大廠紛紛跟進的Wi-Fi 7究竟升級了些啥?離我們一般消費者還有多遠?
2018年10月份,負責Wi-Fi技術標準制定的Wi-Fi聯盟正式對Wi-Fi標準採用來了”Wi-Fi X”形式的命名,802.11ax對應Wi-Fi 6、W802.11ac標準對應Wi -Fi 5、802.11n標準對應Wi-Fi 4。
隨後在2019年,Wi-Fi 6標準正式發布,同時包括三星S10系列、小米9系列、蘋果iPhone 11系列等一眾新手機均支援了Wi-Fi 6技術,而這也是Wi-Fi技術第一次讓消費者了解到,原來日常時候再再熟悉不過的Wi-Fi也和4G5G行動網路一樣正在快速迭代。
然而距離首批Wi-Fi 6手機上市其實也就過了4年的時間,似乎感覺Wi-Fi 6都還沒用多久,Wi-Fi 7就來了。
在2022年初的MWC2022上,高通就正式發布了全球首個WiFi 7解決方案,FastConnect 7800;隨後中興、博通等通訊企業接級聯發布了其Wi-Fi 7產品。同年6月份,全球首款Wi-Fi 7 家用路由器新華三H3C Magic BE18000發表會;11月份,TP-LINK也發表會了多款Wi-Fi 7路由器產品。
而在今年初,小米13成為全球首款支援Wi-Fi 7的手機,隨後發表的採用高通驍龍8gen2平台的手機保留對Wi-Fi 7的支援。此外,PC端的intel也即將推出Wi-Fi 7網路卡。而在前不久才結束的發表會上,華為也發表了支援Wi-Fi 7的路由器BE3 Pro。
不禁令人感嘆,Wi-Fi的迭代速度真的太快了!
不過和給大品牌廠商紛紛跟進相反,國內Wi-Fi 7標準的落地和發展卻面臨一個不小的難題。那麼Wi-Fi 7相比Wi-Fi 6以及Wi-Fi 6E究竟升級了什麼?新標準究竟在國內有面臨的哪些挑戰?對於一般消費者來說,是否有升級的必要?
Wi-Fi 7 VS Wi-Fi 6:更快、更穩、延遲更低!
320MHz頻寬,46.12Gbps速率
Wi-Fi每一代的發展,基本上都朝著更快的速度、更好的連接品質以及更多的可容納設備的方向進行升級。Wi-Fi 7相比Wi-Fi 6也不例外。
圖源:intel官網介紹
在Wi-Fi 6的升級版Wi-Fi 6E頻段的支持,最新的Wi-Fi 7也不例外。更高的頻段自然可以帶來更快的傳輸速度,啟用6G頻段的Wi-Fi 7通道頻寬從160MHz提升到了320MHz,有效子載波數量(可以簡單理解為可容納資料的單位)達到了3920個,是只有160MHz帶塊的Wi-Fi 6的兩倍。如果把160MHz的Wi-Fi 6比喻成一條雙車道的馬路,那320MHz的Wi-Fi 7就算一條四車道的馬路,可以同時並排跑的車數量是Wi-Fi 6的兩倍。
圖源:TP-LINK官網介紹
除了更高的頻段帶來的更大的頻寬,Wi-Fi 7同樣支援Wi-Fi 6上的MU-MIMO技術,也就是“多用戶多輸入多輸出”,該技術支援路由器在發射端和接收端利用多根天線,同時接收和傳輸多個資料流。舉個簡單的例子,把路由器比喻為高速的收費站,MU-MIMO則對應著是收費站的車道,只是這條車道是雙向車道,車道越多意味著收費站能同時處理的車輛就越多。
Wi-Fi 6擁有8*8 MIMO,也就是擁有8條車道。而Wi-Fi 7將車道數量提高到了16,也就是16*16 MIMO。
圖源:網路
此外,Wi-Fi 7也採用了全新的編碼方式,4096-QAM調製,你可以將其理解為更好的資料壓縮方式,相較於1024-QAM調製的Wi-Fi 6,Wi-Fi 7每個調變符可承載12bits,比Wi-Fi 6的10bits增加了1.2倍。還是用一個簡單的例子,把調變符比喻成一輛貨車,Wi-Fi 7的貨車一次可以運送12箱貨,而Wi-Fi 6只能運送10箱。
圖源:TP-LINK官網介紹
而前面介紹的這麼多Wi-Fi 7的提升,帶來的最大一個變化,就是峰值速率大幅提升,Wi-Fi 7的理論峰值速率可達46.12Gbps,是Wi-Fi 6(9.6Gbps)的4.8倍。
圖源:TP-LINK官網介紹
顯然Wi-Fi 7的升級可不只是簡單的速率提高這麼簡單,其還引入了許多能改善訊號延遲和穩定性的新特性。這其中最核心的主要有三個,分別是多鏈路傳輸技術(MLO)、多資源單元(MRU)和前導碼打孔(Preamble Puncturing)。
多鏈路傳輸技術(MLO)
以往我們在使用Wi-Fi時,通常只能連接2.4G和5G兩個頻段中的一個,即使你在設定中開啟雙頻合一,看起來只有一個Wi-Fi,實際上還你還是只連接其中單一的頻段。
而多鏈路傳輸技術(MLO),Multi-Link Operation,則是將不同的頻段捆綁融合成一個新的虛擬鏈路,也就是說用戶可以同時連接2.4G和5G頻段。這樣做的好處,就是能夠提供更好的傳輸品質和更大的資料吞吐量。
圖源:intel官網介紹
多鏈路傳輸技術(MLO)支援多發單收模式和多發多收模式,兩種模式帶來不同的提升。多發單收模式,既路由器利用2.4G、5G、6G三個不同頻段來發送相同訊息,系統選擇其中最好、受干擾最小的頻段來進行傳輸,例如當5G和6G頻段受到干擾時,自動選擇2.4G頻段來進行傳輸,其帶來的好處就是能大幅提升資料傳輸的可靠性和質量,並且大幅優化時延。
圖源:銳捷網路官網介紹
而多發多收則是將資料分成三份,分別利用2.4G、5G和6G三個頻段進行傳輸。期待來的好處就是能充分利用每一個頻段的頻寬,大幅提高資料的吞吐量,提高傳輸速率。
多元資源單元(MRU)
在了解多資源單元(MRU)之前,我們需要先明白一個前置的小知識。在最開始的時候我們提到了Wi-Fi 7的頻道頻寬可以達到320MHz,而著320MHz的頻道是由一個一個20MHz的基礎頻道組合而成的,也就是說Wi-Fi 7的320MHz頻道是由16條20MHz的頻道組合而成的,而頻道其實可以簡單理解為車道。
在Wi-Fi 6之前,一個頻道,也就是一條車道只能同時服務單一用戶,也就是不管這個車道上有多少輛車,隔壁的已經塞車堵到爆炸的車道,也不能過來借道,這無疑就造成了頻道的資源浪費。
所以在Wi-Fi 6上,引入了資源單元RU(Resource Unit)的概念,就是把20MHz的訊號分割成多個大小不同的RU,每個RU可以向一個使用者發送訊息,這樣就意味著同一個頻道可以同時服務多個使用者。
不過在Wi-Fi 6中,在一個頻道上一個用戶只能對應一個RU,舉個簡單的例子把RU比作是貨車,在一個頻道上可以同時容量一輛能轉載2箱貨的貨車,兩輛能轉載4箱貨的貨車和一輛能裝載8箱貨的貨車。現在要服務三個用戶,每個用戶只能分配到一輛貨車,這意味著之還有一輛貨車被浪費了。
圖源:華為官網
所以在Wi-Fi 7上又引入了多資源單元MRU (Multiple resource uint),現在用戶可以同時分配到同台頻道上的多個RU,也就是有一個用戶能夠同時分配到兩輛貨車,這無疑可以大幅提高西島了資源利用率,從而提高速率,降低延遲。
前導碼打孔Preamble Puncturing
前導碼打孔Preamble Puncturing其實在Wi-Fi 6標準裡就已經有出現,不過是一個可選的技術,因為技術成本高,大多數產品沒有採用。而Wi-Fi 7則將這項繼續列為強制標準。
前面我們已經知道Wi-Fi 7的320MHz頻寬是由多個20MHz的基礎頻道捆綁版組成。當然這個捆綁過程是層層推進的,兩個20MHz捆綁成一個40MHz,其中一個20MHz頻道為主頻道,另一個為輔頻道,也就是一個是主路一個是輔路。組合成的40MHz頻道有根據主頻道和輔頻道的方式和另外的40MHz頻道組合成一個80MHz頻道,以此類推直至組合成一個320MHz的頻道。
圖源:小米官方介紹視頻
但在先前的協定中,要求捆版的頻道,必須主頻道乾淨無幹擾,才能傳送訊息。所以如果這時候有一個20MHz的輔頻道受到干擾,就會導致由這個輔頻道組成的40MHz主頻道由幹擾,進而導致80MHz的主頻道有乾擾,捨得原本160MHz的頻道因為一個20MHz頻道受到干擾,最後導致只剩下20MHz的頻道能夠傳輸訊息了,則無疑造成了很大的資源浪費,也是為什麼我們日常使用Wi-Fi時,一但訊號由幹擾,網速立刻會有極大波動的原因之一。
圖源:小米官方介紹視頻
而前導碼打孔Preamble Puncturing則很好的解決了這個問題,它能將被幹擾的20MHz輔頻道屏蔽,剩餘的頻道不受影響,繼續捆綁,此時原本160MHz就還有140MHz的頻寬了,這無疑大幅提高了訊號的抗擾能力,同時提升了實際速率,降低了延遲。
圖源:華為官網
6G頻段缺少?Wi-Fi 7國內發展前景不明朗
前面我們花了很大的功夫,從比較通俗的角度了解了Wi-Fi 7所帶來的提升,總結下來其實就算更快的速率、更低的時延以及更好的穩定性。從升級來看Wi-Fi 7的前景應該是相當廣闊的,那為何其在國內的發展前景卻不被看好呢?原因其實就出在6G這個頻段。
在無線電傳輸中,頻段的資源其實是有線的,為了避免採用不同頻段進行通訊的技術之間互相干擾,不同國家地區會對頻段進行不同的劃分。美國、韓國、巴西直接將這個5.92-7.125GHz的6G頻段全部分給了Wi-Fi 6E和Wi-Fi 7。而向歐盟地區、澳洲等國家則是將6G頻段中的5.925-6.425GHz的低頻頻段劃分給Wi-Fi,而6G頻段中的5.925-6.425GHz的低頻頻段劃分給Wi-Fi,而6.425-7.125GHz的頻段則分給了IMT(國際行動通訊),也就是5G和6G行動網路。
圖源:Wi-Fi聯盟官網
我國工信部同樣也將6.425-7.125GHz劃分給了IMT,用戶5G和未來6G系統的部署。不過5.925-6.425GHz的低頻頻段工信部則佔時不做分配,暫時還沒有分割給Wi-Fi。
而在工信部對Wi-Fi 7設備核准意見徵求文件中,給出了Wi-Fi 7工作頻段也可以看到,其最高只分配到7.725-5.850GHz的5G高頻頻段,6G很有可能最終不支援國內的Wi-Fi 7。
6G頻段的缺少使得國內的Wi-Fi 7無法容納320MHz頻道,最高只能支援到240MHz的頻道,最高的傳輸速度也被限製到了30Gbps。而這無疑將大幅削弱Wi-Fi 7的真正實力。
而6G頻段的缺失,也意味著利用千兆寬頻加Wi-Fi 7組網,在家用場景實現更強的智慧家庭應用,又或是在工業場景實現工業互聯網應用,極有可能變得不那麼容易實現,轉而可能需要靠5G和6G行動網路來實現,而這也是許多人對Wi-Fi 7在國內發展前景持悲觀態度的原因。
不過目前Wi-Fi聯盟還並未正式發布Wi-Fi 7標準,Wi-Fi 7標準最終的技術細節還存在一些變數,而國內工信部也剛剛在7月結束了Wi-Fi 7標準的意見徵求,距離最終的落地還有一段時間,國內的Wi-Fi 7最終能否用上6G,可還存在變數。
Wi-Fi 7有必要升級嗎?
那麼對一般消費者來說,Wi-Fi 7究竟能夠帶來什麼實質的提升,有沒有升級的意義呢?
從一般人上網的角度來看,Wi-Fi 7其實是有些超前的,根據工信部發布的2022年通訊業統計公報顯示,到2022年末,三家基礎電信企業的固定互聯網寬頻接入用戶總數達5.9億戶,其中1000Mbps以上接取速率的用戶為9,175萬戶,佔總用戶數的15.6%。而大部分的用戶(78.4%)其實還是在用千兆以下的寬頻。
圖源:工信部官網
所以目前這個情況,Wi-Fi 6就已經能夠完全吃滿寬頻,滿足多數人的高速上網需求,Wi-Fi 7短時間內還用不上。
當然Wi-Fi 7的升級並非只有速率,前面科普提到了Wi-Fi 7還加入了許多改善傳輸品質和可靠性的新特性,這也意味著支援Wi-Fi 7路由器會比支援Wi-Fi 6的路由器有著更好的傳輸品質和抗干擾性。
不可否認這些提升都十分有意義,但在目前大多數人的日常生活中,Wi-Fi主要的問題可能還是隔了幾間房間幾面牆,訊號和網速就不行了。面對這一點Wi-Fi 7能改善的似乎也不多,比較這是無線電訊號的物理性質所決定的,Wi-Fi 7上的6G頻段,雖然速度更快,但是波長也越短,穿牆能力反而更弱。
所以從目前來看,家用場景對Wi-Fi 7有需求的可能主要是一些想要組件家庭萬兆內網的發燒級玩家,以及會頻繁使用無線流媒體技術遊玩VR遊戲,3A遊戲的發燒遊戲玩家。對於這些用戶來說,Wi-Fi 7應該能夠提供更出色低時延的體驗。而對於一般大多數只是上網的用戶來說,Wi-Fi 7的距離還是有些遙遠的。
當然通訊技術的發展始終都是領先消費需求的,早在2018年Wi-Fi聯盟就已經開始著手IEEE 802.11be也就是Wi-Fi 7的研究,Wi-Fi 7主要是為了應對元宇宙、VR 、4K /8K超高清視訊等應用和場景對無線傳輸技術更高的要求,以及因為可能很快也會開始推款普及的萬兆寬頻服務。
Wi-Fi 7離我們還有多遠?
Wi-Fi技術的迭代發展對大多數一般消費者來說其實是無感的,在Wi-Fi 6之前有多少人真的感知到Wi-Fi技術的迭代發展呢?畢竟有多少人的路由器都是辦理寬頻時運營商贈送的,而運營商贈送的路由器肯定要能夠匹配用戶辦理的寬頻套餐,提供達標的速度。目前辦理三大業者的千兆寬頻基本贈送的已經都是Wi-Fi 6路由器,也側面說明了Wi-Fi 6已經逐漸普及開了。
而目前的Wi-Fi 7依舊還處於發展的狀態,Wi-Fi 7的實際體驗和未來前景究竟如何,似乎只有等到標準正式落地才能知道。而Wi-Fi 7離我們還有多遠?何時才能真正普及到我們的日常生活,大概要等到營運商開始送Wi-Fi 7路由吧。