對于如今的互聯網生活中,移動設備的占比越來越多,如果想要得到更好的網絡體驗,"Wi-Fi" 的存在就非常必要。
前段時間,小米突然宣布自家的小米 13 系列産品和小米萬兆路由器在未來均可支持通過 OTA 升級 Wi-Fi 7。除了小米之外,即将發布的 iQOO Neo8 系列在宣傳中也寫到:iQOO 11 系列和 iQOO Neo 8 系列将支持 Wi-Fi 7 标準。
對于很多朋友來說,家裏的路由器并不是一個需要經常更換的産品,不少用戶可能剛更換了支持 Wi-Fi 6 的路由器,還沒有搞清楚 Wi-Fi 6 到底有什麽優勢,就迎來了 Wi-Fi 7 的時代。
那麽,Wi-Fi 7 标準到底有什麽特點?與此前的 Wi-Fi 标準有什麽不同?
别急,今天這篇文章就和大家好好聊聊什麽是 Wi-Fi 7。
高通 FastConnect ™ 7800
在去年年末,高通發布了新一代的手機移動平台:第二代骁龍 8。
首先,這是一款旗艦級别的移動平台,在 2023 年大半年時間内都是旗艦手機的必選項。其次,除了強大的數據處理能力和圖形能力,第二代骁龍 8 還采用了高通 FastConnect ™ 7800 連接系統,這一連接系統除了能帶來更好的雙藍牙連接,更是支持全新的 Wi-Fi 7 标準。
圖源:高通官網
高通 FastConnect ™ 7800 連接系統其實早在 2022 年的 MWC 就已經亮相了,如今随着第二代骁龍 8 一起發布,這意味着隻要搭載着第二代骁龍 8 的手機,都有可能升級到 Wi-Fi 7 标準。比如目前已經官宣的小米 13 系列就全系搭載了第二代骁龍 8 移動平台,iQOO 11 系列也搭載第二代骁龍 8。
值得一提的是,由于目前受制于 Wi-Fi 7 标準的制定,以及國内尚沒有開放 Wi-Fi 7 的相關認證,所以目前小米 13 系列和小米萬兆路由器等等均表示後續 OTA 升級,但這無疑傳出了一個信号:Wi-Fi 7,要來了。
" 瘸腿兔子 ":WiFi 5
在聊起 Wi-Fi 7 之前,我想和大家先來聊一聊此前的 Wi-Fi 協議來爲這個故事做鋪墊,但像過于古早的 802.11 a/b/g/n 這種我們就不講了,這裏從 Wi-Fi 5,也就是 802.11 ac 開始聊起。
Wi-Fi 5 是 2013 年發布的标準,也是第一個隻支持 5GHz 頻段的無線網絡标準,有着高頻、低幹擾、高傳輸速率等特性。但問題同樣也出在這,高頻意味着它的傳輸距離較短,在正常家庭環境中甚至都無法做到完美的覆蓋。
由于 Wi-Fi 5 隻支持 5GHz 頻段,不支持 2.4GHz 頻段,爲了保證數據傳輸能力,所以也就有了我們在路由器上常見的 2.4GHz 和 5GHz 雙 Wi-Fi。
圖源:來自網絡
在 2015 年,工信部數據表示我國平均網速已經達到了 19.4Mbps,也就是大約 20 兆的寬帶,這代表着手機 Wi-Fi 也需要更快的傳輸速度。由于早期的 Wi-Fi 4 協議傳輸速率過慢,雖然理論傳輸速率最快能達到 600Mbps,但實際應用下載也就是在 200Mbps 左右。正是因爲如此,Wi-Fi 5 标準出現了,Wi-Fi 5 分别在 2013 年和 2016 年進行兩次标準制定,這裏我們以 2016 年的最新标準爲準。
與 Wi-Fi 4 相比,Wi-Fi 5 的提升更關注于高速率、高效率。
首先在最大傳輸速率上,Wi-Fi 5 的理論值能夠達到 3.5Gbps,是 Wi-Fi 4 的幾倍不止。這樣一來就滿足了消費者在傳輸速率上的需求。除此之外,在頻寬上,Wi-Fi 5 最高支持 160MHz,而 Wi-Fi 4 的最大頻寬隻有 40MHz,更大的頻寬意味着傳輸速率和抗幹擾能力更強,用戶的體驗也要更好一些。
此外,早期 Wi-Fi 4 的最高調制方式爲 64 QAM,QAM 可以理解爲信号傳輸的密度,比如說 64-QAM,64 是 2 的 6 次方,一次就可以傳輸 6 個 bit 的數據。而 Wi-Fi 5 則支持 256 QAM,所以 Wi-Fi 5 一次可以攜帶 8 個 bit 的數據信息,這樣一來,在信号傳輸上 Wi-Fi 5 也有了一定的提升。
圖源:來自網絡
在 2013 年的 Wi-Fi 5 的第一版标準中,Wi-Fi 5 其實和 Wi-Fi 4 一樣,隻支持單用戶 MIMO,一次隻能進行一個用戶的數據傳輸。打個比方的話就相當于每個人輪流發言,輪到誰了誰才能和其他人交談,其他人不能插嘴。
而在 2016 年的 Wi-Fi 5 協議中,Wi-Fi 5 加入了 MU-MIMO 能力,但僅限下行。還是用剛才的例子,這次是每個人都可以同時進行發言,但由于現場過于嘈雜,隻能單方面和别人訴說,并不能得到回應,想要得到回應的話還是需要按順序來。
而這也是 Wi-Fi 5 算是裏程碑的一次升級,讓 Wi-Fi 5 擺脫了僅是速度快、信号弱的固有印象。在這之後,Wi-Fi 5 也是又風光了一段日子,但好景不長,Wi-Fi 6 來了。
爲 IoT 而生:WiFi 6
Wi-Fi 6 是在 2019 年發布的 802.11 ax 标準,在整個移動市場和 IOT 的步步緊逼下,Wi-Fi 6 有了堪稱史詩般的提升。
如果擺弄過 Wi-Fi 6 路由器的朋友們,在剛開始設置路由器時,肯定會有一個疑惑:有 2.4GHz 和 5GHz 的開關,但爲什麽沒有找到 Wi-Fi 6 的開關?
這裏就要說一個概念了,那就是 Wi-Fi 的代數與多少 GHz 沒有直接關系,Wi-Fi 6 雖然名字裏有着 6 這個數字,但它的活躍區域卻是在 2.4GHz 和 5GHz 頻段當中,Wi-Fi 5 需要單獨有一個 5GHz 開關純屬是意外,是因爲它隻支持 5GHz,不得已才多設置一個開關出來。
圖源:來自網絡
頻段是舊的,但技術是新的,Wi-Fi 6 即便在 2.4GHz 下也支持不少新特性,能夠讓 Wi-Fi 6 在保持高速度的同時還能提高網絡性能和穩定性。
首先,Wi-Fi 6 的最大理論網絡速度達到了 9.6Gbps,并且支持 1024 QAM,相比 Wi-Fi 5 的 256 QAM,Wi-Fi 6 一次可以攜帶 10 個 bit 的數據信息,提升了 20%。另外,Wi-Fi 6 還帶來了多用戶的雙向 MU-MIMO,最多支持 8 個客戶端。
還是以我們剛才的例子爲例,Wi-Fi 5 支持一群人發言,但不能同時得到回應,所以還是存在效率問題;而 Wi-Fi 6 的出現,則是将這些人兩兩進行配對,讓雙方能夠既能夠發言,又能夠聽到新的信息,這樣就讓所有人都處于工作狀态,工作效率 "MAX"。
而信道之間的互相幹擾,在 Wi-Fi 6 這裏也得到了更多的優化,信道的幹擾大概分爲兩部分,一種是幾台手機在用一條信道,而另一種則是其他路由器發射的相同信道之間的影響,這兩種情況是主要的網絡質量影響來源。
爲了解決這兩種情況,Wi-Fi 6 先是搭載了 OFDMA 技術,能夠将一個信道分爲多個小信道,并将這些信道分配給不同的設備,提高信道利用率和頻率效率。而在其他路由器的幹擾上,Wi-Fi 6 引入了 BSS Color 技術,爲每一個路由器分配一個顔色編碼,讓不同路由器之間的信道不産生幹擾,提高信道複用的技術。
圖源:ZDNet
當然如果詳細講這些技術的話肯定沒有這麽簡單,這裏我隻是給大家講一個大概原理,能夠聽懂即可。
由于消費者的 IoT(智能家居)需求不斷增大,不少設備還是通過直連 Wi-Fi 進行數據傳輸,這就導緻了一個新的問題:這些 IoT 設備同樣在占據一個信道空間,與移動設備進行争搶,使得移動設備的網絡連接極差。
在這一問題上,Wi-Fi 6 很聰明的加入了一個名爲 TWT(目标喚醒時間)的技術,傳統 Wi-Fi 通信中,設備需要在數據包到達的時候立即響應,這樣既費電又占用信道資源,而 TWT 技術的加入,則可以讓 Wi-Fi 6 設備在一段預定的時間内進入低功耗狀态,這段時間内設備不需要立即響應,可以處于休眠狀态,當預定有喚醒能力的觸發幀數據到來時,設備才會被重新激活。
這使得 Wi-Fi 6 能夠有效降低 IoT 設備的功耗,減少網絡擁堵,并且讓其有着大量連接 IoT 設備的能力,Wi-Fi 6 最多能夠支持 256 台設備同時接入。
但此時的 Wi-Fi 6 雖然強大,但并非是 " 完全體 " 狀态,真正的完全體 Wi-Fi 6 應該要數它的下一代:Wi-Fi 6E。
完全體:WiFi 6 "Extended"
在 Wi-Fi 6E 中,E 代表的是 "Extended" 的意思,也就是拓展。它的明顯變化有且隻有一個,那就是新增加了一個 6GHz 頻段,可以爲 Wi-Fi 6E 提供 7 個連續的 160MHz 頻帶,在性能上屬于頂尖級别,與此同時還不會和 2.4GHz 以及 5GHz 之間産生幹擾,多設備連接下可以将低性能消耗的 IoT 設備分配到 2.4GHz,而手機、遊戲機、電腦等需要高性能的則分配在 6GHz 下。
簡單來說,6GHz 可以防止頻段之間互相幹擾,且由于是寬大的馬路,可以通過的數據更多。但弊端也有兩個,那就是信号穿透能力更弱,再加上用了更高性能的頻段,耗電也相對較大。
诶,這時候有朋友可能會問了,既然 6GHz 這麽強,爲什麽在國内沒有看到搭載 Wi-Fi 6E 的設備?
這裏就要講到一些其他國家對于 6GHz 的看法了,大體上分爲三類:
一、以美國爲主的,将整個 6GHz 頻段全部留給 Wi-Fi 和其他非授權技術的國家。
二、 平衡考慮 Wi-Fi 與 5G 授權頻譜的需求,比如歐洲、中東部分等地區計劃拆分 6GHz 頻段,一部分用于 5G,一部分用于 Wi-Fi 考慮。
三、 将整個 6GHz 頻段都留給授權頻譜的 5G 使用。
而對于我國來說,6GHz 是 5G 發展中意義非常重大的戰略資源。
圖源:來自網絡
這時候可能又有朋友會問了,目前我們的 5G 體驗非常不錯,爲什麽還要增加 6GHz 頻段?
爲了這一問題,我也特地去查了一下資料,大概來說就是在 6GHz 标準化之後,移動運營商們可以提供更大的網絡覆蓋和容量,覆蓋更多用戶。由此帶來的高帶寬、廣覆蓋和高容量的 5G 能力能夠爲下一代工業 4.0、醫療健康、智能交通和虛拟現實等應用的發展提供重要支撐。
簡單來說,Wi-Fi 6E 我們應該用不上了。
"WiFi 6 Plus":Wi-Fi 7
在前面我大篇幅的去講此前 Wi-Fi 标準的一些技術發展,其實是想讓各位更好的理解消費者對于 Wi-Fi 的需求以及各種技術的叠代對于未來發展的影響,講到這裏我們終于可以進入主題:Wi-Fi 7 了。
Wi-Fi 7 是采用的 802.11 be 标準,支持 16 個設備同時上下行(Wi-Fi 6 爲 8 個),屬于是 Wi-Fi 6 的全方位提升,當然換個說法就是 " 常規升級 ",但有一點需要注意,這裏的常規升級,是指對 Wi-Fi 6E 的升級。
Wi-Fi 7 把 6GHz 頻段納入到标準當中,并且将 160MHz 的頻帶升級到了 320MHz,這樣的條件下速率能夠達到 24Gbps。
圖源:高通官網
不過看了剛才我們聊的關于 Wi-Fi 6E 的内容,你就會知道,這一切都是理想化,在國内 Wi-Fi 7 一定會受到 " 閹割 "。果不其然,從高通發布的 Wi-Fi 7 介紹來看,國内并不支持 6GHz 頻段,并且頻寬也從 320MHz 降到了 240MHz。
關于速度,高通用自家的 FastConnect ™ 7800 連接系統做了測試,6GHz 下速率最高爲 5.8Gbps,而在 5GHz 下,速率最高爲 4.3Gbps,雖然有所下降,但對比上一代産品同樣有所提升。
圖源:高通官網
在調制方式上,Wi-Fi 6 一次可以攜帶 1024 QAM,也就是 10 個 bit 的數據;而在 Wi-Fi 7 上,這一數據升級到了 "4K",也就是 4096 QAM,一次可以攜帶 12 個 bit 的數據信息,多大的更新算不上,隻能算是常規升級吧。
除此之外,還記得我們剛才聊過的 OFDMA 嗎?将一個信道分給多成多個小信道的技術,提高信道利用率和頻率效率。在 Wi-Fi 7 上,這一技術同樣進行了升級,可以将一個信道分成多達 256 個小信道,并且還可以給每個小信道分配不同的大小和數量,更爲自定義化。
最有價值的更新還是要數新加入的 MLO 技術,這個技術有點像我們此前知道的 " 載波聚合 ",當設備在兩個主路由或者子路由之間進行切換時,Wi-Fi 7 可以直接連接上兩個 Wi-Fi,防止出現頻繁切換路由器導緻網絡信号差的問題。另外,這一技術也可以通過同時連接同一個 Wi-Fi,實現一個終端兩個頻段的終極體驗。
事實上,Wi-Fi 7 除了在網絡連接上有所升級,還有一些其他的功能,比如通過 Wi-Fi 7 讓 AR 芯片與手機之間實現無線數據傳輸,延遲低至 1ms,不過這一點與我們的内容不太相關,所以今天就不在這裏展開了。
總的來說,Wi-Fi 5 注重速率,Wi-Fi 6 注重 IoT,并将之前 5GHz/2.4GHz 重新黏在一起、Wi-Fi 6E 是 Wi-Fi 6 的完全體、Wi-Fi 7 則是小修小補,升級點沒有那麽大(也有部分不可抗力原因)。
對于目前的消費者來說,Wi-Fi 7 設備的價格還是較爲高昂,這其中 " 物以稀爲貴 " 占了很大一部分原因,爲了一點點的提升花費更多的金錢,所以 Wi-Fi 7 的路由器在目前我是非常不推薦入手的,至于 Wi-Fi 6E,倒也沒必要,目前 Wi-Fi 6 對于一般家庭來說完全足夠,如果真有閑錢的話,不如升級一下寬帶試試呢?