WiFi6用上了嗎？WiFi7已經(jīng)蓄勢(shì)待發(fā)了

（文/程文智）如今WiFi已經(jīng)成為了人們最常用的無(wú)線(xiàn)連接技術(shù)，從桌面終端、移動(dòng)終端、家用電器，到汽車(chē)，隨處都可以見(jiàn)到WiFi的身影。WiFi在為數(shù)十億的設(shè)備提供著接入互聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)。據(jù)WiFi聯(lián)盟估計(jì)，到2024年，每年將會(huì)有近40億臺(tái)WiFi設(shè)備出貨。

自從IEEE在20世紀(jì)90年代初成立專(zhuān)門(mén)的802.11工作組，專(zhuān)門(mén)研究和定制WLAN(無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng))的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，并在1997年6月推出的第一代WLAN協(xié)議---IEEE 802.11-1997開(kāi)始，經(jīng)歷了802.11a/b、802.11g、WiFi4（802.11n）、WiFi5（802.11ac）、WiFi6（802.11ax），以及WiFi6E，如今WiFi7的芯片和終端產(chǎn)品也開(kāi)始進(jìn)入市場(chǎng)。



WiFi7有哪些新特性？

雖然WiFi7的正式標(biāo)準(zhǔn)需要到2024年才會(huì)確定，但WiFi7（802.11be）EHT（Extremely High Throughput，極高吞吐量）工作組在2019年5月就已經(jīng)成立，其開(kāi)發(fā)工作仍在進(jìn)行當(dāng)中，整個(gè)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)將會(huì)按照兩個(gè)Release發(fā)布，其中Release1在2021年發(fā)布第一版草案Draft1.0，預(yù)期會(huì)在2022年底發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)；Release2則預(yù)計(jì)是在2022年初啟動(dòng)，2024年底完成標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布。

根據(jù)目前公布的信息，WiFi7在Wi-Fi 6的基礎(chǔ)上引入了320MHz帶寬、4096-QAM、Multi-RU、多鏈路操作（Multi-Link Operation，簡(jiǎn)稱(chēng)MLO）、增強(qiáng)MU-MIMO、多AP協(xié)作等技術(shù)，使得Wi-Fi 7與Wi-Fi 6相比，可將提供更高的數(shù)據(jù)傳輸速率和更低的時(shí)延。據(jù)悉，Wi-Fi 7能夠支持高達(dá)46Gbps的最高吞吐量，速度比WiFi6快4.8倍。

相比WiFi6，WiFi7的主要新特性有以下幾點(diǎn)：

首先是支持最大320MHz帶寬。眾所周知，2.4GHz和5GHz頻段免授權(quán)頻譜有限且擁擠，現(xiàn)有WiFi在運(yùn)行VR/AR等新興應(yīng)用時(shí)，不可避免地會(huì)遇到QoS低的問(wèn)題。為了實(shí)現(xiàn)最大吞吐量不低于46Gbps的目標(biāo)，WiFi 7將繼續(xù)引入6GHz頻段，并增加新的帶寬模式，包括連續(xù)240MHz，非連續(xù)160+80MHz，連續(xù)320 MHz和非連續(xù)160+160MHz。

二是支持Multi-RU機(jī)制。在WiFi 6中，每個(gè)用戶(hù)只能在分配到的特定RU上發(fā)送或接收幀，大大限制了頻譜資源調(diào)度的靈活性。為解決該問(wèn)題，進(jìn)一步提升頻譜效率，WiFi 7中定義了允許將多個(gè)RU分配給單用戶(hù)的機(jī)制。當(dāng)然，為了平衡實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度和頻譜的利用率，協(xié)議中對(duì)RU的組合做了一定的限制，即：小規(guī)格RU（小于242-Tone的RU）只能與小規(guī)格RU合并，大規(guī)格RU（大于等于242-Tone的RU）只能與大規(guī)格RU合并，不允許小規(guī)格RU和大規(guī)格RU混合使用。

三是引入更高階的4096-QAM調(diào)制技術(shù)。WiFi 6的最高調(diào)制方式是1024-QAM，其中調(diào)制符號(hào)承載10bit。為了進(jìn)一步提升速率，WiFi 7將會(huì)引入4096-QAM，使得調(diào)制符號(hào)承載12bit。在相同的編碼下，WiFi 7的4096-QAM比WiFi 6的1024-QAM可以獲得20%的速率提升。

四是支持更多數(shù)據(jù)流，MIMO功能增強(qiáng)。在WiFi 7中，空間流的數(shù)從WiFi 6的8個(gè)增加到16個(gè)，理論上可以將物理傳輸速率提升兩倍以上。支持更多的數(shù)據(jù)流也將會(huì)帶來(lái)更強(qiáng)大的特性——分布式MIMO，意為16條數(shù)據(jù)流可以不由一個(gè)接入點(diǎn)提供，而是由多個(gè)接入點(diǎn)同時(shí)提供，這意味著多個(gè)AP之間需要相互協(xié)同進(jìn)行工作。

五是支持多AP之間的協(xié)同調(diào)度。目前在802.11的協(xié)議框架內(nèi)，AP之間實(shí)際上是沒(méi)有太多協(xié)作的關(guān)系。自動(dòng)調(diào)優(yōu)、智能漫游等常見(jiàn)的WLAN功能都屬于廠(chǎng)商自定義的特性。AP間協(xié)作的目的也僅是優(yōu)化信道選擇，調(diào)整AP間負(fù)載等，以實(shí)現(xiàn)射頻資源高效利用、均衡分配的目的。WiFi 7中的多AP間的協(xié)同調(diào)度，包括小區(qū)間的在時(shí)域和頻域的協(xié)調(diào)規(guī)劃，小區(qū)間的干擾協(xié)調(diào)，以及分布式MIMO，可以有效降低AP之間的干擾，極大的提升空口資源的利用率。多AP間的協(xié)同調(diào)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。

六是引入了MLO機(jī)制。為了實(shí)現(xiàn)所有可用頻譜資源的高效利用，迫切需要在2.4 GHz、5 GHz和6 GHz上建立新的頻譜管理、協(xié)調(diào)和傳輸機(jī)制。工作組定義了多鏈路聚合相關(guān)的技術(shù)，主要包括增強(qiáng)型多鏈路聚合的MAC架構(gòu)、多鏈路信道接入和多鏈路傳輸?shù)认嚓P(guān)技術(shù)。MLO技術(shù)的引入，如果做得好將會(huì)極大提升WiFi的使用體驗(yàn)。



因?yàn)镸LO機(jī)制的引入，將會(huì)帶來(lái)兩大好處，一是聚合頻段，以往我們的手機(jī)連接路由器時(shí)只能是2.4GHz或5GHz頻段中的一個(gè)，有了MLO之后，這兩個(gè)頻段可以同時(shí)連上路由器，這樣網(wǎng)速將會(huì)更高；另一個(gè)就是分流，比如用戶(hù)的手機(jī)和路由器都支持MLO，如果手機(jī)的2.4GHz和5GHz頻段同時(shí)連上了路由器，我們就可以將讓那些需要低時(shí)延的數(shù)據(jù)包，比如游戲數(shù)據(jù)包，走5GHz或6GHz頻段，而邊玩游戲邊語(yǔ)音聊天的的那些語(yǔ)音數(shù)據(jù)包則可以走2.4GHz頻段。

也就是說(shuō)，MLO如果真正做好，能夠讓所有廠(chǎng)商都支持，對(duì)用戶(hù)使用WiFi的體驗(yàn)會(huì)有一個(gè)大幅的提升。

WiFi7芯片玩家

據(jù)Global Market Insights的數(shù)據(jù)顯示，2021年全球WiFi芯片市場(chǎng)規(guī)模超過(guò)了200億美元，其中博通、高通、聯(lián)發(fā)科技、英特爾和TI是市場(chǎng)的主導(dǎo)者，這5家企業(yè)加起來(lái)占了80%的市場(chǎng)份額。

目前在WiFi6/6E主芯片市場(chǎng)領(lǐng)先的博通、高通和聯(lián)發(fā)科技等廠(chǎng)商，已經(jīng)開(kāi)始了WiFi7芯片的研發(fā)，并且已經(jīng)有先期的芯片問(wèn)市。另外，無(wú)線(xiàn)射頻前端模組供應(yīng)商Skyworks和Qorvo等也在積極布局WiFi7的研發(fā)。

博通在今年4月份時(shí)發(fā)布了WiFi7無(wú)線(xiàn)解決方案，包括六款不同的產(chǎn)品，其中包括一款WiFi7 SoC BCM4916，以及五款WiFi7芯片組。其中BCM4916基于ARMv8架構(gòu)，四核心，集成64KB一級(jí)緩存、1MB二級(jí)緩存，可提供最高24K DMIPS的算力。與目前大多數(shù)路由器SoC相比，BCM4916支持320MHz 6GHz、320MHz 5GHz、2.4GHz等頻段和帶寬，同時(shí)支持四個(gè)PCIe接口、兩個(gè)10G、兩個(gè)2.5G共計(jì)8個(gè)網(wǎng)口。不僅如此，還支持DDR3和DDR4緩存。



WiFi 7 芯片組方面，博通發(fā)布了五種型號(hào)，分別是用于消費(fèi)產(chǎn)品的 BCM6726 和 BCM67263，用于企業(yè)產(chǎn)品的 BCM43740 和 BCM73720，以及用于移動(dòng)設(shè)備的 BCM4398。其中 BCM6726 支持 2.4、5 和 6 GHz 頻段，BCM67263 僅支持 6 GHz 頻段。但 BCM67263 提供 320 MHz 的信道帶寬，這是達(dá)到 WiFi 7 將達(dá)到的 40 Gbps 以上帶寬所必需的。

據(jù)悉，博通新款WiFi7芯片已經(jīng)向華碩、Netgear 和 TP-Link，以及 OEM / ODM 和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商合作伙伴出樣。至于量產(chǎn)時(shí)間，目前還不確定。

高通在WiFi方面緊跟博通的步伐，特別是在WiFi5時(shí)，高通推出的Mesh解決方案受到了市場(chǎng)的追捧，成為市場(chǎng)熱點(diǎn)，Netgear 的Orbi與Google WiFi采用的都是高通的解決方案。如今在WiFi7市場(chǎng)，高通也早早布局了，2022年3月就發(fā)布了WiFi7 SoC產(chǎn)品FastConnect 7800。12月份又推出了新產(chǎn)品“Wi-Fi 7沉浸式家庭聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)”家族，其中包括兩個(gè)具體型號(hào)，一是高通326沉浸式家庭聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，另一個(gè)則是高通3210沉浸式家庭聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。



這兩個(gè)平臺(tái)均支持最新的WiFi7標(biāo)準(zhǔn)，這也就意味著它們能夠支持包括6GHz頻段的320MHz超寬頻段、高頻多連接（即同時(shí)連接兩個(gè)5GHz、或5GHz+6GHz頻段）、以及低延遲連接等一系列WiFi7的標(biāo)志性技術(shù)。

在性能指標(biāo)上，高通3210沉浸式家庭聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)具備最大10條并發(fā)數(shù)據(jù)流，也就是2+4+4三頻配置，具備高達(dá)20Gbps的數(shù)據(jù)吞吐量，也就是兩萬(wàn)兆。而高通326沉浸式家庭聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)則更偏入門(mén)級(jí)配置，是2+2+2的三頻段6數(shù)據(jù)流并發(fā)設(shè)計(jì)，最大吞吐量是10Gbps、也達(dá)到了萬(wàn)兆水準(zhǔn)。

聯(lián)發(fā)科技的WiFi芯片在很多人眼里屬于低端產(chǎn)品，但事實(shí)上這幾年他們已經(jīng)慢慢開(kāi)始想要進(jìn)軍高端芯片市場(chǎng)，比如這兩年發(fā)布的天璣系列芯片其實(shí)性能表現(xiàn)還不錯(cuò)?？梢悦黠@看到聯(lián)發(fā)科技想在手機(jī)SoC芯片領(lǐng)域與高通掰一掰手腕。其實(shí)在802.11ac時(shí)期，聯(lián)發(fā)科技的762x系列WiFi芯片的市場(chǎng)表現(xiàn)還不錯(cuò)。

如今在WiFi7領(lǐng)域，聯(lián)發(fā)科技在今年5月份時(shí)推出了針對(duì)路由器的Filogic 880和用于手機(jī)/平板/筆記本等的Filogic 380芯片。


具體來(lái)說(shuō)，F(xiàn)ilogic 880采用6nm工藝，集成四核A73 CPU單元，網(wǎng)路方面支持五頻4×4 MIMO，單頻最高10Gbps，五頻并發(fā)最高36Gbps。

Filogic 380同樣采用6nm工藝，還集成對(duì)藍(lán)牙5.3和低功耗音頻的支持，網(wǎng)絡(luò)方面支持三頻段，2×2 MIMO，速率最高6.5Gbps。

另外，在路由器產(chǎn)品方面，H3C有發(fā)布一款WiFi 7路由器，不久前TP-Link也發(fā)布了多款WiFi7路由器，比如Archer BE900，該款路由器售價(jià)699.99美元，預(yù)計(jì)12月31日開(kāi)始預(yù)購(gòu)，明年Q1發(fā)貨，換算成人民幣的話(huà)，這款WiFi7路由器的價(jià)格超過(guò)了5000元。

結(jié)語(yǔ)

WiFi7的到來(lái)，將會(huì)滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)于高清4K/8K視頻、VR/AR、低時(shí)延優(yōu)勢(shì)，以及遠(yuǎn)程協(xié)同辦公的需求。但WiFi7的普及可能還要一陣子，畢竟WiFi7跟WiFi6E一樣都用到了6GHz，向下兼容性比較差，WiFi7的產(chǎn)品一定要配備2.4GHz和5GHz，再加上6GHz的話(huà)，就需要三頻起跳，這樣終端產(chǎn)品售價(jià)就會(huì)比較高，想要普及難度不小。