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WiFi 7 有望實現(xiàn)高達 46 Gbps 的速度

如今的多千兆互聯(lián)網(wǎng)計劃正在迅速超過當前的WiFi技術(shù)速度。因此,為了幫助解決這個問題,WiFi 7(也稱為 802.11be)承諾數(shù)據(jù)速率比 WiFi 6/6E 可以實現(xiàn)的數(shù)據(jù)速率高四倍。新標準被稱為 EHT 的極高吞吐量,有望以更快的速度、更好的干擾規(guī)避為家庭和企業(yè)網(wǎng)絡(luò)提供真正的多千兆位 WiFi 吞吐量,從而為 8K 視頻流、多千兆文件下載、虛擬現(xiàn)實 (VR)、增強現(xiàn)實 (AR) 和云游戲等高帶寬活動提供更好的性能。WiFi 7 有望將最大數(shù)據(jù)速率從 9.6 Gbps 提高到令人難以置信的 46.4 Gbps!


PART  01



WiFi 7 將如何實現(xiàn)這些更高的速度?最重要的是,我們真的會在現(xiàn)實世界中看到這些速度,還是都是營銷炒作?讓我們首先回顧一下 WiFi 7 期望如何實現(xiàn)這些更高的數(shù)據(jù)速率。


WiFi 7 的主要特點


WiFi 7 中包含的許多新功能旨在建立在前幾代 WiFi 引入的功能之上,其主要目的不僅是提高 WiFi 網(wǎng)絡(luò)速度,而且顯著減少延遲并提高可靠性。以下是 WiFi 7 引入的一些最重要的增強功能,以及它們?nèi)绾螏椭鷮崿F(xiàn)更高的速度:


20 MHz 信道 – 就像卡車允許您攜帶比轎車更多的箱子一樣,更大的 WiFi 信道允許您比較小的信道同時傳輸更多的數(shù)據(jù),從而提高吞吐量。因此,WiFi 7 引入了 320 MHz 信道寬度(在允許使用整個 6 GHz 頻段的國家/地區(qū)總共有三個),與使用 160 MHz 信道寬度的網(wǎng)絡(luò)相比,這在技術(shù)上使可以傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量增加了一倍。6 GHz 頻段的 1.2 GHz 頻譜使 320 MHz 信道成為可能,并允許更多 AP 在擁擠的站點中運行。


PART02



4K QAM – 使用 WiFi 7,我們將獲得一個新的 4096-QAM 調(diào)制選項,與 WiFi 6/6E 支持的 1024-QAM 相比,它使 WiFi 信號能夠更密集地嵌入更多數(shù)據(jù)(這就像能夠通過重新組織里面的東西將更多東西裝進一個已經(jīng)裝滿的盒子里)。這一改進將使 WiFi 7 設(shè)備一次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)增加 20%,這有助于提高吞吐量。



PART 03



多鏈路操作 (MLO)– 雖然傳統(tǒng) WiFi 提供對多個無線頻段的訪問,但設(shè)備通常只選擇一個頻段進行傳輸。借助 MLO,WiFi 7 設(shè)備將能夠同時連接兩個頻段,這使其能夠通過使用以下兩種方法之一充分利用所有可用頻段(2.4 Ghz、5 GHz 和 6 GHz):


增強型多鏈路單射頻 (EMLSR) – 使用 EMLSR 時,兩個頻段可以同時使用以共享冗余/唯一數(shù)據(jù),以提高可靠性和低而精確的延遲。這是通過在頻段之間自動切換來實現(xiàn)的,以避免網(wǎng)絡(luò)流量,并在您超出一個頻段范圍時保持連接。這就像在繁忙的高速公路上行駛時變道一樣。如果一條車道上的交通量太大,您可以移動到不太繁忙的車道。


PART04



多鏈路多無線電 (MLMR)

– 使用 MLMR 時,可以同時使用兩個頻段,以通過聚合實現(xiàn)更快的速度。這使得 WiFi 7 在技術(shù)上可以通過一個頻段發(fā)送一半的數(shù)據(jù),并通過第二個頻段發(fā)送另一半數(shù)據(jù),從而將您的吞吐量提高一倍。再次使用運輸類比,如果您使用兩輛卡車而不是一輛卡車(每輛卡車裝載不同的包裹),您能夠交付的包裹數(shù)量將增加一倍。



PART 05



簡單來說,MLO 旨在通過聚合數(shù)據(jù)、減少延遲和提高可靠性來確保以最大速度交付數(shù)據(jù)。

多資源單元 (RU) 和穿刺 – 使用傳統(tǒng) WiFi,當信道的任何部分(20 MHz、40 MHz、80 MHz、160 MHz 或 320 MHz 信道寬度)被另一臺設(shè)備使用時,整個信道不可用。因此,數(shù)據(jù)傳輸必須等待,或者必須使用不同的信道來防止干擾。同時,借助 Multi RU 和 Puncturing,WiFi 7 設(shè)備將能夠使用同一信道中未使用的其他部分。這是通過將寬通道分割成更小的資源單元,以及刺穿(阻塞)無法使用的資源單元來實現(xiàn)的,目標是提高數(shù)據(jù)傳輸效率,這有助于提高速度。例如,多資源單元就像有一條非常寬的高速公路,一次只允許一輛車通過它,然后將這條高速公路分成多條車道,以便更多的車輛可以平行地通過它。同時,爆胎就像在一條高速公路車道上發(fā)生事故,而不是阻止整條高速公路上的交通,你只是封鎖了發(fā)生事故的車道,讓車輛繼續(xù)在其他車道上行駛。


PART 06


16×16 MU-MIMO– WiFi 6 引入了對 8×8 MU-MIMO 的支持,以增加您可以同時與之通信的設(shè)備數(shù)量,并有助于提高通信效率。現(xiàn)在,WiFi 7 有望增加對多達 16×16 個空間流的支持。這意味著 AP 可以使用多達 16 根天線同時與多個客戶端設(shè)備通信,或聚合數(shù)據(jù)并提高吞吐量。這就像走一條 16 車道的高速公路(單程 8 車道)并增加 16 條車道(單程 16 車道),允許更多的汽車同時通過高速公路。


PART 07


現(xiàn)在您已經(jīng)對 WiFi 7 將引入的一些最大增強功能有了更多了解,您可能想知道這些功能中有多少可以在現(xiàn)實世界中發(fā)揮作用,以及其中有多少最終會在企業(yè)或家庭環(huán)境中普遍使用。好吧,這就是現(xiàn)實:


320 MHz 信道 – 320 MHz 信道寬度將大大提高您的 WiFi 網(wǎng)絡(luò)吞吐量,但會存在一些問題:


根據(jù)您所在的地區(qū),您在 6 GHz 頻段中可能只有足夠的空間用于一個 320 Mhz 信道。由于可用的信道數(shù)量有限,預(yù)計 320 MHz 信道將很少用于企業(yè)環(huán)境。盡管如此,它們?nèi)钥赡艹蔀榧矣寐酚善鞯哪J選項。


使用較小信道的 AP 或住宅路由器可能會干擾任何使用 320 MHz 信道寬度的網(wǎng)絡(luò),從而降低網(wǎng)絡(luò)吞吐量。話雖如此,AP 和路由器供應(yīng)商可以通過使用多 RU 和穿刺來解決此問題,這可以使 320 MHz 信道可用,至少在家庭環(huán)境中是這樣。


PART 08



4K QAM – 當涉及到新的 4K QAM 調(diào)制時,它還將有助于提高您的 WiFi 網(wǎng)絡(luò)吞吐量。但問題是,要使 WiFi 7 設(shè)備能夠使用 4K QAM,您需要 41dBm 或更高的 SNR,這基本上意味著您需要非常靠近 AP 或路由器。正因為如此,4K QAM調(diào)制預(yù)計主要在家庭環(huán)境中工作,并且只有當您的WiFi 7設(shè)備離家庭路由器足夠近時。


多鏈路操作 – 多鏈路操作是 WiFi 7 引入的最有前途的增強功能之一,因為它不僅可以通過聚合數(shù)據(jù),還可以通過降低網(wǎng)絡(luò)延遲和提高可靠性來提高網(wǎng)絡(luò)速度。但是,預(yù)計大多數(shù)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)AP將使用EMLSR,而MLMR將降級為家庭路由器。原因是要使MLMR正常工作,需要相當多的同步,這在繁忙的RF環(huán)境中可能是一個問題。例如,假設(shè)您將聚合來自 5 GHz 和 6 GHz 頻段的數(shù)據(jù),但 5 GHz 頻段比 6 GHz 頻段繁忙得多。由于來自兩個頻段的數(shù)據(jù)需要同步才能正確聚合,因此 6 GHz 上的無線電必須等待 5 GHz 上的無線電準備好傳輸。如果 5 GHz 頻段上的傳輸因干擾或繁忙的射頻環(huán)境而延遲,那么 6 GHz 頻段上的傳輸也會延遲,這可能會降低您的整體 WiFi 網(wǎng)絡(luò)吞吐量。


多RU和穿刺 – 多RU和穿刺是對WiFi技術(shù)的一個非常有前途的改進。原因是它允許使用更寬的信道,即使它們受到干擾的影響。如前所述,這是通過將較大的信道劃分為較小的資源單元并刺穿(不使用)受干擾或其他源影響的資源單元來實現(xiàn)的。


注意:多 RU 和穿刺可能有助于自動頻率協(xié)調(diào) (AFC),因為它可以通過穿透其他技術(shù)(現(xiàn)有技術(shù))使用 6 Ghz 頻段使用的信道,允許您在室外部署中使用更寬的信道,從而有助于防止干擾它們。


16×16 MU-MIMO – 擁有一個帶有 16 根天線的 AP 或家用路由器可能聽起來很有希望,因為它確實有助于提高 WiFi 網(wǎng)絡(luò)吞吐量,但我們可能不會在現(xiàn)實世界中看到很多天線。主要原因是外形尺寸;試想一下,一個 AP 或家用路由器需要多大才能安裝 16 根天線(如果是外部天線,則更多)。事實上,具有 8 根天線的 AP 已經(jīng)可以被認為是巨大的。那么,客戶端設(shè)備呢?好吧,由于外形尺寸(手機或平板電腦內(nèi)部空間有限)和電源要求(電池壽命有限),預(yù)計大多數(shù)客戶端設(shè)備將繼續(xù)僅包含 1 或 2 根天線。



結(jié)論總之,WiFi 7 是 802.11 技術(shù)的一個有前途的新版本,看起來它確實有可能幫助提高無線網(wǎng)絡(luò)吞吐量,但可能沒有營銷炒作讓你想象的那么多。盡管它承諾數(shù)據(jù)速率高達 46.4 Gbps,但早期的實驗室測試表明,使用普通移動設(shè)備可能獲得的最高吞吐量為 5 Gbps。最重要的是,這種更高的吞吐量可能僅適用于家庭網(wǎng)絡(luò),因為 WiFi 7 引入的許多新功能在企業(yè)環(huán)境中效果不佳。當然,眼見為實,因此,在更多 WiFi 7 認證的 AP、家用路由器和客戶端可用于家庭和企業(yè)環(huán)境之前,我們無法確定。


注意:本文寫于 2023 年 11 月,基于當時可用的信息,IEEE 802.11be 標準尚未獲得批準,預(yù)計要到 2024 年底才能完全批準。



作者簡介——胡里奧·彼得羅維奇


產(chǎn)品經(jīng)理 - 無線
Julio Petrovitch 是 NetAlly 的產(chǎn)品經(jīng)理,擁有CWNA/CWAP/CWDP/CWSP 認證證書。他在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計、測試和驗證方面擁有超過 15 年的工作經(jīng)驗。在他的整個職業(yè)生涯中,他有機會使用多種網(wǎng)絡(luò)技術(shù),包括 POTS、DSL、銅纜/光纖以太網(wǎng)、Wi-Fi、藍牙和 BLE。



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