关于 Wi-Fi 7,你想知道的一切

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作为Wi-Fi的下一个重量级版本,Wi-Fi 7也将带来大量实际改进,包括更低的延迟、更快的数据传输速度、更好的智能家居兼容性,以及同时接入设备数量的提升。

过去几十年来,Wi-Fi已经成为全球小型联网空间中的首选无线网络技术。无论大家是想在家庭、办公室、咖啡馆还是教育机构中搭建稳定且快速的无线网络,Wi-Fi都是默认的最佳选项。与有线连接相比,前几代Wi-Fi仍存在一些严重局限,但随着时间推移,这项技术一直在不断进化。Wi-Fi的最新几代堪称突飞猛进,不断扩展着连接标准的功能、可靠性、安全性与速度水平。

作为Wi-Fi的下一个重量级版本,Wi-Fi 7也将带来大量实际改进,包括更低的延迟、更快的数据传输速度、更好的智能家居兼容性,以及同时接入设备数量的提升。所以跟之前的每一轮升级一样,现在我们再来梳理一下几个相关问题:Wi-Fi 7是什么?它带来了什么新功能?什么时候上市?我们要不要升级。

Wi-Fi是什么?

让我们先从基本定义开始。Wi-Fi的全称是Wireless Fidelity,这一通信标准品牌名称由电气电子工程师学会(IEEE)制定。该组织负责决定每一代Wi-Fi技术将包含哪些内容。作为面向消费者的品牌名称,Wi-Fi对应的其实是IEEE 802.11通信标准。IEEE 802.11的每次主要修订,都通过在正式名称之后添加后缀来表示,而普通消费者只要知道升级过后的成果仍然叫“Wi-Fi”就行了。只有Wi-Fi 7这次有点例外,IEEE添加了形容词:IEEE 802.11be Extremely High Throughput(EHT,极高吞吐量)。

Wi-Fi一般作为局域网存在,而且主要通过固网接入互联网,并把连接信道分配给各设备。其中的数据传输由接入点实现,最常见的方案就是大家熟知的路由器。要想接入Wi-Fi进而访问互联网,各联网设备需要内置自己的Wi-Fi接收器。

Wi-Fi能够提供两个运行频段:2.4 GHz与5 GHz。其中2.4 GHz为默认频段,支持范围更广、覆盖面积更大,但传输速度较低。5 GHz的覆盖范围较小,但传输速度更快。从Wi-Fi 6E开始,6 GHz频段也被纳入了Wi-Fi的使用范畴。

Wi-Fi的演变

多年以来,Wi-Fi从未停止过发展的脚步,一路演变为我们目前使用的版本。自90年代Wi-Fi首次标准化以来,先后出现过多代Wi-Fi技术标准。Wi-Fi的第一个正式版本于1997年发布,命名为IEEE 802.11-1997。这个版本功能非常基础,而且有不少互操作性问题,最高理论传输速度只有2 Mbps,实际表现甚至还达不到。

1999年,Wi-Fi迎来了新的修订版,同时采用两项新标准。IEEE 802.11b仍然基于2.4 GHz频段,最高传输速率为11 Mbps;IEEE 802.11 a则使用5 GHz频段,最高传输速率为54 Mbps。现代Wi-Fi路由器及设备仍然支持11b与11a两种标准。接下来的版本则是2003年的11g,使得2.4 GHz的数据传输速率达到了54 Mbps。

之后的版本是IEEE 802.11n,现在被称为Wi-Fi 4m,属于2009年推出的主要修订版,同样支持2.4 GHz和5 GHz,传输速率最高可达600 Mbps。紧随其后的是11ac,单纯的5 GHz标准,凭借高达6.8 Gbps的传输速率被定名为Wi-Fi 5。

发展的下一步是11ax,本身又对应两个修订版。版本一为Wi-Fi 6,发布时支持2.5 GHz和5 GHz两个频段,传输速率高达9.6 Gbps。其二为Wi-Fi 6E,于2020年推出,在标准中增加了对6 GHz频段的支持,同时也带来了为Wi-Fi 7奠定基础的一系列其他功能。

Wi-Fi 7是什么?有什么新鲜功能?

802.11 IEEE标准的下个修订版本是IEEE 802.11be EHT,也被称为Wi-Fi 7。这里的EHT,是指即将推出的超高速传输标准。

6 GHz频段是Wi-Fi 6E才新增的功能,Wi-Fi 7将关注充分利用新频段。WI-Fi 7将6 GHz频段的传输带宽翻了一番,使其潜在速率提升至46.1 Gbps,这无疑是一次巨大的飞跃。而实现原理,其实是同时使用彼此邻近的5 GHz和6 GHz频段两条信道。

Wi-Fi 6E是过渡的一代,而Wi-Fi 7是全面开花结果的一代,可用性将实现改进。IEEE还讨论了下个版本的Wi-Fi如何降低延迟,同时增加传输带宽。Wi-Fi 7的标准尚未最终制定完成,因此当前草案到实际发布的成果之间肯定会有一定变化。

多链路操作(Multi-Link Operation,MLO)

多链路操作(MLO)目前属于提议功能,如果能够成功进入最终标准,它将成为下代Wi-Fi中的一项关键改进。如前所述,Wi-Fi 7运行在2.4 GHz、5 GHz和6 GHz频段之上。但到目前为止,装有Wi-Fi接收器的设备一次只能接入其中一个频段。因此在使用双频路由器时,我们会在Wi-Fi列表中看到两个不同的Wi-Fi网络。

借助多链路操作,Wi-Fi 7会支持用户将设备跨所有频段与接入点(大多指路由器)建立起多个连接。正如TP-Link在一片博客文章中指出,这将让用户的设备获得更快的访问速度和更低的延迟,从而在连接质量方面更加接近在线以太网连接。这种多重连接的概念对Wi-Fi来说并不新鲜,但同时接入多链路的尝试有望让MLO成为游戏规则的改变者。

4K正交调幅(4K Quadrature Amplitude Modulation,4K-QAM)

正交调幅(QAM)是最新一代Wi-Fi的基本特征,有助于将数字数据包转换为可由接入点进行转换的模拟信号。Wi-Fi使用无线电波传输数据,而QAM能够改变这些波的相位(时序)和波幅,由此提高传输效率。

“QAM”还要与一个数字连在一起,通常是2的倍数,表示它可以叠加多少个信号。Wi-Fi 6引入了1024QAM,意味着QAM一次可以叠加1024个信号,由此传输更多数据。Wi-Fi 7的目标是通过4KQAM一次叠加4096个信号,达到Wi-Fi 6中可用信号数量的4倍。TP-Link文章指出,这样将使Wi-Fi 7的数据传输速率比Wi-Fi 6高出20%。

自动调频(Automated Frequency Coordination,AFC)

由于6 GHz频段对Wi-FI标准来说仍是新生事物,所以其中还有不少部分有待解决。6 GHz并非Wi-Fi独占,实际还有其他多种用途,包括供美国宇航局等联邦机构使用。考虑到“原住民”们的存在,6 GHz在Wi-Fi中很可能受到干扰,进而影响最终使用体验。因此,自动调频(AFC)技术才会应运而生。

AFC是一套专门的6 GHz调频系统。它首先分析现有6 GHz信号和天线方向图,据此创建一套共享数据库,而后利用其中的信息避免干扰。根据RCSWireeless的介绍,Wi-Fi在室内将使用低功率接入点,在室外则使用标准功率接入点,其中后者更容易受到干扰。为此,AFC通过算法帮助Wi-Fi 7获得更高功率以避免干扰,这也让它成为简化6 GHz使用的关键技术。

Wi-Fi 7性能演示与真实速度

我们已经从纯理论角度讨论了Wi-Fi 7的功能特性,但归根结底,在现实生活中的性能表现才最为重要。目前Wi-Fi 7尚处于开发早期,但我们已经看到了相关性能演示。不久前,英特尔和博通为我们带来了现场Wi-Fi演示场景。

从展示来看,一台搭载英特尔酷睿处理器的笔记本电脑在连上博通接入点后,获得了5 Gbps的稳定传输速率,达到之前Wi-Fi 6传输能力的5倍。由于Wi-Fi 7仍在早期开发,所以我们不确定最终速率能不能保持在这个水平。但如前文所述,其最大理论上限高达46.1 Gbps,虽然现实世界的传输效果必然要打折扣,但完整版本实现30到40 Gbps的吞吐量还是很有可能。

Wi-Fi 7 vs Wi-Fi 6E vs Wi-Fi 6

虽然Wi-Fi 6E和Wi-Fi 7都使用到6 GHz频段,但两者之间还是存在不少显著差异。首先Wi-Fi 6E其实是过渡性的一代,而Wi-Fi 7是全面飞跃的崭新一代。相较于Wi-Fi 6E区区9.6 Gbps的理论传输速率上限,Wi-Fi 7的46.1 Gbps堪称全面碾压。另外,Wi-Fi 6E只支持1024QAM,而Wi-Fi 7则支持4倍于前者的4KQAM。

Wi-Fi 6和Wi-Fi 6E的相似点倒是很多,其中最直观的就是二者最大传输带宽均为9.6 Gbps。Wi-Fi 6E采用6 GHz频段,但由于缺少配套功能,无法将带宽再提升一步。Wi-Fi 7则可通过多链路操作显著提升传输水平。

Wi-Fi 7还将信道带宽由Wi-Fi 6和Wi-Fi 6E的160 MHz提升至320 MHz。这里解释一下,Wi-Fi标准支持多种频段,例如前面提到的2.4 GHz、5 GHz和6 GHz,不同频段又有多种带宽,例如2.4 GHz频段中的20 Mhz,以及5 GHz频段中的40/80 MHz。Wi-Fi 7将信道带宽扩展至320 Mhz,意味着能够传输更多数据。

Wi-Fi 7的这些功能不仅实现了速度、延迟与设备支持方面的全方位提升,带来更好的无线互联网体验,同时也让Wi-Fi 7成为超越Wi-Fi 6/6E的更强智能家居本地网络。

Wi-Fi 7何时才会面世?

目前Wi-Fi 7仍在开发当中,所以不同消息来源给出的面世时间也莫衷一是。不过考虑到当前市面上支持Wi-Fi 6和Wi-Fi 6E的设备都还比较有限,恐怕Wi-Fi 7不会、也没必要来得太早。

《印度时报》报道称,英特尔无线解决方案副总裁Eric McLaughlin曾经表示,该公司将从2024年起在产品中支持Wi-Fi 7,所以真正亮相市场的时间点恐怕会在2025年。至于最早的设备,有可能会在2023年推出,但首批产品恐怕无法充分发挥Wi-Fi 7承诺的潜力,毕竟抢在标准正式发布前就已经上市了。目前高通已经公布了FastConnect 7800 Wi-Fi 7平台,预计还会有更多Wi-Fi 7设备在官方标准落地前就与大家见面。

当然,这些设备只有在IEEE最终敲定Wi-Fi 7标准后才能发挥作用。IEEE的标准发布计划应该是2024年,所以价格合理而且真正可用的WI-Fi 7硬件怎么样也要到2025年末至2026年初之间,才能登陆全球大部分主要市场。

我们要不要升级到Wi-Fi 7?

目前距离Wi-Fi 7的发布还有一段时间,但相关消息已经引起了市场轰动。大家可能想知道要不要、或者什么时候需要升级硬件。其实大多数用户对现有Wi-Fi设施已经非常满意,没必要急于升级。而且在Wi-Fi 7到来之际,升级费用一定也不少。因此抢着尝鲜意义不大,除非你的工业规模运营场景、智能家居使用条件或者对超高速互联网访问体验的现实需求已经按捺不住。

对于其他朋友,不妨顺其自然,等待Wi-Fi 7慢慢普及为市场上的现行标准,届时各类设备自然就会升级至Wi-Fi 7标准。到了那个时候,全面更新Wi-Fi设备才更加科学明智。

所以目前,除非有着明确且紧迫的需求,否则在Wi-Fi 7正式发布之前,无需升级现有无线设备。暂时来说,Wi-Fi 6和6E明显是更稳妥且可靠的升级方向。就让我们一同静候Wi-Fi 7的来临,享受又一轮技术迭代带来的精彩体验吧。

责任编辑:赵宁宁 来源: 至顶网
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