家里Wi-Fi要超速了!Wi-Fi 7的提升有多大?

从802.11n,802.11ac,802.11ax,802.11be 到 WiFi 4,WiFi 5,WiFi 6,WiFi 7,技术的更新不仅改名换姓,连带着市场的变化也风起云涌。

无论是家用数码消费还是商用企业 IT产品更新换代的速度一直都飞快,稍有疏忽就会被“时代抛弃”。工信部官网 6 月 1 日消息,Wi-Fi 7 相关标准有望在不久后落地。这一消息给无线局域网的技术标准 IEEE 802.11be(Wi-Fi 7)在国内落地带来的一剂强心针。

它将支持和加速许多苛刻的应用,如8K视频流、全沉浸式AR/VR、游戏和云计算。

最大的升级就是快了

作为新一代WiFi标准,更快的网速,更低的延迟自然也是基本操作。

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首先,WiFi 7的理论速率可以达到30Gbps,是WiFi 6标准整整3倍;其次,WiFi 7能够支持到4096 QAM,传输信号的密度大大增加,对比WiFi 6的1024 QAM提升20%左右;最后,带宽从WiFi 6时期的160MHz提升到WiFi 7的320MHz,实现2.4GHz、5GHz、和6GHz三个频段,这意味着WiFi 7的理论上传速度直接翻倍,信号强度UP。

转换到实际生活中,这大概什么水平捏?

例如我每次测试手机都要下载《原神》,游戏本体+热更新,大概13GB左右,按照WiFi 7的速度,不到3秒就能下完……

当然,这是理论上的速度。

WiFi7是什么?和 WiFi6 相比有什么区别?

WiFi 7(Wi-Fi 7)是下一代Wi-Fi标准,对应的是IEEE 802.11将发布新的修订标准IEEE 802.11be –极高吞吐量EHT(Extremely High Throughput )。Wi-Fi 7是在Wi-Fi 6的基础上引入了320MHz带宽、4096-QAM、Multi-RU、多链路操作、增强MU-MIMO、多AP协作等技术,使得Wi-Fi 7相较于Wi-Fi 6将提供更高的数据传输速率和更低的时延。Wi-Fi 7预计能够支持高达30Gbps的吞吐量,大约是Wi-Fi 6的3倍。

随着WLAN技术的发展,家庭、企业等越来越依赖Wi-Fi,并将其作为接入网络的主要手段。当4K和8K视频(传输速率可能会达到20Gbps)、VR/AR、游戏(时延要求低于5ms)、远程办公、在线视频会议和云计算的使用场景越来越高频,新型应用对吞吐率和时延要求也在随之升高,虽然Wi-Fi 6已经重点关注了高密场景下的用户体验,然而面对上述更高要求的吞吐率和时延依旧无法完全满足需求。

Wi-Fi 7关键特性

320MHz信道带宽

随着 6 GHz 频段向 Wi-Fi 应用开放,Wi-Fi 7 在 6 GHz 频段上支持最大 320 MHz 信道带宽,同时在 5 GHz 和 6 GHz 频段上支持 20/40/80/160 MHz 信道带宽以及 20 /40 MHz 在 2.4 GHz 频段。与现有的 Wi-Fi 6/6E 相比,仅 320 MHz 的信道带宽就使 Wi-Fi 7 的最大速度翻了一番。

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正交调幅(QAM)是一种广泛使用的Wi-Fi调制方案,同时混合载波中的振幅和相位变化。

Wi-Fi 6最多支持1024个QAM——图2中左侧星座点代表10位数据(符号)。

Wi-Fi 7支持4096 QAM——每个右侧星座点代表12位数据(符号)。换句话说,Wi-Fi7中每一个用QAM调制的点可以比Wi-Fi6多携带2比特的信息,速度提高了20%。

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多链路操作(MLO)

多链路操作(MLO)是Wi-Fi-7中一项重要且有用的功能。

它使设备能够同时跨多个波段和信道发送和接收。类似于有线(即以太网)网络的链路聚合或集群功能,但更复杂和灵活。

它在不同的波段和信道中创建多个链路(无线电)的捆绑或绑定,作为连接对等体之间的一个虚拟链路。每个链路(无线电)可以独立和同时与其他链路工作,或协调最佳的聚合速度、延迟、范围(覆盖)或节省电力。

Wi-Fi 7 MLO是一个MAC层解决方案,可以同时使用多个链路,对上层协议和服务是透明的。MLO可以提高吞吐量、链路鲁棒性、漫游、干扰缓解和减少延迟。

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例如,在由三频段(6GHz、5GHz、2.4 GHz)网状节点或AP组成的家庭网状网络中,MLO可以为家庭网络形成一个高速、低延迟的无线骨干网,并为与网状节点/ AP相连的设备提供回送。

当客户端设备(如智能手机、笔记本电脑等)支持多个无线时,MLO会在设备和AP之间创建一个更大的管道,以获得更高的速度、更低的延迟和更高的可靠性,并改善无缝漫游的用户体验。

Wi-Fi-7将如何使最终用户受益

极高的吞吐量

Wi-Fi 7支持闪电般的速度

基于其前身Wi-Fi 6(又名802.11ax)构建,Wi-Fi 7支持极高的吞吐量(EHT),具有高达46 Gbps的原始数据速率和标准规格中定义的16个空间流。

这比运行在Cat 6/6a/7线缆上的10 Gbps以太网快得多。最接近的访问和连接技术是Thunderbolt 3/4, USB 4和HDMI 2.1,提供40Gbps或更高的最大原始数据速率。

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Wi-Fi 7将支持320MHz信道带宽,是Wi-Fi 6的两倍。

Wi-Fi 7还将QAM粒度从1024 (1K)提高到4096 (4K),与Wi-Fi 6/6E或Wi-Fi 5 Wave 3相比,速度提高了20%。

此外,Wi-Fi-7还将空间流的最大数量增加了一倍,在某些情况下,这与天线的数量是可以交换的,从8个增加到16个。因此,Wi-Fi 6/6E支持8个空间流的最高9.6 Gbps, Wi-Fi 7支持16个空间流的最高46 Gbps。

在这种极高的速度下,用户可以在使用两个Wi-Fi天线(两个空间流)的情况下,在智能手机、笔记本电脑等常用设备上获得最高每秒5.8 Gbps的速度。

由于严格的功率或形状因素的限制,许多使用一个天线的设备也可以支持高达2.9 Gbps的数据速率。用户无需支付额外的天线或更高的电费就可以获得两倍以上的速度,因为不需要额外的功率放大器或前端模块——这是未来许多应用的范式转变。

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超低延迟

延迟是服务质量(QoS)和用户体验的另一个关键参数。

它对于实时应用程序尤其关键。许多多媒体应用,如高分辨率实时视频流、虚拟现实、增强现实、云游戏和实时编程,需要小于20毫秒的延迟。

在无线环境中实现如此低的延迟并不容易。对于光纤访问,在WAN端,调制解调器和云/服务器之间的延迟大约是10毫秒或稍长。

考虑到这一点后,WAN调制解调器和端点客户机设备之间的延迟预算应该在10ms左右或更少,以获得良好的用户体验。Wi-Fi-6实现10- 20ms延迟。

而且,Wi-Fi 6E可以在争议少得多的环境中实现更低的延迟。Wi-Fi 7将通过使用802.11be标准中的各种工具,帮助将延迟降低到低于10毫秒,并最终达到具有确定性边界的低于1毫秒范围。

这些工具包括MLO、行波变换(TWT)和rTWT,改进的触发传输,以及最终集成的时间敏感网络(TSN)功能。

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更多新兴Wi-Fi传感应用

近年来,Wi-Fi传感应用,如运动检测、基于Wi-Fi信道状态信息(CSI)的定位(尤其是室内)、精细时间测量/往返时间(FTM/RTT),引起了服务提供商和终端用户的极大兴趣。

Wi-Fi信道容易受到干扰,具有很强的动态和频率选择性,CSI污染会大大降低运动检测的精度。得益于320 MHz的通道带宽,Wi-Fi 7支持更丰富的CSI数据,最多可达3984个音调,提高了运动检测的准确性。

此外,由于在320 MHz的传输中可以捕获如此多的CSI数据,因此可以选择足够的无干扰CSI块,用于运动检测,同时避免有噪声的CSI数据。

通过2倍或4倍的过采样和上采样技术,对于320 MHz信号,RTT时间戳和测量精度可以达到亚纳秒分辨率。也就是说,Wi-Fi 7支持亚米(即30厘米)精度的测距和室内定位,它将使许多令人兴奋的Wi-Fi传感新应用成为可能。

Wi-Fi 7将在许多方面显著改善用户体验,并变得更经济高效。它可以启用和增强许多苛刻的应用,如云游戏,沉浸式AR/VR, 8K视频流,工业4.0等。

用户可以期望Wi-Fi 7比现有的Wi-Fi 6/6E提供更高的速度、更低的延迟和更强大的性能。

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