Wi-Fi 7是什么?相對于WiFi6有哪些提升?

在科技領域,更新通常意味著更好更快,Wi-Fi也是如此。最新的標準Wi-Fi-7即將面世,并承諾會帶來顯著的速度和可靠性優(yōu)勢。這很容易理解,但它還提供了更多特別的技術優(yōu)勢,在一些關鍵方面相對于Wi-Fi 6和Wi-Fi 6E都有明顯提升。

最終 802.11be 標準即將完成

在深入探討之前,我們需要了解一個簡單的事實:目前,最終的802.11be Wi-Fi 7修訂版實際上還沒有由電氣和電子工程師協(xié)會(IEEE)發(fā)布,在它正式發(fā)布之前,所有這些功能和規(guī)范只是預計會如期而至,而且大部分標準可能會實現,但也可能會有一些變化,甚至可能會增加新的功能。

許多提議的改變都在IEEE發(fā)表的一篇論文中傳播,可以點擊此處更輕松地閱讀(PDF)。其他細節(jié)由高通(Qualcomm)、英特爾(Intel)和聯(lián)發(fā)科(MediaTek)等公司提供,它們參與了硬件的開發(fā),并參與制定了它們將使用的標準。

Wi-Fi 7擁有極高的吞吐量Wi-Fi-7也被稱為802.11擁有極高的吞吐量??赡軟]有人會希望使用更長的名稱,但后綴“be”可能會出現在一些規(guī)格表上,就像801.11ax為Wi-Fi 6所做的那樣,所以它還是值得記住。

Wi-Fi-7將向后兼容之前的Wi-Fi標準,所以我們不必擔心Wi-Fi 6或Wi-Fi 6E設備在新的Wi-Fi 7路由器上不能正常工作。對于Wi-Fi-7兼容的客戶端設備也是如此。它們可以毫無問題地連接到舊的Wi-Fi 6或Wi-Fi 5接入點。

目前,我們還處于Wi-Fi-7的所謂“草案”階段,但認證和認證產品預計將在2024年的某個時候開始出現。然而,根據草案規(guī)范,我們可能會看到一些硬件在2023年提前發(fā)布,其中大部分應該與最終版本兼容。如果擔心購買了“錯誤”的Wi-Fi-7硬件,那么可以適當推遲購買時間?,F在我們已經知道了關于WiFi-7的基礎知識和時間表,接下來,我們進一步了解一下這個新版本的Wi-Fi到底發(fā)生了哪些變化。

通道更寬,速度更快

Wi-Fi-7的主要變化可能是在6 GHz頻段擴展到320 MHz信道。這對許多人來說可能是一堆數字,但這里有一個非常真實和重要的結論。一般來說,更寬的通道意味著客戶端設備和路由器之間的通道更寬,這意味著速度更快。信道大小的翻倍意味著比Wi-Fi - 6E理論上最大9.6 Gbps的吞吐量翻倍,但結合我們后面會講到的其他技術,它實際上會比這更快。

根據 IEEE 的說法,Wi-Fi 7 應該允許“每個 AP 至少 30 Gbps”并且速度大約是 Wi-Fi 6 的四倍。聯(lián)發(fā)科估計 Wi-Fi 7 的性能提高了大約 36 Gbps,而英特爾認為它可能達到 46.1 Gbps。這些是您在現實環(huán)境中永遠不會看到的理論最大值。盡管如此,我們將從中受益的更小、更現實的部分將是對 Wi-Fi 6 和 Wi-Fi 6E 的重大升級。這一擴展僅適用于作為Wi-Fi 6E-2.4 GHz和5 GHz頻率的一部分的新6 GHz頻率,仍將分別使用最高40 MHz和160 MHz的信道。然而,由于Wi-Fi 7的其他改進,即使是這些低頻和較小的頻道也可以運行得更快。

更低的延遲

“舊”的 Wi-Fi 6 標準在減少客戶端設備的延遲方面取得了巨大的進步,但隨著 AR 和 VR 成為越來越大的流行語(它們仍然缺少“殺手級應用”),即使是兩位數的毫秒延遲也是一個問題。如果您從邊緣流式傳輸 VR 內容,描述從 AR 中的運動到響應它的視覺變化的延遲的運動到光子延遲(MTP 延遲)越低越好。Wi-Fi 7 并沒有顯著降低“正?!毖舆t,但它旨在減少最壞情況下的延遲。

正如我們從上面的圖表中所看到的,Wi-Fi 7/802.11be應該會大幅減少最壞情況下的延遲。這種壓縮是通過幾種方法實現的,如協(xié)調波束形成和參數化空間重用。在不太深入的情況下,這些微小的方法可以改善延遲可能激增的極端情況,它們還可以提高可靠性和吞吐量——速度更快。多資源單元(MRU)是我們將要討論的下一項技術,它在某些情況下也提供了延遲改進。

MRU

Wi-Fi 6E為消費者提供了一組新的視頻流媒體頻率,這在2.4 GHz和5 GHz頻段趨于飽和的密集城市環(huán)境中尤其方便。從本質上講,這個頻譜的整個原始森林現在可供小工具連接,但它并不是完全空白的。就像其他可能被用于某些用途的頻率一樣,有所謂的“現任者”一直在把它用于其他應用。

根據思科的說法,這些在位者包括點對點固定服務鏈路、衛(wèi)星服務、電視廣播,甚至雷達。把森林的比喻延伸得有點過了,有一些憤怒的熊在那里,你不想在你的6 GHz Wi-Fi之旅中遇到他們并干擾他們。輸入:Multi-RU /系統(tǒng)刺穿。

據思科稱,這些現有服務包括點對點固定服務鏈路、衛(wèi)星服務、電視廣播,甚至雷達。擴展森林的比喻可能有點過頭了,那里有一些憤怒的熊,你不想在 6 GHz Wi-Fi 旅程中絆倒它們并干擾它們。輸入:多 RU/MRU 穿刺。

這種簡單的小技術將操作信道劃分為 20 MHz 塊中的子信道。然后可以使用安全緩沖區(qū)對任何現有使用進行分區(qū),同時仍保留它所屬的通道,而不是完全注銷整個通道。因此,如果現有使用干擾了使用那些大的 320 MHz 信道,您的路由器可以自動“隔離”其中的這些部分并很好地使用其余的那些大信道,而不必排除它們或退回到較小的信道大小(和較低的速度)。為了最終摧毀那個森林隱喻,這意味著盡可能地把熊圍起來,而不是完全忽視大片樹林,因為其中可能有一個。

MRU 還可以減少同時發(fā)生多個上傳的情況下的延遲。它們不必按順序排列上傳以防止設備相互交談,它們可以在不同的子頻率上運行。Wi-Fi 6 可以做到這一點,但這進一步優(yōu)化了上傳數據長度不同時的操作。

高達 16×16 (CMU-?) MIMO

Wi-Fi 支持多輸入多輸出 (MIMO) 已有一段時間了,但 Wi-Fi 6 對其進行了重大更改。以前 MIMO 僅用于擴大通往每個設備的管道尺寸。從 Wi-Fi 6 開始,它可用于允許多個設備同時與不同管道上的接入點通信——即所謂的多用戶 MIMO,或 MU-MIMO。

Wi-Fi 6 和 Wi-Fi 最多可處理 8 個數據流(8×8 MIMO),但 Wi-Fi 7 會將其擴展到最多 16 個數據流,或 16×16 MIMO。像往常一樣,更多的管道 = 更快,所以這里有速度提升,但這也意味著更多的設備將能夠同時與路由器“對話”。例如,這可能意味著更多的同步屏幕流式傳輸問題更少,更多的人玩游戲沒有延遲,并提高了物聯(lián)網和智能家居設備的可靠性并減少了延遲。

IEEE 在其 Wi-Fi 7 白皮書中沒有提及它,但在 Wi-Fi 7 規(guī)劃周期的早期,有計劃在所謂的協(xié)調多用戶 MIMO (CMU-MIMO) 中使 MIMO 在多個接入點上更好地工作.這里的好處不太明確,但聽起來它應該減少具有多個接入點的擁擠區(qū)域的干擾,并提高單個設備的速度和可靠性。但是,目前尚不清楚這是否最終會成為 Wi-Fi 7 的一部分。

多鏈接操作

多鏈路操作 (MLO) 將做很多人可能認為 Wi-Fi 已經可以做的事情——它將同時使用多組頻率。我們不僅僅意味著讓您的路由器作為客戶端設備的接入點在 2.4 GHz、5 GHz 和 6 GHz 頻率上傳輸。我們的意思是讓單個客戶端設備同時訪問 2.4 GHz、5 GHz 和 6 GHz 通道上的接入點。

這里明顯的好處是速度。兩條大管道比一條大管道更適合抽取數據,并且連接到多個管道會同時打開它們。據英特爾稱,與 Wi-Fi 6 相比,這可能導致最大聚合數據速率的 7.2 倍。

與 Wi-Fi 7 中的幾乎所有其他內容一樣,這也提供了延遲優(yōu)勢。如果設備在多個頻段上同時保持連接,那么當它必須根據負載平衡或它們之間的流量需求進行切換時,就沒有延遲。它已經連接,無需等待數十或數百毫秒即可在它們之間移動。它還可以通過增加所謂的“傳輸機會”來改善較重網絡負載中的最壞情況延遲。

Wi-Fi 7 的其他好處

Wi-Fi 6E 中采用了自動頻率協(xié)調 (AFC),這就是我們如何在不干擾現有使用的情況下將這個新的 6 GHz 頻譜用于 Wi-Fi。AFC 意味著在雷達或其他廣播源仍使用這些頻率的區(qū)域,會降低發(fā)射功率以防止干擾。但在沒有任何現有用途的地區(qū),可以提高功率傳輸水平。再一次,這是“舊的”,并與 Wi-Fi 6E 一起首次亮相。但是,根據 IEEE 的說法,Wi-Fi 7 將擴大可以使用 AFC 的設備數量,從而提高更多設備的信號強度和連接可靠性。

4K 正交幅度調制 (4K QAM) 也不是新事物。過去,高通等公司的一些 Wi-Fi 6 和 Wi-Fi 6E 設備支持該技術,但它將成為 Wi-Fi 7 的標準。本質上,QAM 是一種在同一信號中壓縮更多數據的方法——多路復用,基本上。如果您查看調制波形的所謂“星座”,它會變得非常有趣,它在網格中直觀地顯示您可以在那里推送多少信息。

這個視覺是針對光纖的,但想法是相似的。更多的點意味著信號中更多的單獨相位和幅度,并且可以塞入更多數據。

Wi-Fi 6 提供 1K QAM,這基本上意味著可以將 1,024 個幅度相位塞進載波信號中,而 Wi-Fi 7 將允許 4,096 個幅度相位。增加并不等同于性能的線性提升。根據 Litepoint 的說法,與 1K QAM 相比,協(xié)商數據速率峰值應該增加 20%,或者最大連接速度增加 20%。

對擁塞網絡或多接入點網絡的受益區(qū)域的其他更改也在進行中,以及潛在的受限目標喚醒時間調整,網絡可用于在特定時間為特定用例保留容量,繼承自以物聯(lián)網為目標的Wi -Fi HaLow 標準——可能非常適合工業(yè)和企業(yè)使用。

Wi-Fi 7 TL;DR

許多這些首字母縮略詞和數字最終都共同表示相同的意思:Wi-Fi 7 將更快、更可靠。我們已經從大局效應到個別原因繞了一圈,但現在你知道為什么在這些方面會更好。我們可以開始拋出一些您可以更直接興奮的其他數字:Wi-Fi 7 應該比 Wi-Fi 6 和 6E 快 4 倍左右,兼容設備可能會在擁擠區(qū)域和以前麻煩的地方看到更好、更可靠的連接.如果您使用 VR,最壞情況下的延遲數字將會下降,并且您可能會注意到更好的流式 AR/VR 性能。

我們仍然應該記住,在發(fā)布 Wi-Fi 7 規(guī)范的最終版本之前,情況一直在變化。在草案階段,我們可能還會看到其他好處的增加或其中一些技術最終被刪除。例如,CMU-MIMO 在 2020 年和 2021 年左右是 Wi-Fi 7 的“可能”,在 IEEE 的 2021 年白皮書中沒有直接提及。但是,我們確信會成功的技術應該會看到 Wi-Fi 7 顯著提高連接速度和可靠性,并在極端情況下大大改善延遲。

對于某些人來說,當 Wi-Fi 7 落地時,甚至可能會急于升級到 Wi-Fi 7。如果你對 AR 和 VR 很感興趣,那么在最壞情況下的延遲增益可能會很大,在某些應用程序中甚至可以觀察到。如果您有大量智能家居硬件或現有 2.4 GHz 和 5 GHz 頻率存在擁塞問題,并且您跳過了 Wi-Fi 6 和 6E,那么 Wi-Fi 7 可能是升級路由器的時候了。如果您在第一款機型上市后等待一兩年,Wi-Fi 7 硬件的價格應該會開始下降,從而使其成為更容易的選擇。(例如,一些 Wi-Fi 6E 網狀網絡系統(tǒng)在該技術首次亮相時成本超過 1,000 美元,但此后價格有所下降。)

Wi-Fi 標準越來越復雜,小技術和功能改進的結合將帶來綜合收益?,F在已經闡明了其中一些變化,您對 Wi-Fi 7 如何以及為何更快更好地了解更多,因此您可以決定何時以及是否值得計劃升級。如果您在購買 Wi-Fi 7 路由器后正在考慮升級您的智能家居設備,您將需要了解有關 Matter iOT 標準的更多信息。

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2022-07-25
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