1、序言
提起Wi-Fi,大家一定不陌生,在智能終端普及以來,Wi-Fi已經成為大家接入網絡的兩種主流方式之一(另一個接入方式是4G/5G移動通信系統(tǒng))。伴隨著Wi-Fi技術的代際演進,前幾年的Wi-Fi 5還未完全出局,今天的Wi-Fi 6如日中天,而Wi-Fi 7也悄然來臨,導致眾多用戶對技術的發(fā)展方向和建網周期捉摸不定。
本文將代際演進、國家頻譜規(guī)劃及實用性角度闡述Wi-Fi技術的真知灼見,如果您是普通讀者,純當科普文章;如果您是企業(yè)IT相關人員,也可作為企業(yè)建網參考。
2、Wi-Fi發(fā)展歷程
從1997年IEEE制定出第一代Wi-Fi標準協(xié)議802.11以來,20多年里,802.11標準協(xié)議已發(fā)展壯大,并演進到如今的第七代802.11be(Wi-Fi 7),核心目標為無線吞吐性能至少40 Gbps和低時延,是Wi-Fi 6的4倍以上,必將給用戶帶來更快的速度、更低的時延體驗。
802.11標準一覽表
由于Wi-Fi 7協(xié)議標準過于復雜,IEEE首次劃分為兩個階段R1和R2,共4個草案,預計在2024年中發(fā)布正式版本。目前草案1已于2021年5月底發(fā)布,而計劃今年3月發(fā)布草案2由于仍有較多問題亟待解決而導致延期。雖然第一個草案已發(fā)布,但從時間表來看,Wi-Fi 7離正式發(fā)布還比較遙遠。
802.11be 標準發(fā)布時間表
在此過程中我們也欣喜的發(fā)現中國的華為公司參與到Wi-Fi標準制定,并當選為IEEE 802.11be(Wi-Fi 7)標準核心工作組技術主編,參與Wi-Fi 7標準制定與發(fā)布。
華為公司Edward Au當選IEEE 802.11be(Wi-Fi 7)標準工作組技術編輯
Source:www.ieee802.org
此外,依照IPlytics的統(tǒng)計,截至2021年10月,華為公司向Wi-Fi 7標準工作組提交并被采納的貢獻最多,同時從Wi-Fi 4至Wi-Fi 7的四代標準中,華為依然是累計提交的貢獻最多的公司。中國公司正逐步從產業(yè)鏈后端走到前端,引領Wi-Fi產業(yè)標準的方向。
Wi-Fi 標準提案貢獻排名
Source:IPlytics 2021
3、Wi-Fi 6方興未艾,Wi-Fi 7才露尖尖角
曾幾何時,Wi-Fi 6剛剛到來之際,OFDMA等全新無線技術的應用使得Wi-Fi空口吞吐速率首次邁入萬兆時代,如今已成為企業(yè)網絡新建和改造的首選標準。作為當前最新一代成熟商用的技術,已經在全球22億設備上使用,可以輕松應對高密度無線接入和高容量的無線業(yè)務,比如企業(yè)辦公、電子教室、酒店等場景。
Wi-Fi 7在Wi-Fi 6基礎上增加了眾多新技術特性,進一步提升無線傳輸速率、降低傳輸時延、減少干擾。
Wi-Fi 6與Wi-Fi 7主要特性對比
此外,Wi-Fi 7還將帶來如下技術變革(目前發(fā)布草案1,后續(xù)可能有增刪):
· 支持Multi-RU機制
允許將多個RU分配給單用戶的機制,類似在高速公路上將多個空閑的車道分配給一輛坦克使用。這將進一步提升頻譜利用率,對帶寬和時延有較大的提升。
· Multi-Link多鏈路機制
定義了多鏈路聚合相關的技術,類似使用多條水管往游泳池中注水,對帶寬、時延和可靠性有很大的提升,主要包括多鏈路聚合、雙發(fā)選收等特性。
· 支持更多的空間流
單射頻最大空間流的數量從Wi-Fi 6標準規(guī)定的8個增加到16個,理論上物理傳輸速率提升兩倍以上。
· 支持多AP間的協(xié)同調度
多AP間協(xié)同調度,可以在整網AP中統(tǒng)一協(xié)調時域、頻域等資源及干擾。包括協(xié)同空間復用(CoSR)、協(xié)同正交頻分多址(Co-OFDMA),協(xié)同波束賦形(CoBF)等特性,這將極大的提升空口資源的利用率。
對于Wi-Fi 7的應用場景,認為有以下幾個場景是可以期待的。首先工業(yè)制造行業(yè)中全無線產品實現柔性生產,進一步提升生產效率和產品質量,以及礦區(qū)無人化采礦,機器人自動巡檢,提升生產效率和生產安全性等,Wi-Fi 7中提供Multi-RU,雙鏈路聚合及雙發(fā)選收等特性,將極大提升帶寬和可靠性,降低時延,特別契合工業(yè)生產的訴求。其次是元宇宙、邊緣計算等新興場景。Wi-Fi 7將極大推動上述幾個新興場景的應用加速發(fā)展。
4、6GHz頻譜決定Wi-Fi 7的命運
6GHz頻譜
所有的無線通信都需要獲得空口通信的“路權”,這個“路權”就是我們常說的頻譜,而頻譜之爭也是各種無線通信標準的根基。Wi-Fi 7至少30Gbps超大帶寬能力,最主要的原因是復用了Wi-Fi 6E標準下的6GHz頻段,這個全新的頻段帶來了1200MHz的頻譜帶寬,使得Wi-Fi 7下?lián)碛?個160MHz信道或3個320MHz信道,頻寬是5GHz頻段的2.4倍,最關鍵的是6GHz頻段目前幾乎無任何干擾。
遺憾的是目前中國尚未對6GHz頻段給出明確的政策。從公開資料顯示,6425-7125MHz在中國用于5/6G移動通信的概率很大。焦點在于5925-6425MHz頻段是否會授予Wi-Fi,若授予,則給Wi-Fi 7在國內規(guī)?;逃娩伷降缆?,若仍授予5/6G通信,未來Wi-Fi 7在國內商用前景暗淡。
因此現階段過早的部署Wi-Fi 7草案版的網絡,給企業(yè)帶來的網絡投資風險是極大的。
5、Wi-Fi 7的實用價值離不開終端的能力
常言道好馬配好鞍,雖然Wi-Fi 7將向后兼容 Wi-Fi 6/5/4等終端,但只有終端支持Wi-Fi 7才能釋放全部潛力。早期Wi-Fi 6標準剛發(fā)布時由于沒有支持Wi-Fi 6的終端設備,早期的Wi-Fi 6網絡也只能當作Wi-Fi 5網絡使用,好在從2019年下半年開始Wi-Fi 6終端大量上市,才促進了Wi-Fi 6網絡的加速升級換代,成為了目前Wi-Fi建網的首選標準。Wi-Fi 7也面臨同樣的問題,沒有滿足Wi-Fi 7標準的終端,現階段上市的Wi-Fi 7 AP(也許只是概念,全球主流半導體設計廠商均未發(fā)布Wi-Fi 7正式商用芯片),或部署了Wi-Fi 7 AP的網絡也只能當作Wi-Fi 6網絡使用,根本無法發(fā)揮Wi-Fi 7標準帶來的帶寬、時延、容量等多方面的提升。
6、以史為鑒,預測Wi-Fi 7何時大規(guī)模商用?
在2021年IDC中國發(fā)布2018-2024年中國網絡無線市場規(guī)模預測中顯示,Wi-Fi 6標準于2019年發(fā)布,同年市場處于觀望期,市場主流仍然為Wi-Fi 5,在2020年Wi-Fi 6市場呈現爆發(fā)式增長,但Wi-Fi 5占比仍超過半數。在2021年Wi-Fi 6首次超越Wi-Fi 5,雖然Wi-Fi 5逐步市場規(guī)模逐步消退,但在小型企業(yè)中,由于Wi-Fi 5成本較低且能滿足基本網絡訴求,仍占據一定市場份額。
從Wi-Fi 6標準發(fā)布到市場培育期直到市場成熟期,跨度超過2年。Wi-Fi 7也會在一定程度上遵循此規(guī)律,預計2024年正式發(fā)布標準,于2026年前后達到大規(guī)模商用的成熟期,也可表明Wi-Fi 6至少還有4年時間占據市場主流位置且接下來仍然會占有一定的市場份額。
2018-2024年中國網絡無線市場規(guī)模預測(2021)
來源:IDC中國
7、面對規(guī)模商用諸多限制,Wi-Fi設備廠商如何‘突圍’
路漫漫其修遠兮,吾將上下而求索。盡管Wi-Fi 7的規(guī)模商用面臨各種“卡脖子”的難題,但是Wi-Fi設備廠商一定也看到了這些問題并為之做好了準備,特別是那些擁有超強研發(fā)實力的企業(yè),已經走在了‘突圍’的路上。Wi-Fi 7眾多新特性中,6GHz頻段的使用受限于工信部無線電委員會的統(tǒng)一分配,
除此之外的新特性是否可以在當前Wi-Fi 6產品中研發(fā)并運用,這是Wi-Fi設備廠商最大,最有價值的突圍方向。從公開資料表明華為在HC2021上提出Wi-Fi 6 Advanced技術框架,旨在擴大Wi-Fi 6使用場景,將Wi-Fi 6從辦公場景延伸到工業(yè)制造等場景中,華為憑借對Wi-Fi協(xié)議的深刻理解及強大的研發(fā)實力,在Wi-Fi 6產品上已提前實現了部分Wi-Fi 7的特性,如CoSR,雙發(fā)選收,空口切片等特性。這將進一步提升Wi-Fi 6的帶寬容量、可靠性及降低時延。將創(chuàng)新的技術提前應用于生產制造,自動化采礦等場景中,讓用戶提前享受Wi-Fi 7帶來的新體驗,并且在保證用戶投資不浪費的情況下平滑過渡到下一代技術,滿足絕大多數工業(yè)制造等場景未來三年的網絡基礎設施需求。
8、寫在最后
長江后浪推前浪,一代更比一代強,從標準演進來看Wi-Fi 7注定比Wi-Fi 6更為先進且適用場景也更多。但目前其實無需顧慮太多,離Wi-Fi 7正式商用至少還有2年多時間,且沒有配套的Wi-Fi 7終端,頻段的授權也不確定,與其在未來2年多的時間內等待這么多不確定性的因素,不如在當下基于企業(yè)的業(yè)務訴求和網絡投資收益選擇風險較小、成熟穩(wěn)定可用的Wi-Fi 6標準,或選擇未來持續(xù)演進實力較強的廠商參與企業(yè)無線網絡建設,不要讓Wi-Fi網絡影響企業(yè)數字化轉型而錯失更多商業(yè)利益和發(fā)展機遇。
希望本文能給面臨企業(yè)無線網絡標準選擇疑慮的人帶來誠懇的建議。
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