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WiFi7<新一代>
也許很多人還在考慮是否要將使用的Wi-Fi設備升級到Wi-Fi 6或Wi-Fi 6E，而這些標準的繼任者卻已經開始“登堂入室”了。Wi-Fi 7是新一代Wi-Fi標準，相比Wi-Fi 6和Wi-Fi 6E，它帶來了一系列功能上的重大進步，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。
隨著數字生活方式的普及，無論家庭還是公共場所對10G寬帶的需求與日俱增。這種數字化轉型不僅需要高速的Wi-Fi，而且需要在整個家庭或辦公室以非常低的、確定的延遲提供數據。未來的無線網絡也必須為現代互聯家庭構建，同時為數十臺連接到互聯網的高速設備供電。Wi-Fi 7就是為此量身定制的新的無線連接技術。
Wi-Fi 7的新功能
基于IEEE 802.11be標準的Wi-Fi 7相比上一代的Wi-Fi 6/6E有了重大改進，速度提高了近四倍，支持更多連接，同時還包括減少延遲、增加容量、提高穩(wěn)定性和效率等方面的進步。根據英特爾（Intel）的演示，支持Wi-Fi 7的普通PC的速度可達5.8Gbps，是Wi-Fi 6和Wi-Fi 6E的兩倍多。然而，從理論角度來看，Wi-Fi 7的速度可以高達46Gbps，而Wi-Fi 6的理論極限僅為9.8Gbps。
在第六代Wi-Fi中有一個里程碑式的技術進步，那就是引入了一個全新的頻帶——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設備將在14個額外的80MHz信道和7個額外的160MHz信道中工作，Wi-Fi頻譜使用量幾乎擴大了3倍。更寬的頻譜使Wi-Fi 6E設備能夠更快地傳輸數據，減少干擾，降低網絡擁塞。
Wi-Fi 7建立在其前身Wi-Fi 6和Wi-Fi 6E的基礎上，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。
01、320MHz寬信道
在實際應用中，信道寬度決定了可實現的極大傳輸速度，信道越寬，可以傳輸的數據越多。Wi-Fi 6E通過開放6GHz頻帶，與以前的標準相比，在技術上具有明顯的優(yōu)勢。而Wi-Fi 7將使用與其相同的2.4GHz、5GHz和6GHz三個頻帶。
通過擴展信道帶寬和6GHz頻帶提供的額外容量，Wi-Fi 7實現了顯著的吞吐量增強。原有的2.4GHz頻帶包括11個信道，每個信道20MHz。5GHz頻帶有45個信道，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個信道，對于Wi-Fi 6E而言，它們的寬度可以高達160MHz。而Wi-Fi 7則將支持高達320MHz的寬信道。
02、多鏈路操作（MLO）
Wi-Fi 7中非常令人興奮的進步可能就是多鏈路操作（MLO）了。以前的每一個Wi-Fi標準都在單個頻帶上的兩個設備之間建立連接。即使是三頻Wi-Fi 6E路由器也會在固定信道上的單個頻帶上連接兩個設備（由路由器決定是在2.4GHz、5GHz還是6GHz頻帶上連接）。
引入MLO，可以使客戶端設備能夠通過跨越不同頻帶的兩個或多個信道同時連接到接入點。6GHz頻帶的全球可用性使Wi-Fi 7成為現實，MLO則在5GHz和6GHz頻帶上聚合時獲得了極大值。
Wi-Fi 7路由器可以同時通過不同頻帶中的兩個或多個信道連接到Wi-Fi 7設備，實現更寬的通道，傳輸更多的數據。與Wi-Fi 6相比，使用Wi-Fi 7的擁塞網絡其吞吐量提高了約五倍。這個更新好比這樣一個類比：想象有兩條高速公路通往你的目的地，MLO類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
更快的數據傳輸速率可滿足高帶寬應用的需求。正交幅度調制（QAM）是一種在射頻中發(fā)送和接收數據的方法。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可以實現比1024-QAM高20%的傳輸速率。
“三頻”設計在Wi-Fi 7發(fā)展中的利與弊
使用Wi-Fi 6標準，路由器通常只有兩個頻段，2.4GHz和5GHz。在無線通信領域，頻譜屬于稀缺型資源，寬頻帶意味著可以傳輸的數據吞吐量越大，傳輸的速率和效率越高。根據Wi-Fi聯盟的規(guī)劃，6GHz（UNII5-UNII8）開放了14個額外的80MHz信道、額外的7個160MHz信道以及3個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，但問題也隨之而來。
一是此前在6GHz頻段中已經有多家無線、衛(wèi)星和移動運營商。目前的解決方案是：為保護6GHz頻段內現有運營商的權益，超過低功率室內（LPI）所規(guī)定功率水平的非許可設備和任何室外設備只能在自動頻率協調（AFC）系統的控制下訪問頻譜，以便減少對現有服務的干擾。
二是在三頻的架構下，每一個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，當多個Wi-Fi站點和接入點（AP）在同一信道上的同一區(qū)域中操作時，就會發(fā)生同信道干擾（CCI）。
用于Wi-Fi接入點的非線性前端射頻模塊（FEM）技術是正確實現三頻段Wi-Fi 6E和Wi-Fi 7設計的關鍵。非線性方法有效提高了功率放大器（PA）的效率，同時降低了功耗。
FEM：Qorvo?QPF4702
QPF4702是Qorvo公司第一款專為Wi-Fi 7設計的非線性集成前端模塊（FEM），它將5-7GHz功率放大器（PA）、單極雙擲開關（SP2T）和旁路多模低噪聲放大器（LNA）全部集成到單個設備中，緊湊的外形和集成的匹配極大限度地減少了設計中的布局面積。
圖3：專為Wi-Fi 7設計的非線性集成前端模塊QPF4702（圖源：Qorvo）
Wi-Fi 7何時大規(guī)模商用？
Wi-Fi 7是建立在前幾代Wi-Fi基礎之上的新技術，相應的設備和路由器于2023年初開始推出，所有設備均向下兼容。目前市場上已有數十種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路由器等均已通過測試和預認證。
不過，作為Wi-Fi 7的早期產品，目前Wi-Fi 7路由器的價格不菲。據Wi-Fi聯盟預測，2024年將有2.33億臺Wi-Fi 7設備進入市場，到2028年將增長到21億臺。
另據Globe News Wire的分析和預測,全球Wi-Fi 7市場在接下來的幾年里有望實現顯著增長，預計在2023年的價值為10億美元，到2030年將達到242億美元，這意味著2023年至2030年的復合年增長率將高達57.2%。
這種指數級增長主要歸因于生態(tài)系統中各種關鍵參與者為競爭和多樣化市場做出的貢獻。此外，旨在建立智慧城市的政府舉措將在推動Wi-Fi 7技術的采用方面亦將發(fā)揮關鍵作用。
在Wi-Fi 7生態(tài)系統中，片上系統（SoC）細分市場將在整個預測期內占據極大的市場份額。作為Wi-Fi 7的關鍵組件，SoC是路由器、網關、調制解調器、接入點、智能手機和筆記本電腦等設備的核心硬件。
隨著Wi-Fi 7標準的正式推出，芯片制造商加快了開發(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技術的各種設備中。
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）和客戶端設備（BCM4398）多種應用場景的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和藍牙5.2組合芯片，針對高性能、低延遲、低功耗和小型化的移動手機應用進行了優(yōu)化。BCM4398 SoC包含一個同時雙頻（SDB）2×2 IEEE 802.11be兼容無線電、一個雙核藍牙（BT）5.2無線電以及一個增強藍牙和WLAN系統操作的專用掃描核心，支持320MHz寬信道、5-7GHz頻帶和4K-QAM調制。
圖5：可用于客戶端設備的BCM4398 SoC支持Wi-Fi 7和藍牙5.2同時雙頻（圖源：Broadcom）
從批準新的Wi-Fi標準到進入全球主要市場，通常需要3到5年的時間。這一點看看Wi-Fi 6E就知道了：第一批6GHz設備大約在三年前問世，但我們仍然不能說今天市場上的大多數設備都支持6GHz的Wi-Fi 6E。從出貨數量來看，Wi-Fi 6E可能還需要兩年時間才能趕上Wi-Fi 6。
至于現在應該升級到Wi-Fi 6E還是Wi-Fi 7，這個問題更不用糾結了，因為僅從價格考慮，很多人就會暫時放棄Wi-Fi 7，畢竟600美元的路由器也是一筆不小的開銷。因此，專家們預計Wi-Fi 7的出貨量能在2026年或2027年趕上Wi-Fi 6E就很不錯了。
此外，采用Wi-Fi 7技術的產品必須符合特定的監(jiān)管標準，這是確保產品安全合規(guī)地進入市場的前提。
目前，由900多家公司組成的Wi-Fi聯盟已正式啟動“Wi-Fi 7認證”計劃，這意味著手機、筆記本電腦和路由器等設備現在可以正式參與相應的認證測試并獲得市場準入。博通（Broadcom）、英特爾（Intel）、聯發(fā)科（MediaTek）和高通（Qualcomm）等公司已開始生產Wi-Fi 7認證芯片組，Wi-Fi聯盟已將其用作認證的試驗平臺。
通常，認證測試和設備普及之間大約會有一兩年的時間間隔，預計到明年我們可能在市場上開始看到支持Wi-Fi 7的手機、筆記本電腦和其他設備，這也是Wi-Fi 7無法在短期內實現全面商用的主要原因之一。
結論
Wi-Fi 7，也稱為IEEE 802.11be，它是第六代Wi-Fi的繼任者，代表了無線網絡技術的下一個發(fā)展目標。Wi-Fi 7的速率可高達30Gbit/s，是Wi-Fi 6的三倍多，這種驚人的速度是通過創(chuàng)新技術和改進標準的結合實現的。然而，這并不意味著你需要立即更換路由器、手機、筆記本電腦和帶有Wi-Fi 7的游戲設備。
從技術和市場角度來說，Wi-Fi 7的應用前景無疑是巨大的，并將在多個領域產生深遠影響。包括從更高效的視頻會議到身臨其境的AR/VR體驗，再到更智能的工業(yè)互聯網和更高質量的云游戲服務，Wi-Fi 7都將為人類社會帶來更多便利和可能性。隨著技術的不斷進步和應用場景的不斷拓展，我們相信Wi-Fi 7必將成為未來數字社會的基石，推動人類走向更智能、更便捷的未來。
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