。

而Wi-Fi 7離我們還有多遠?何時才能真正普及到我們的日常生活,大概得等到運營商開始送Wi-Fi 7路由吧。


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