2018年10月份,负责Wi-Fi技术标准制定的Wi-Fi联盟正式对Wi-Fi标准采用来了"Wi-Fi X"形式的命名,802.11ax对应Wi-Fi 6、W802.11ac标准对应Wi-Fi 5、802.11n标准对应Wi-Fi 4。 随后在2019年,Wi-Fi 6标准正式发布,同时包括三星S10系列、小米9系列、苹果iPhone 11系列等一众新手机均支持了Wi-Fi 6技术,而这也是Wi-Fi技术第一次让消费者了解到,原来日常时候再再熟悉不过的Wi-Fi也和4G\5G移动网络一样正在快速迭代。 然而距离首批Wi-Fi 6手机上市其实也就过了4年的时间,似乎感觉Wi-Fi 6都还没用上多久,Wi-Fi 7就来了。 在2022年初的MWC2022上,高通就正式发布了全球首个WiFi 7解决方案,FastConnect 7800;随后中兴、博通等通讯企业接级联发布了其Wi-Fi 7产品。同年6月份,全球首款 Wi-Fi 7 家用路由器新华三H3C Magic BE18000发布会;11月份,TP-LINK也发布会了多款Wi-Fi 7路由器产品。 而在今年年初,小米13成为全球首款支持Wi-Fi 7的手机,随后发布的采用高通骁龙8gen2平台的手机保留对Wi-Fi 7的支持。此外,PC端的intel也即将推出Wi-Fi 7网卡。而在前不久才结束的发布会上,华为也发布了支持Wi-Fi 7的路由器BE3 Pro。 不禁令人感叹,Wi-Fi的迭代速度真的太快了! 不过和给大品牌厂商纷纷跟进相反,国内Wi-Fi 7标准的落地和发展却面临着一个不小的难题。那么Wi-Fi 7相比Wi-Fi 6以及Wi-Fi 6E究竟升级了什么?新标准究竟在国内有面临的哪些挑战?对于普通消费者来说,是否有升级的必要? Wi-Fi 7 VS Wi-Fi 6:更快、更稳、延迟更低! 320MHz带宽,46.12Gbps速率 Wi-Fi每一代的发展,基本都是朝着更快的速度、更好的连接质量以及更多的可容纳设备的方向进行升级。Wi-Fi 7相比Wi-Fi 6也不例外。 图源:intel官网介绍 在Wi-Fi 6的升级版Wi-Fi 6E频段的支持,最新的Wi-Fi 7也不例外。更高的频段自然可以带来更快的传输速度,启用6G频段的Wi-Fi 7信道带宽从160MHz提升到了320MHz,有效子载波数量(可以简单理解为可容纳数据的单位)达到了3920个,是只有160MHz带块的Wi-Fi 6的两倍。如果把160MHz的Wi-Fi 6比喻成一条双车道的马路,那320MHz的Wi-Fi 7就算一条四车道的马路,可以同时并排跑的车数量是Wi-Fi 6的两倍。 图源:TP-LINK官网介绍 除了更高的频段带来的更大的频宽,Wi-Fi 7同样支持Wi-Fi 6上的MU-MIMO技术,也就是“多用户 多输入 多输出”,该技术支持路由器在发射端和接收端利用多根天线,同时接收和传输多个数据流。举个简单的例子,把路由器比作高速的收费站,MU-MIMO则对应着是收费站的车道,只是这条车道是双向车道,车道越多意味着收费站能同时处理的车辆就越多。 Wi-Fi 6拥有8*8 MIMO,也就是拥有8条车道。而Wi-Fi 7将车道数量提高到了16,也就是16*16 MIMO。 图源:网络 此外,Wi-Fi 7也采用了全新的编码方式,4096-QAM调制,你可以将其理解为一种更好的数据压缩方式,相比1024-QAM调制的Wi-Fi 6,Wi-Fi 7每个调制符可承载12bits,比Wi-Fi 6的10bits提高了1.2倍。还是用一个简单的例子,把调制符比作一辆货车,Wi-Fi 7的货车一次可运送12箱货,而Wi-Fi 6只能运送10箱。 图源:TP-LINK官网介绍 而前面介绍的这么多Wi-Fi 7的提升,带来的最大一个变化,就是峰值速率大幅提升,Wi-Fi 7的理论峰值速率可达46.12Gbps,是Wi-Fi 6(9.6Gbps)的4.8倍。 图源:TP-LINK官网介绍 显然Wi-Fi 7的升级可不只是简单的速率提高这么简单,其还引入了许多能改善信号时延和稳定性的新特性。这其中最核心的主要有三个,分别是多链路传输技术(MLO)、多资源单元(MRU)和前导码打孔(Preamble Puncturing)。 多链路传输技术(MLO) 以往我们在使用Wi-Fi时,通常只能连接2.4G和5G两个频段中的一个,即使你在设置中开启双频合一,看起来只有一个Wi-Fi,实际还你还是只连接其中单一的频段。 而多链路传输技术(MLO),Multi-Link Operation,则是将不同的频段捆绑融合成一个新的虚拟链路,也就是说用户可以同时连接2.4G和5G频段。这样做的好处,就是能够提供更好的传输质量和更大的数据吞吐量。 图源:intel官网介绍 多链路传输技术(MLO)支持多发单收模式和多发多收模式,两种模式带来不同的提升。多发单收模式,既路由器利用2.4G、5G、6G三个不同频段来发送相同信息,系统选择其中最好、受干扰最小的频段来进行传输,例如当5G和6G频段受到干扰时,自动选择2.4G频段来进行传输,其带来的好处就是能大幅提升数据传输的可靠性和质量,并且大幅优化时延。 图源:锐捷网络官网介绍 而多发多收则是将数据分成三份,分别利用2.4G、5G和6G三个频段进行传输。期待来的好处就是能充分利用每一个频段的带宽,大幅提高数据的吞吐量,提高传输速率。 多资源单元(MRU) 在了解多资源单元(MRU)之前,我们需要先明白一个前置的小知识。在最开始的时候我们提到了Wi-Fi 7的信道频宽可以达到320MHz,而着320MHz的信道是由一个一个20MHz的基础信道组合而成的,也就是说Wi-Fi 7的320MHz信道是由16条20MHz的信道组合而成的,而信道其实就可以简单理解为车道。 在Wi-Fi 6之前,一个信道,也就是一条车道只能同时服务单个用户,也就是不管这个车道上有多少车,隔壁的已经堵车堵到爆炸的车道,也不能过来借道,这无疑就造成了信道的资源浪费。 所以在Wi-Fi 6上,引入了资源单元RU(Resource Unit)的概念,就是把20MHz的信号划分成为多个大小不同的RU,每个RU可以向一个用户发送信息,这样就意味着同一个信道可以同时服务多个用户。 不过在Wi-Fi 6中,在一个信道上一个用户只能对应一个RU,举个简单的例子把RU比作是货车,在一个信道上可以同时容量一辆能转载2箱货的货车,两辆能转载4箱货的货车和一辆能装载8箱货的货车。现在要服务三个用户,每个用户只能分配到一辆货车,这就意味之还有一辆货车被浪费了。 图源:华为官网 所以在Wi-Fi 7上又引入了多资源单元MRU (Multiple resource uint),现在用户可以同时分配到同个信道上的多个RU,也就是有一个用户能够同时分配到两辆货车,这无疑可以大幅提高西岛了资源利用率,从而提高速率,降低延迟。 前导码打孔Preamble Puncturing 前导码打孔Preamble Puncturing其实在Wi-Fi 6标准里就已经有出现,不过是一个可选的技术,因为技术成本高,大多数产品没有采用。而Wi-Fi 7则将这项继续列为强制标准。 前面我们已经知道Wi-Fi 7的320MHz带宽是由多个20MHz的基础信道捆版组成。当然这个捆绑过程是层层推进的,两个20MHz捆绑成一个40MHz,其中一个20MHz信道为主信道,另一个为辅信道,也就是一个是主路一个是辅路。组合成的40MHz信道有根据主信道和辅信道的方式和另外的40MHz信道组合成一个80MHz信道,以此类推直至组合成一个320MHz的信道。 图源:小米官方介绍视频 但是在以前的协议中,要求捆版的信道,必须主信道干净无干扰,才能传输信息。所以如果这时候有一个20MHz的辅信道受到干扰,就会导致由这个辅信道组成的40MHz主信道由干扰,进而导致80MHz的主信道有干扰,舍得原本160MHz的信道因为一个20MHz信道受到干扰,最后导致只剩下20MHz的信道能够传输信息了,则无疑造成了很大的资源浪费,也是为什么我们日常使用Wi-Fi时,一但信号由干扰,网速立马会有极大波动的原因之一。 图源:小米官方介绍视频 而前导码打孔Preamble Puncturing则很好的解决了这个问题,它能将被干扰的20MHz辅信道屏蔽,剩余的信道不受影响,继续捆绑,此时原本160MHz就还有140MHz的带宽了,这无疑大幅提高了信号的抗扰能力,同时提升了实际速率,降低了时延。 图源:华为官网 6G频段缺少?Wi-Fi 7国内发展前景尚不明朗 前面我们花了很大的功夫,从比较通俗的角度了解了Wi-Fi 7所带来的提升,总结下来其实就算更快的速率、更低的时延以及更好的稳定性。从升级来看Wi-Fi 7的前景应该是相当广阔的,那为何其在国内的发展前景却不被人看好呢?原因其实就出在6G这个频段上。 在无线电传输中,频段的资源其实是有线的,为了避免采用不同频段进行通讯的技术之间互相干扰,不同国家地区会对频段进行不同的划分。美国、韩国、巴西直接将这个5.92-7.125GHz的6G频段全部分给了Wi-Fi 6E和Wi-Fi 7。而向欧盟地区、澳大利亚等国家则是将6G频段中的5.925-6.425GHz的低频频段划分给Wi-Fi,而6.425-7.125GHz的频段则分给了IMT(国际移动通讯),也就是5G和6G移动网络。 图源:Wi-Fi联盟官网 我国工信部同样也将6.425-7.125GHz划分给了IMT,用户5G和未来6G系统的部署。不过5.925-6.425GHz的低频频段工信部则占时不做分配,暂时还没有划分给Wi-Fi。 而在工信部对Wi-Fi 7设备核准意见征求文件中,给出了Wi-Fi 7工作频段也可以看到,其最高只分配到7.725-5.850GHz的5G高频频段,6G很有可能最终不支持国内的Wi-Fi 7。 6G频段的缺少使得国内的Wi-Fi 7无法容纳320MHz信道,最高只能支持到240MHz的信道,最高的传输速度也被限制到了30Gbps。而这无疑将大幅削弱Wi-Fi 7的真正实力。 而6G频段的缺失,也意味着利用千兆宽带加Wi-Fi 7组网,在家用场景实现更强的智慧家庭应用,又或是在工业场景实现工业互联网应用,极有可能变得不那么容易实现,转而可能需要靠5G和6G移动网络来实现,而这也是许多人对Wi-Fi 7在国内发展前景持悲观态度的原因。 不过目前Wi-Fi联盟还并未正式发布Wi-Fi 7标准,Wi-Fi 7标准最终的技术细节还存在一些变数,而国内工信部也刚刚在7月份结束了Wi-Fi 7标准的意见征求,距离最终的落地还有一段时间,国内的Wi-Fi 7最终能否用上6G,可还也还存在变数。 Wi-Fi 7有必要升级吗? 那么对于普通消费者来说,Wi-Fi 7究竟能够带来什么实质性的提升,有没有升级的意义呢? 从普通人上网的角度来看,Wi-Fi 7其实是有些超前的,根据工信部发布的2022年通信业统计公报显示,到2022年末,三家基础电信企业的固定互联网宽带接入用户总数达5.9亿户,其中1000Mbps及以上接入速率的用户为9175万户,占总用户数的15.6%。而大部分的用户(78.4%)其实还是在用着千兆以下的宽带。 图源:工信部官网 所以对于目前这个情况,Wi-Fi 6就已经能够完全吃满宽带,满足大多数人的高速上网需求,Wi-Fi 7短时间内还用不上。 当然Wi-Fi 7的升级并非只有速率,前面科普提到了Wi-Fi 7还加入了许多改善传输质量和可靠性的新特性,这也意味着支持Wi-Fi 7路由器会比支持Wi-Fi 6的路由器有着更好的传输质量和抗干扰性。 不可否认这些提升都十分有意义,但在目前大多数人的日常生活中,Wi-Fi主要的问题可能还是隔了几个房间几堵墙,信号和网速就不行了。面对这一点Wi-Fi 7能改善的似乎也不多,比较这是无线电信号的物理性质所决定的,Wi-Fi 7上的6G频段,虽然速度更快,但是波长也越短,穿墙能力反而更弱。 所以从目前来看,家用场景对Wi-Fi 7有需求的可能主要是一些想要组件家庭万兆内网的发烧级玩家,以及会频繁使用无线串流技术游玩VR游戏,3A游戏的发烧游戏玩家。对于这些用户来说,Wi-Fi 7应该能够提供更加出色低时延的体验。而对于普通大多数只是上上网的用户来说,Wi-Fi 7的距离还是有些遥远的。 当然通讯技术的发展始终都是领先于消费需求的,早在2018年Wi-Fi联盟就已经开始着手IEEE 802.11be也就是Wi-Fi 7的研究,Wi-Fi 7主要是为了应对元宇宙、VR、4K/8K超高清视频等应用和场景对无线传输技术更高的要求,以及因为可能很快也会开始推款普及的万兆宽带服务。 Wi-Fi 7离我们还有多远? Wi-Fi技术的迭代发展对于大多数普通消费者来说其实是无感的,在Wi-Fi 6之前有多少人真的感知到Wi-Fi技术的迭代发展呢?毕竟有多少人的路由器都是办理宽带时运营商赠送的,而运营商赠送的路由器肯定要能够匹配用户办理的宽带套餐,提供达标的速度。目前办理三大运营商的千兆宽带基本赠送的已经都是Wi-Fi 6路由器,也侧面说明了Wi-Fi 6已经逐渐普及开了。 而目前的Wi-Fi 7依旧还处于发展的状态,Wi-Fi 7的实际体验和未来前景究竟如何,似乎只有等到标准正式落地才能知晓。而Wi-Fi 7离我们还有多远?何时才能真正普及到我们的日常生活,大概得等到运营商开始送Wi-Fi 7路由吧。 |
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