Wi-Fi 7:无线革命,安费诺点燃科技未来的火花

科技   2024-08-27 19:50   上海  

2024年发布了新一代Wi-Fi标准802.11be,或称为Wi-Fi 7,可提供极高的吞吐量(EHT)。新标准的速度比Wi-Fi 6快4.8倍,具有更高的效率、确定性延迟和可靠性,将全面变革无线传输。 

  Wi-Fi 7:概述

Wi-Fi 7可同时在2.4 GHz、5 GHz和6 GHz三个频段运行,充分利用这些频段的全部资源,这是一项前所未有的技术突破。与前代的Wi-Fi 6和Wi-Fi 6E(IEEE 802.11ax)相比,Wi-Fi 7大幅减少了缓冲、延迟和拥塞,可为稳定、高速和高分辨率数据传输提供理想方案。 

图1:Wi-Fi 7设计实践示意图


Wi-Fi 7的传播距离更短,专为机场、体育场馆、拥挤的购物中心等人流密集、环境复杂的场所而设计。此外,Wi-Fi 7的延迟更低,可靠性更高,可应用于时间敏感网络(TSN)的场景,如增强现实(AR)、虚拟现实(VR)、在线游戏和机器人手术。

Wi-Fi 7安全可靠,旨在实现99.9%或更高水平的正常运行时间,以及小于10毫秒的确定性延迟。这些特性使其成为在关键应用中取代有线通信的有力候选产品。


Wi-Fi 7与Wi-Fi 6/6E有何不同?

将Wi-Fi 6/6E与Wi-Fi 7进行简单比较,就会发现Wi-Fi 7在技术上有惊人的新进步。


频段


Wi-Fi 7被称为IEEE 802.11be,可同时在2.4 GHz、5 GHz和6 GHz三个频段运行,而Wi-Fi 6/6E(IEEE 802.11 ax)仅可同时利用2.4 GHz和5 GHz两个频段。这对终端用户意味着什么?

速度更快

由于频段增加,Wi-Fi 7的数据传输速率更高。用户可以体验到在流媒体、游戏和其他带宽密集型任务中的高效性能。

拥塞更少

利用6 GHz频段,设备拥有更大的操作空间,不会受到干扰。这有助于减少人口稠密地区的拥塞现象。

兼容设计

Wi-Fi 7向后兼容Wi-Fi 6/6E和旧版标准。支持Wi-Fi 7的设备仍可连接到现有网络。

面向未来

随着越来越多的设备采用Wi-Fi 7,用户将能够更好地适应和利用新一代无线技术。


超宽信道–320 MHz


Wi-Fi 7推出超宽320 MHz信道,使数据传输能力翻倍。Wi-Fi 6/6E只有20、40、80和160 MHz,而Wi-Fi 7在6 GHz频段增加了3个额外的超宽320 MHz信道带宽。 

Wi-Fi 7的超宽信道就像拓宽了以前拥堵的高速公路。现在,它可以容纳更大的车辆。Wi-Fi 7可以容纳数据包,从而大大提高了整体数据传输能力。 

用户将通过更宽的信道同时传输更多数据。体验到更快的下载和上传速度,尤其是在数据需求量大的环境中。超宽信道允许更多数据包自由流动,从而减少拥塞,提高整体网络性能。在流媒体和游戏等实时应用中,延迟减少,视频播放更加流畅。


4K-QAM


Wi-Fi 7在数据传输速率方面较其前身有重大改进。这项升级被称为4K-QAM或正交调幅,改进了以前的模型。Wi-Fi 7使用4096 QAM,因此被称为4K QAM。它每符号编码12比特,可编码更多信息。相比之下,Wi-Fi 6使用1024 QAM,每符号仅能编码10比特。  

简而言之,4K QAM提供: 

更高的数据速率:

对终端用户而言,与Wi-Fi 6相比,Wi-Fi 7的传输速度增加了20%,因为它可以更密集地打包信号。每个信号能够编码更多信息。 

高效的频谱利用:

Wi-Fi 7可以在每个符号中传输更多比特,从而更好地利用可用频段。可提供更快、更可靠的连接,从而使终端用户受益。


多链路操作(MLO)


Wi-Fi 7带来了另一个具有颠覆性意义的技术——多链路操作(MLO)。这是任何以往Wi-Fi模型中都不存在的功能,它创造了一套全新的无线通信方案。 

通过MLO,客户端设备可以同时利用多个无线电和频段与接入点(AP)进行通信。要实现多链路操作(MLO),设备(STA)和路由器(AP)都必须支持Wi-Fi 7,但6 GHz频段是可选的。

MLO对终端用户的影响:


1

同时连接

使用MLO,设备可以同时连接到2.4 GHz、5 GHz和6 GHz频段。这可以提高吞吐量、减少延迟,使其安全可靠。

2

AR和VR等

新兴应用的理想之选

MLO技术有利于VR/AR、在线游戏、远程办公和云计算等应用运行。这就像是扩宽了通信高速公路,让更多数据得以无缝流动。

3

兼容STA和AP

设备(STA)和路由器(AP)都需要支持Wi-Fi 7和MLO。6 GHz频段不是MLO的强制性要求。


多资源单元(MRU)和穿孔


信道有时会遇到干扰,导致频谱资源浪费。然而,Wi-Fi 7的出现,资源浪费的情况有所减少。由于采用了多资源单元(MRU)和穿孔方法,设备可以在出现干扰时充分利用信道的剩余部分。

其优点如下:

并发支持:资源单元(RUs)允许多个用户同时通信,优化了网络流量。  

分配高效:资源单元可以动态分配到不同的频率,增加吞吐量,减少延迟。

数据传输更快:通过避免干扰,Wi-Fi带宽能够得到有效利用,实现更快、更可靠的数据传输。


Wi-Fi 7如何改变未来?

与Wi-Fi 6/6E相比,Wi-Fi 7有三大改进:

4.8倍速度

 5倍容量 

 超低延迟

有鉴于此,让我们来看看这一创新技术的一些主要应用案例。

4K/8K媒体流媒体 

Wi-Fi 7的视频质量高达4K和8K,并结合实时流媒体设施。这种卓越的性能使Wi-Fi 7有能力超越以往的无线网络技术,为用户提供更好的网络体验。由于干扰和拥塞较少,人们可以实现流畅的高清视频和音频流媒体传输。


智能家居 

随着家庭的联网程度越来越高,Matter-over-Thread技术的集成在创建无缝、安全的智能环境方面发挥着至关重要的作用。Matter概念利用Wi-Fi 7和Thread技术,确保不同设备之间的互操作性,而Thread概念则为家庭内的物联网设备提供可靠的网状网络。它们共同为智能家居的发展提供可靠的技术支持,为实现更智能、更便捷的生活方式铺平了道路。 

Wi-Fi 7在速度、容量和效率方面都有大幅提升,能够为未来智能家居中的各种设备提供更好的覆盖范围和无缝连接。 


游戏 

在速度、云游戏以及增强现实和虚拟现实游戏体验方面,Wi-Fi 7将以前所未有的方式改变游戏产业。通过Wi-Fi 7,玩家可以下载大型游戏文件、观看高清内容,并在在线比赛中享受更好的游戏性,避免了游戏过程中常见的延迟问题,提高了游戏体验的质量。Wi-Fi 7还能大限度地减少延迟,使设备与游戏服务器之间的通信近乎瞬时,并在多人游戏中实现在线玩家之间更流畅的互动。Wi-Fi 7提升了游戏体验的无缝性和沉浸感。


虚拟现实(VR)

和增强现实(AR)

VR和AR需要高带宽和低延迟。Wi-Fi 7通过其额外的带宽和频段实现了这种沉浸式体验。Wi-Fi 7凭借高速度和稳定连接,带来更流畅无缝的VR和AR体验。未来,Wi-Fi 7可以在更多领域发挥无限潜力。 


工业物联网(IIoT)

Wi-Fi 7在未来的工业自动化中发挥着重要作用,尤其是在制造和分销等行业。Wi-Fi 7凭借其大容量、超快速度、可靠连接和低延迟等特点,使自动化、数据交换和智能技术变得更加高效。 

总结


虽然Wi-Fi 7技术已经准备就绪,并且可能会带来重大变革,但是其他相关领域,如设备硬件和软件,还需要时间来适应和支持这一新技术。Wi-Fi 7于2024年1月8日由Wi-Fi联盟在美国、英国、澳大利亚、日本和墨西哥正式发布,但尚未在其他国家推出。监管审批也可能阻碍其在一些国家的实施。早期型号的Wi-Fi 7路由器已经开始出现在市场上,价格范围各不相同,从价格亲民的产品到高端网状路由器都有涵盖。


图2:Wi-Fi 7路由器图片


安费诺信息通信公司拥有先进的解决方案,以应对Wi-Fi 7路由器的挑战。BergStak®0.8毫米连接器是一种灵活的解决方案,专为高速、高密度、平行板对板连接器系统而设计。


图3:0.50毫米直角式PCIe®连接器


图4:0.80毫米BergStak®PCIe®Gen3连接器示意图


堆叠高度为16 PCB,提供9种尺寸,备有40至200个位置不等,即将推出的Wi-Fi 7路由器的理想之选。壳体和端子结构可确保支持高达12Gb/s的速率,达到了Wi-Fi联盟新一代产品的标准。

作为科技界备受期待的新成员,Wi-Fi 7势必会吸引众多目光,引发热议。它将带来前所未有的变化。至于变化是什么、会怎样,只有时间才能证明。

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