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Wi-Fi 6都没玩明白,怎么就惦记上Wi-Fi 7了?

那么,Wi-Fi 7标准到底有什么特点?与此前的Wi-Fi标准有什么不同?
2023-05-23 09:58 · 品玩  ByArsT   
   

对于如今的互联网生活中,移动设备的占比越来越多,如果想要得到更好的网络体验,“Wi-Fi”的存在就非常必要。

前段时间,小米突然宣布自家的小米 13系列产品和小米万兆路由器在未来均可支持通过OTA升级Wi-Fi 7。除了小米之外,即将发布的iQOO Neo8系列在宣传中也写到:iQOO 11系列和iQOO Neo 8系列将支持Wi-Fi 7标准。

对于很多朋友来说,家里的路由器并不是一个需要经常更换的产品,不少用户可能刚更换了支持Wi-Fi 6的路由器,还没有搞清楚Wi-Fi 6到底有什么优势,就迎来了Wi-Fi 7的时代。

那么,Wi-Fi 7标准到底有什么特点?与此前的Wi-Fi标准有什么不同?

别急,今天这篇文章就和大家好好聊聊什么是Wi-Fi 7。

1、高通 FastConnect™ 7800 

在去年年末,高通发布了新一代的手机移动平台:第二代骁龙8。

首先,这是一款旗舰级别的移动平台,在2023年大半年时间内都是旗舰手机的必选项。其次,除了强大的数据处理能力和图形能力,第二代骁龙8还采用了高通 FastConnect™ 7800 连接系统,这一连接系统除了能带来更好的双蓝牙连接,更是支持全新的Wi-Fi 7标准。

高通 FastConnect™ 7800 连接系统其实早在2022年的MWC就已经亮相了,如今随着第二代骁龙8一起发布,这意味着只要搭载着第二代骁龙8的手机,都有可能升级到Wi-Fi 7标准。比如目前已经官宣的小米 13系列就全系搭载了第二代骁龙8移动平台,iQOO 11系列也搭载第二代骁龙8。

值得一提的是,由于目前受制于Wi-Fi 7标准的制定,以及国内尚没有开放Wi-Fi 7的相关认证,所以目前小米 13系列和小米万兆路由器等等均表示后续OTA升级,但这无疑传出了一个信号:Wi-Fi 7,要来了。

2、“瘸腿兔子”:WiFi 5

在聊起Wi-Fi 7之前,我想和大家先来聊一聊此前的Wi-Fi协议来为这个故事做铺垫,但像过于古早的802.11 a/b/g/n这种我们就不讲了,这里从Wi-Fi 5,也就是802.11 ac开始聊起。

Wi-Fi 5是2013年发布的标准,也是*个只支持5GHz频段的无线网络标准,有着高频、低干扰、高传输速率等特性。但问题同样也出在这,高频意味着它的传输距离较短,在正常家庭环境中甚至都无法做到*的覆盖。

由于Wi-Fi 5只支持5GHz频段,不支持2.4GHz频段,为了保证数据传输能力,所以也就有了我们在路由器上常见的2.4GHz和5GHz双Wi-Fi。

在2015年,工信部数据表示我国平均网速已经达到了19.4Mbps,也就是大约20兆的宽带,这代表着手机Wi-Fi也需要更快的传输速度。由于早期的Wi-Fi 4协议传输速率过慢,虽然理论传输速率最快能达到600Mbps,但实际应用下载也就是在200Mbps左右。正是因为如此,Wi-Fi 5标准出现了,Wi-Fi 5分别在2013年和2016年进行两次标准制定,这里我们以2016年的最新标准为准。

与Wi-Fi 4相比,Wi-Fi 5的提升更关注于高速率、高效率。

首先在*传输速率上,Wi-Fi 5的理论值能够达到3.5Gbps,是Wi-Fi 4的几倍不止。这样一来就满足了消费者在传输速率上的需求。除此之外,在频宽上,Wi-Fi 5最高支持160MHz,而Wi-Fi 4的*频宽只有40MHz,更大的频宽意味着传输速率和抗干扰能力更强,用户的体验也要更好一些。

此外,早期Wi-Fi 4的最高调制方式为64 QAM,QAM可以理解为信号传输的密度,比如说64-QAM,64是2的6次方,一次就可以传输6个bit的数据。而Wi-Fi 5则支持256 QAM,所以Wi-Fi 5一次可以携带8个bit的数据信息,这样一来,在信号传输上Wi-Fi 5也有了一定的提升。

图源:来自网络

在2013年的Wi-Fi 5的*版标准中,Wi-Fi 5其实和Wi-Fi 4一样,只支持单用户MIMO,一次只能进行一个用户的数据传输。打个比方的话就相当于每个人轮流发言,轮到谁了谁才能和其他人交谈,其他人不能插嘴。

而在2016年的Wi-Fi 5协议中,Wi-Fi 5加入了MU-MIMO能力,但仅限下行。还是用刚才的例子,这次是每个人都可以同时进行发言,但由于现场过于嘈杂,只能单方面和别人诉说,并不能得到回应,想要得到回应的话还是需要按顺序来。

而这也是Wi-Fi 5算是里程碑的一次升级,让Wi-Fi 5摆脱了仅是速度快、信号弱的固有印象。在这之后,Wi-Fi 5也是又风光了一段日子,但好景不长,Wi-Fi 6来了。

3、为IoT而生:WiFi 6

Wi-Fi 6是在2019年发布的802.11 ax标准,在整个移动市场和IOT的步步紧逼下,Wi-Fi 6有了堪称史诗般的提升。

如果摆弄过Wi-Fi 6路由器的朋友们,在刚开始设置路由器时,肯定会有一个疑惑:有2.4GHz和5GHz的开关,但为什么没有找到Wi-Fi 6的开关?

这里就要说一个概念了,那就是Wi-Fi的代数与多少GHz没有直接关系,Wi-Fi 6虽然名字里有着6这个数字,但它的活跃区域却是在2.4GHz和5GHz频段当中,Wi-Fi 5需要单独有一个5GHz开关纯属是意外,是因为它只支持5GHz,不得已才多设置一个开关出来。

频段是旧的,但技术是新的,Wi-Fi 6即便在2.4GHz下也支持不少新特性,能够让Wi-Fi 6在保持高速度的同时还能提高网络性能和稳定性。

首先,Wi-Fi 6的*理论网络速度达到了9.6Gbps,并且支持1024 QAM,相比Wi-Fi 5的256 QAM,Wi-Fi 6一次可以携带10个bit的数据信息,提升了20%。另外,Wi-Fi 6还带来了多用户的双向MU-MIMO,最多支持8个客户端。

还是以我们刚才的例子为例,Wi-Fi 5支持一群人发言,但不能同时得到回应,所以还是存在效率问题;而Wi-Fi 6的出现,则是将这些人两两进行配对,让双方能够既能够发言,又能够听到新的信息,这样就让所有人都处于工作状态,工作效率“MAX”。

而信道之间的互相干扰,在Wi-Fi 6这里也得到了更多的优化,信道的干扰大概分为两部分,一种是几台手机在用一条信道,而另一种则是其他路由器发射的相同信道之间的影响,这两种情况是主要的网络质量影响来源。

为了解决这两种情况,Wi-Fi 6先是搭载了OFDMA技术,能够将一个信道分为多个小信道,并将这些信道分配给不同的设备,提高信道利用率和频率效率。而在其他路由器的干扰上,Wi-Fi 6引入了BSS Color技术,为每一个路由器分配一个颜色编码,让不同路由器之间的信道不产生干扰,提高信道复用的技术。

当然如果详细讲这些技术的话肯定没有这么简单,这里我只是给大家讲一个大概原理,能够听懂即可。

由于消费者的IoT(智能家居)需求不断增大,不少设备还是通过直连Wi-Fi进行数据传输,这就导致了一个新的问题:这些IoT设备同样在占据一个信道空间,与移动设备进行争抢,使得移动设备的网络连接极差。

在这一问题上,Wi-Fi 6很聪明的加入了一个名为TWT(目标唤醒时间)的技术,传统Wi-Fi通信中,设备需要在数据包到达的时候立即响应,这样既费电又占用信道资源,而TWT技术的加入,则可以让Wi-Fi 6设备在一段预定的时间内进入低功耗状态,这段时间内设备不需要立即响应,可以处于休眠状态,当预定有唤醒能力的触发帧数据到来时,设备才会被重新激活。

这使得Wi-Fi 6能够有效降低IoT设备的功耗,减少网络拥堵,并且让其有着大量连接IoT设备的能力,Wi-Fi 6最多能够支持256台设备同时接入。

但此时的Wi-Fi 6虽然强大,但并非是“完全体”状态,真正的完全体Wi-Fi 6应该要数它的下一代:Wi-Fi 6E。

4、完全体:WiFi 6 “Extended”

在Wi-Fi 6E中,E代表的是“Extended”的意思,也就是拓展。它的明显变化有且只有一个,那就是新增加了一个6GHz频段,可以为Wi-Fi 6E提供7个连续的160MHz频带,在性能上属于*级别,与此同时还不会和2.4GHz以及5GHz之间产生干扰,多设备连接下可以将低性能消耗的IoT设备分配到2.4GHz,而手机、游戏机、电脑等需要高性能的则分配在6GHz下。

简单来说,6GHz可以防止频段之间互相干扰,且由于是宽大的马路,可以通过的数据更多。但弊端也有两个,那就是信号穿透能力更弱,再加上用了更高性能的频段,耗电也相对较大。

诶,这时候有朋友可能会问了,既然6GHz这么强,为什么在国内没有看到搭载Wi-Fi 6E的设备?

这里就要讲到一些其他国家对于6GHz的看法了,大体上分为三类:

一、以美国为主的,将整个6GHz频段全部留给Wi-Fi和其他非授权技术的国家。

二、  平衡考虑Wi-Fi与5G授权频谱的需求,比如欧洲、中东部分等地区计划拆分6GHz频段,一部分用于5G,一部分用于Wi-Fi考虑。

三、  将整个6GHz频段都留给授权频谱的5G使用。

而对于我国来说,6GHz是5G发展中意义非常重大的战略资源。

这时候可能又有朋友会问了,目前我们的5G体验非常不错,为什么还要增加6GHz频段?

为了这一问题,我也特地去查了一下资料,大概来说就是在6GHz标准化之后,移动运营商们可以提供更大的网络覆盖和容量,覆盖更多用户。由此带来的高带宽、广覆盖和高容量的5G能力能够为下一代工业4.0、医疗健康、智能交通和虚拟现实等应用的发展提供重要支撑。

简单来说,Wi-Fi 6E我们应该用不上了。

5、“WiFi 6 Plus”:Wi-Fi 7

在前面我大篇幅的去讲此前Wi-Fi标准的一些技术发展,其实是想让各位更好的理解消费者对于Wi-Fi的需求以及各种技术的迭代对于未来发展的影响,讲到这里我们终于可以进入主题:Wi-Fi 7了。

Wi-Fi 7是采用的802.11 be标准,支持16个设备同时上下行(Wi-Fi 6为8个),属于是Wi-Fi 6的全方位提升,当然换个说法就是“常规升级”,但有一点需要注意,这里的常规升级,是指对Wi-Fi 6E的升级。

Wi-Fi 7把6GHz频段纳入到标准当中,并且将160MHz的频带升级到了320MHz,这样的条件下速率能够达到24Gbps。

不过看了刚才我们聊的关于Wi-Fi 6E的内容,你就会知道,这一切都是理想化,在国内Wi-Fi 7一定会受到“阉割”。果不其然,从高通发布的Wi-Fi 7介绍来看,国内并不支持6GHz频段,并且频宽也从320MHz降到了240MHz。

关于速度,高通用自家的FastConnect™ 7800 连接系统做了测试,6GHz下速率最高为5.8Gbps,而在5GHz下,速率最高为4.3Gbps,虽然有所下降,但对比上一代产品同样有所提升。

在调制方式上,Wi-Fi 6一次可以携带1024 QAM,也就是10个bit的数据;而在Wi-Fi 7上,这一数据升级到了“4K”,也就是4096 QAM,一次可以携带12个bit的数据信息,多大的更新算不上,只能算是常规升级吧。

除此之外,还记得我们刚才聊过的OFDMA吗?将一个信道分给多成多个小信道的技术,提高信道利用率和频率效率。在Wi-Fi 7上,这一技术同样进行了升级,可以将一个信道分成多达256个小信道,并且还可以给每个小信道分配不同的大小和数量,更为自定义化。

最有价值的更新还是要数新加入的MLO技术,这个技术有点像我们此前知道的“载波聚合”,当设备在两个主路由或者子路由之间进行切换时,Wi-Fi 7可以直接连接上两个Wi-Fi,防止出现频繁切换路由器导致网络信号差的问题。另外,这一技术也可以通过同时连接同一个Wi-Fi,实现一个终端两个频段的*体验。

事实上,Wi-Fi 7除了在网络连接上有所升级,还有一些其他的功能,比如通过Wi-Fi 7让AR芯片与手机之间实现无线数据传输,延迟低至1ms,不过这一点与我们的内容不太相关,所以今天就不在这里展开了。

总的来说,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的完全体、Wi-Fi 7则是小修小补,升级点没有那么大(也有部分不可抗力原因)。

对于目前的消费者来说,Wi-Fi 7设备的价格还是较为高昂,这其中“物以稀为贵”占了很大一部分原因,为了一点点的提升花费更多的金钱,所以Wi-Fi 7的路由器在目前我是非常不推荐入手的,至于Wi-Fi 6E,倒也没必要,目前Wi-Fi 6对于一般家庭来说完全足够,如果真有闲钱的话,不如升级一下宽带试试呢?

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