什么是WiFi7?为什么要有WiFi7?WiFi7有多厉害?WiFi6会成为过度技术吗?

5个月前发布 SanS三石
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在高通公司发布了WiFi7联网解决方案之后,WiFi7 就成为最近业内外讨论最多的一个新热题。

WiFi7的定义

WiFi 7(Wi-Fi 7)是下一代Wi-Fi标准,对应的是IEEE 802.11将发布新的修订标准IEEE 802.11be –极高吞吐量EHT(Extremely High Throughput )。

Wi-Fi 7是在Wi-Fi 6的基础上引入了320MHz带宽、4096-QAM、Multi-RU、多链路操作、增强MU-MIMO、多AP协作等技术,使得Wi-Fi 7相较于Wi-Fi 6将提供更高的数据传输速率和更低的时延。Wi-Fi 7预计能够支持高达30Gbps的吞吐量,大约是Wi-Fi 6的3倍。

WiFi7的诞生

随着WLAN技术的发展,家庭、企业等越来越依赖Wi-Fi,并将其作为接入网络的主要手段。近年来出现新型应用对吞吐率和时延要求也更高,比如4K和8K视频(传输速率可能会达到20Gbps)、VR/AR、游戏(时延要求低于5ms)、远程办公、在线视频会议和云计算等。虽然最新发布的Wi-Fi 6已经重点关注了高密场景下的用户体验,然而面对上述更高要求的吞吐率和时延依旧无法完全满足需求。

为此,IEEE 802.11标准组织即将发布一个新修订标准IEEE 802.11be EHT,即Wi-Fi 7。

Wi-Fi 7 对比 Wi-Fi 6

Wi-Fi 7在Wi-Fi 6标准的基础上,引入了许多新的技术。

什么是WiFi7?为什么要有WiFi7?WiFi7有多厉害?WiFi6会成为过度技术吗?

WiFi7预计能够支持高达30Gbps的吞吐量,最高网速可达 46.4Gbps,是 WiFi 6最高网速 9.6Gbps 的4.8 倍。WiFi7完全是提供了闪电般的速度。

而除了网速飞快之外,与WiFi6相比WiFi7还能能同时支持 2.4 GHz、5 GHz、6 GHz这三个频段。由此,能提供的最大频宽从 160 MHz 提升到了 320 MHz。此外,WiFi7还能够支持最多达16 根天线发送及接收信号,传输数据的容量和通道变得更大了。

Wi-Fi 7支持的新特性

Wi-Fi 7协议的目标是将WLAN网络的吞吐率提升到30Gbps,并且提供低时延的接入保障。为了满足这个目标,整个协议在PHY层和MAC层都做了相应的改变。相对于Wi-Fi 6协议,Wi-Fi 7协议带来的主要技术变革点:

  • 支持最大320MHz带宽
    2.4GHz和5GHz频段免授权频谱有限且拥挤,现有Wi-Fi在运行VR/AR等新兴应用时,不可避免地会遇到QoS低的问题。为了实现最大吞吐量不低于30Gbps的目标,Wi-Fi 7将继续引入6GHz频段,并增加新的带宽模式,包括连续240MHz,非连续160+80MHz,连续320 MHz和非连续160+160MHz。
  • 支持Multi-RU机制
    在Wi-Fi 6中,每个用户只能在分配到的特定RU上发送或接收帧,大大限制了频谱资源调度的灵活性。为解决该问题,进一步提升频谱效率,Wi-Fi 7中定义了允许将多个RU分配给单用户的机制。当然,为了平衡实现的复杂度和频谱的利用率,协议中对RU的组合做了一定的限制,即:小规格RU(小于242-Tone的RU)只能与小规格RU合并,大规格RU(大于等于242-Tone的RU)只能与大规格RU合并,不允许小规格RU和大规格RU混合使用。
  • 引入更高阶的4096-QAM调制技术
    Wi-Fi 6的最高调制方式是1024-QAM,其中调制符号承载10bits。为了进一步提升速率,Wi-Fi 7将会引入4096-QAM,使得调制符号承载12bit。在相同的编码下,Wi-Fi 7的4096-QAM比Wi-Fi 6的1024-QAM可以获得20%的速率提升。
  • 引入Multi-Link多链路机制
    为了实现所有可用频谱资源的高效利用,迫切需要在2.4 GHz、5 GHz和6 GHz上建立新的频谱管理、协调和传输机制。工作组定义了多链路聚合相关的技术,主要包括增强型多链路聚合的MAC架构、多链路信道接入和多链路传输等相关技术。
  • 支持更多的数据流,MIMO功能增强
    在Wi-Fi 7中,空间流的数从Wi-Fi 6的8个增加到16个,理论上可以将物理传输速率提升两倍以上。支持更多的数据流也将会带来更强大的特性——分布式MIMO,意为16条数据流可以不由一个接入点提供,而是由多个接入点同时提供,这意味着多个AP之间需要相互协同进行工作。
  • 支持多AP间的协同调度
    目前在802.11的协议框架内,AP之间实际上是没有太多协作的关系。自动调优、智能漫游等常见的WLAN功能都属于厂商自定义的特性。AP间协作的目的也仅是优化信道选择,调整AP间负载等,以实现射频资源高效利用、均衡分配的目的。Wi-Fi 7中的多AP间的协同调度,包括小区间的在时域和频域的协调规划,小区间的干扰协调,以及分布式MIMO,可以有效降低AP之间的干扰,极大的提升空口资源的利用率。
    多AP间的协同调度的方式有很多,包括C-OFDMA(Coordinated Orthogonal Frequency-Division Multiple Access)、CSR(Coordinated Spatial Reuse)、CBF(Coordinated Beamforming)和JXT(Joint Transmission)等。

在WiFi6推出后其传输速度仅比以前的WiFi5提升25%,只不过更多的是提升多个设备连接后的网络质量。因此也导致很多用户至今都对WiFi6不太感兴趣。

如果不是家里接入了千兆宽带且又有数十个智能设备同时连接需求,一般用户们WiFi6的需求其实不大。

而WiFi7的出现则是将多设备连接及高速率、低时延传输速度都升级到了“闪电般的速度”。仅从这一点上来说,WiFi7的确相当厉害。而在4K/8K高清视频、“元宇宙”等新型应用成熟并开始普及之后,WiFi7则要更加厉害了。

如今,WiFi现在已经是我们日常生活中不可分割的一部分。有市场调研机构的分析数据显示,国内WiFi物联网市场将以29% 的复合年增长率增长,而未来室内网络设备的连接数也将会不断增加,用户们对低时延、高传输速率的要求会更高。

不过,现阶段全球WiFi7技术规范尚未落定。尽管高通发布了全球首个商用WiFi7专业网络解决方案,但按业界预计成熟的WiFi7产品大概要到2024年才会出现。这么看来,我们普通人要想真正用上WiFi7的路由器,大概起码要再等二、三年了,我们拭目以待吧!

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