IEEE開發(fā)了802.11系列中指定的Wi-Fi標準，后綴為b、g、n、ac、ax和be。其中，Wi-Fi 7是最新一代Wi-Fi標準，對應(yīng)的是即將發(fā)布的新標準IEEE 802.11be EHT（Extremely High Throughput，極高吞吐量）。該標準建立在Wi-Fi 6/6E標準的基礎(chǔ)上，預(yù)計能夠支持高達46Gbps的吞吐量，大約是Wi-Fi 6的3倍。

從理論上說，相比前一代Wi-Fi標準，Wi-Fi 7大幅度提升的性能的確是業(yè)界期盼已久的。不過，這里還存在著一些問題，相信很多業(yè)內(nèi)人士也有這樣的疑問——已經(jīng)問世的Wi-Fi 6/6E至今尚未進入全面商用，為什么我們還需要Wi-Fi 7？Wi-Fi 7能為我們帶來哪些好處？它又會有哪些更具吸引力的應(yīng)用前景呢？

什么是Wi-Fi 7？

首先讓我們來看什么是Wi-Fi 7。

顧名思義，Wi-Fi 7是指第7代Wi-Fi標準，該標準建立在現(xiàn)有的Wi-Fi 6/6E基礎(chǔ)之上，同時將一些新技術(shù)納入其中。Wi-Fi 7遵循IEEE 802.11be標準中概述的規(guī)范，其PHY（物理層）和MAC（介質(zhì)訪問控制）層已被修改以支持Wi-Fi 7標準中的EHT模式。Wi-Fi 7的開發(fā)主要是為了滿足更高的數(shù)據(jù)速率、更低的延遲、更高的頻譜效率、更高的功率效率、更高的容量密度以及更高的成本效率等要求。

兩年前Wi-Fi 6正式推出時，它引入了幾種旨在提高整體性能的新無線技術(shù)，包括正交頻分多址（OFDMA），多用戶多輸入多輸出（MU-MIMO），以及目標喚醒時間（TWT）。簡言之，OFDMA將信道劃分為資源單元（RU），允許同時向多個用戶發(fā)送更小的數(shù)據(jù)包，有助于減少延遲并更有效地使用網(wǎng)絡(luò)資源。MU-MIMO的使用，允許無線路由器借助不同的空間流同時進行數(shù)據(jù)傳輸，從而為視頻流和在線游戲等應(yīng)用提供更高的性能。TWT將允許客戶端設(shè)備在需要接入網(wǎng)絡(luò)之前保持睡眠狀態(tài)，有效節(jié)省了客戶端設(shè)備的電池壽命。這些技術(shù)在Wi-Fi 7中仍然存在，但有一些細微的調(diào)整。

從技術(shù)角度看，Wi-Fi 7標準與前幾代相比并沒有根本上的不同。首先，Wi-Fi 7仍將在2.4GHz、5GHz和6GHz頻段運行，與現(xiàn)有的Wi-Fi 6/6E設(shè)備相比，它計劃提供的性能會更好。為了實現(xiàn)這一目標，Wi-Fi7將使用增強型OFDMA、4096-QAM、具有16個空間流的MU-MIMO、320MHz信道和其他新功能。在數(shù)據(jù)速率上Wi-Fi 7也會有更大的提升，有望達到46Gbps。通過增強的OFDMA操作，使用多資源單元（MRU），Wi-Fi 7網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)延遲和干擾將大幅縮減。

要說Wi-Fi 7最大的進步也是最值得夸耀的地方，首當其沖的就是MU-MIMO流的數(shù)量增加一倍，將達到16個，這也是Wi-Fi 7整體吞吐量增長的關(guān)鍵驅(qū)動因素。此外，Wi-Fi 7引入的多鏈路操作（MLO）技術(shù)，允許設(shè)備在多個無線頻帶上同時發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，以創(chuàng)建單個聚合連接，不僅能提供更高的吞吐量，而且有助于減少延遲，同時數(shù)據(jù)不會受到網(wǎng)絡(luò)流量或干擾的阻礙。

圖1：Wi-Fi 7引入的多鏈路操作（MLO）技術(shù)

允許設(shè)備在多個無線頻帶上同時發(fā)送和接收數(shù)據(jù)

（圖源：Qualcomm）

從應(yīng)用角度看，Wi-Fi 7旨在支持面向未來的實時應(yīng)用，包括視頻流、無線游戲、遠程醫(yī)療、邊緣/云計算、AR/VR、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、語音/視頻會議等。一旦Wi-Fi 7標準投入商用，還能減少對5G/B5G網(wǎng)絡(luò)在更短距離內(nèi)快速數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蕾?，人們也可以繼續(xù)通過熟悉的路由器獲得更高速的互聯(lián)網(wǎng)連接。

Wi-Fi 7將帶來哪些好處？

Wi-Fi 7最大的變化是理論上的最大數(shù)據(jù)速率和帶寬，這與在早期迭代中將Wi-Fi功能擴展為更高性能的總體趨勢相一致。在Wi-Fi 7中，這是通過更高的QAM、更高的頻率（6GHz頻帶）和更大的帶寬分配來實現(xiàn)的。表1是多個參數(shù)下Wi-Fi 6/6E和Wi-Fi 7技術(shù)之間的相似性和差異。

表1：Wi-Fi 6/6E和Wi-Fi 7技術(shù)之間的差異

（數(shù)據(jù)來源：IEEE、Wi-Fi Alliance、Intel ）

與Wi-Fi 6/6E相比，Wi-Fi 7的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在：

320 MHz信道的使用使得吞吐量加倍。Wi-Fi 7的320MHz信道帶寬與Wi-Fi 6/6E最大160MHz信道帶寬相比具有顯著的速度優(yōu)勢，對于帶寬密集型應(yīng)用程序來說，這個升級還是非常受歡迎的。

支持更多的數(shù)據(jù)流，MIMO功能增強。Wi-Fi 7把空間流的數(shù)量從Wi-Fi6/6E原有的8個增加到16個。根據(jù)Intel的預(yù)估，當與320MHz信道相結(jié)合時，Wi-Fi 7有望提供46Gbps的理論最大數(shù)據(jù)速率，比Wi-Fi 6/6E的9.6Gbps提高了近5倍。

在相同編碼下，Wi-Fi 7的4096-QAM比Wi-Fi 6的1024-QAM速率提升20%。

增強的OFDMA提高了頻譜效率，減少了延遲并改善了用戶體驗。

支持多AP間的協(xié)同調(diào)度，更有效地使用正交時間/頻率和空間資源。多AP間的協(xié)同調(diào)度包括小區(qū)間的在時域和頻域的協(xié)調(diào)規(guī)劃、小區(qū)間的干擾協(xié)調(diào)，以及分布式MIMO，可有效降低AP之間的干擾，提升空口資源的利用率。

在Wi-Fi7中引入的Multi-Link多鏈路機制，可實現(xiàn)所有可用頻譜資源的高效利用。

增加的Wi-Fi 7容量、更低的延遲和改進的干擾管理功能使得Wi-Fi7成為許多應(yīng)用的理想選擇，包括AR/VR、4K和8K視頻流、云計算、視頻通話、視頻會議、遠程辦公等。

何時能看到Wi-Fi 7兼容設(shè)備？

IEEE 802.11be工作組于2019年5月成立，目前802.11be（Wi-Fi 7）的開發(fā)工作仍在進行中。整個協(xié)議標準將按照兩個Release發(fā)布，Release 1在2021年發(fā)布了第一版草案Draft1.0，預(yù)計在2022年底完成標準發(fā)布；Release 2在2022年初啟動，預(yù)計在2024年底完成標準發(fā)布。以下是預(yù)測的Wi-Fi 7進展時間表：

圖2：預(yù)測的Wi-Fi 7進展時間表

（圖源：Intel）

如果一切都按照既定計劃進行，802.11be標準有望在2024年前獲批。不久之后，主要制造商就會推出相關(guān)的路由器和其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

有一個事實想必大家都非常清楚，那就是Wi-Fi 7要想實現(xiàn)真正的商用，許多系統(tǒng)級設(shè)計挑戰(zhàn)最終都將落在芯片制造商身上。他們除了必須設(shè)計出高度集成的模擬前端以實現(xiàn)新標準提出的更高性能，還需要在前向和后向兼容性方面做足功夫。Wi-Fi 7中的三頻操作有助于確保后向兼容性，Wi-Fi 7數(shù)據(jù)包中的前導(dǎo)碼結(jié)構(gòu)旨在確保前向兼容性。此外，采用的接口、尺寸大小在很大程度上也會影響芯片的使用。

2022年4月份，Broadcom宣布率先推出四款用于接入點的Wi-Fi 7芯片，其中BCM67263、BCM6726、BCM43740和BCM43720的PHY速率高達11.5Gbps，以及用于智能手機的BCM4398 Wi-Fi 7和Bluetooth 5組合芯片，PHY速率達6.05Gbps。雖然沒有達到Wi-Fi 7的理論40+Gbps PHY速率，但這些解決方案的速率將是現(xiàn)有Wi-Fi 6/6E解決方案的兩倍多，同時還能提供更低的延遲。

其中，BCM67263和BCM6726芯片專為住宅Wi-Fi 7接入點市場設(shè)計，這兩款芯片都可以用于路由器、住宅網(wǎng)關(guān)、Wi-Fi擴展器和Wi-Fi網(wǎng)格配置。BCM43740和BCM43720專為企業(yè)Wi-Fi接入點市場設(shè)計，經(jīng)過優(yōu)化后，它們可用于企業(yè)Wi-Fi接入點。這些芯片都不是完整的SoC，而是通過PCIe接口連接到處理器，如Broadcom BCM4916四核Armv8 B53 CPU和集成的10G/5G/2.5G multi-Gig PHY，如圖3所示。

圖3：博通BCM67263、BCM6726應(yīng)用框圖

（圖源：Broadcom）

另一個有關(guān)Wi-Fi 7的最新消息是，英特爾（Intel）預(yù)計將于2024年將Wi-Fi 7引入到客戶端平臺。該公司無線解決方案部門副總裁埃里克·麥克勞林（Eric McLaughlin）在新聞發(fā)布會上表示，到2024年，英特爾的Wi-Fi “802.11be”將集成到筆記本電腦等PC產(chǎn)品中。

為什么我們需要Wi-Fi 7？

802.11be標準目前只有一個草案，該草案描述了實現(xiàn)既定目標所需的技術(shù)實現(xiàn)。因此，在企業(yè)市場，預(yù)計它將有利于物聯(lián)網(wǎng)和IIoT應(yīng)用，以及工業(yè)自動化、監(jiān)控和遠程控制。此外，它還可以用于未來的AR/VR和其他需要高帶寬、低延遲和高連接可靠性的基于視頻的應(yīng)用。對于家庭用戶，由于Wi-Fi 7的延遲較低，喜歡在線游戲的人們將深深受益于該項技術(shù)。不僅如此，智能家居服務(wù)將更上一層樓。

放眼未來，我們可以從以下幾個方面粗略地展望一下Wi-Fi 7應(yīng)用帶來的好處。

一是企業(yè)網(wǎng)絡(luò)全面升級，高效率將帶來巨大價值。長時間的登錄等待、不同步的虛擬會議以及擁擠的互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境對人們的工作帶來極大困擾。為了獲得更流暢、更可靠的體驗，Wi-Fi 7是關(guān)鍵。有了Wi-Fi 7，我們可以隨時與全球合作伙伴舉行跨時區(qū)的無延遲會議。使用Wi-Fi 7，我們可以在家遠程通勤，不會浪費時間從云端加載東西，也不再受困于疫情的影響。

二是隨時隨地享受海量在線游戲、沉浸式AR/VR和4K/8K視頻。不可阻擋的視頻娛樂浪潮帶來了空前的流量壓力，要想在熱鬧的數(shù)字世界獲得極佳的體驗，沒有緩沖、延遲或擁塞，Wi-Fi 7的出世乃勢在必行。

三是帶來智能生活方式的革命。Wi-Fi 7能讓我們實現(xiàn)真正的智能生活，如果你擁有多臺智能家居設(shè)備，或者你的家里有大量的互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，Wi-Fi 7將以超快的響應(yīng)時間讓它們始終保持在線。

當然，我們中的許多人仍在使用僅限于Wi-Fi 5的設(shè)備和路由器，這在目前已經(jīng)是近十年的標準。Wi-Fi 6/6E雖然更新了很多，但還沒有進入到絕大多數(shù)消費設(shè)備。那么，為什么網(wǎng)絡(luò)行業(yè)會如此熱衷于推動無線技術(shù)的發(fā)展呢？簡單地說，這是因為我們在其他領(lǐng)域看到了更多的創(chuàng)新，這些創(chuàng)新可能會在未來幾年中受益于無線性能的提高。

盡管視頻會議和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）技術(shù)在今天仍然是相對較新的技術(shù)，但在未來幾年，它們的普及率將越來越高，這在企業(yè)部門尤其如此。因為傳感器和監(jiān)控設(shè)備等工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的大規(guī)模部署，很容易受到現(xiàn)有Wi-Fi設(shè)備的限制。即使在家里，我們中的許多人也擁有多個智能音箱、智能燈泡、智能插頭和無數(shù)其他聯(lián)網(wǎng)電器，它們都需要以較高的速率和帶寬連接到互聯(lián)網(wǎng)。

Wi-Fi 7是迄今為止性能最強大的Wi-Fi標準，它將極大地改善用戶體驗，為我們帶來高達46Gbps的理論速率、高達320MHz的信道帶寬和更低的延遲。Wi-Fi 7增加的容量、更低的延遲和改進的干擾處理能力使其成為很多新興應(yīng)用的理想選擇。雖然普通家庭用戶可能看不到立即升級到最新標準帶來的好處，但AR/VR和游戲流媒體等新技術(shù)的早期采用者將深深受益于Wi-Fi 7帶來的出色用戶體驗。

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