展望2022 Wi-Fi聯盟再上好菜!

作者 : 邵樂峰,國際電子商情(ESMC)

多年來,Wi-Fi在生活、經濟和社會中發揮的核心作用越來越重要,而突如其來的疫情更是強化了這種效應…

據分析公司IDC預測,截至2021年底,Wi-Fi 6終端出貨量超過20億台,佔全部Wi-Fi終端出貨量的50%以上,且到2025年該數字將成長到52億台,更高效、更可靠、更安全的連接成為消費者的核心訴求。

 

Wi-Fi 6終端出貨量預測。

(來源:IDC)

 

如此爆發式的成長源於諸多驅動因素,例如遠端混合工作、複雜連接系統、家庭/企業/物聯網環境中6GHz監管批准等。但或許最重要的,是Wi-Fi技術一直以順應需求成長的形式持續演進。例如,Wi-Fi 6透過導入多用戶特性達到提升高密集網路中Wi-Fi性能的目的,而Wi-Fi 6E將這些特性擴展到新的6GHz頻段,讓更多更寬的通道處理更高速度和更低延遲的需求。為此,Wi-Fi聯盟(WFA)也在近期對2022年Wi-Fi的四大趨勢進行了展望。

Wi-Fi 6和6E在家庭和企業中進一步普及

與前幾代Wi-Fi相比,Wi-Fi 6的市場採用率提高了50%,這得益於對高品質Wi-Fi的需求,以及手機、平板電腦和接取點(AP)需要更高效、更可靠的連接。此外,增強的性能、低延遲和更高的電源效率使Wi-Fi 6能夠以無與倫比的方式滿足物聯網的各種需求。

全球6GHz的可用性不斷提高,加上Wi-Fi 6E的互通性認證,為多樣化的Wi-Fi 6E生態系統奠定了基礎。Wi-Fi聯盟預計,2022年將有超過3.5億台Wi-Fi 6E裝置進入市場,Wi-Fi 6和Wi-Fi 6E對於日常生活中的家庭和企業變得更加普遍,將有更多支援Wi-Fi 6的家用網路、汽車、物聯網和擴增實境/虛擬實境(AR/VR)解決方案帶給用戶。

此外,Wi-Fi 6E接取點將部署在家用網路中,以滿足頻寬密集型、延遲敏感型應用的需求,更多的服務提供者將認識到Wi-Fi 6E為客戶帶來的優質速度和容量優勢,將Wi-Fi 6E家庭閘道和接取點作為其套餐選項的一部分。

Wi-Fi聯盟推進自動調頻(AFC)框架

Wi-Fi 6E的全球發展趨勢與日俱增,且不斷推動更多國家的Wi-Fi可以使用6GHz的1,200MHz全頻段。2022年,Wi-Fi聯盟將繼續領導AFC框架的開發,以確保AFC服務提供者的多樣化生態系統,從而在需要AFC的地區最大限度地採用標準功率和戶外Wi-Fi 6E。加拿大和美國的6GHz監管框架已經採用AFC系統,其他國家的監管機構也正在考慮這一系統。Wi-Fi聯盟已經宣佈發佈了AFC系統實施的規範和測試計畫,十幾家潛在的AFC服務提供者已經向聯邦通訊委員會(FCC)表示了興趣。今年,預計Wi-Fi聯盟將繼續最大限度地採用標準電源和戶外Wi-Fi 6E,並加速Wi-Fi 6E優勢呈現。

Wi-Fi滿足多樣化的物聯網要求

2022年,全球智慧家庭市場將達到530億美元以上,這是由於消費者對連網電器、安全系統和智慧音箱的渴望,這些裝置有助於節省能源、時間和資金。隨著企業在物聯網領域投資數兆美元,消費者在家中添加更多的連網裝置,Wi-Fi將在2022年進一步改變智慧家庭市場。

長期以來,Wi-Fi一直是物聯網的首選技術,而擴展的Wi-Fi物聯網產品組合現在可以更好地滿足各種智慧家庭連接需求。例如Wi-Fi 6和Wi-Fi 6E包括正交分頻多重存取(OFDMA)等功能,可在密集環境中提高性能,同時目標喚醒時間(TWT)可降低電池消耗,使Wi-Fi成為基於感測器裝置的理想解決方案。

最近推出的Wi-Fi CERTIFIED HaLow提供了遠距離、低功耗的Wi-Fi,為住宅物聯網和工業物聯網環境,以及零售、農業、醫療保健、智慧家庭和智慧城市實現了各種高能效的新應用。所有Wi-Fi CERTIFIED裝置都需要強大的WPA3安全性,為物聯網環境提供最高保護。

Wi-Fi網路達到新最佳化水準

在家庭和企業網路中,越來越多的裝置和使用者依賴視訊會議、語音轉IP服務、延展實境(XR)應用和高畫質(UHD)串流媒體,這給網路管理者和服務提供者帶來了額外的壓力。當前Wi-Fi網路上使用的額外資料流程量和高階應用需要新的網路最佳化技術組合,以便使Wi-Fi在家庭和企業網路中具有更大的移動性、更高的網路效率、更高的網路可視性和管理能力。

網路優化技術組合包括Wi-Fi CERTIFIED Easy Connect和Wi-Fi CERTIFIED EasyMesh,現在可以提供更加安全、智慧和高效的Wi-Fi家用網路;Wi-Fi CERTIFIED Optimized Connectivity改善了在Wi-Fi網路內和跨Wi-Fi網路以及Wi-Fi和蜂巢網路間漫遊時的行動性;Wi-Fi CERTIFIED QoS Management帶來強大的服務交付和高品質的Wi-Fi體驗,而Wi-Fi CERTIFIED Data Elements協助服務提供者和網路管理者更好地管理複雜的Wi-Fi網路。

2022年,還將看到服務提供者在密集的城市和公共區域部署更多的Wi-Fi,這些區域支援Wi-Fi CERTIFIED Passpoint,這是OpenRoaming框架的基礎,提高了速度、安全性和可靠性。

Wi-Fi 7更刺激

總體來看,Wi-Fi技術在2022年的關鍵字依然是Wi-Fi 6和Wi-Fi 6E,但這並不妨礙業界對性能更加激進的Wi-Fi 7技術的追求,畢竟,人人都喜歡來點刺激的,Wi-Fi也是。

Wi-Fi 7是即將推出的下一代Wi-Fi標準,也稱為IEEE 802.11be——其擁有超高輸送量(EHT)。Wi-Fi 7基於Wi-Fi 6技術,導入了320MHz頻寬、4,096 QAM、多資源單元(RU)、多鏈路操作(MLO)、增強型多用戶多重輸入多重輸出(MU-MIMO)和多接取點協調等技術。借助這些前瞻技術,Wi-Fi 7提供了比Wi-Fi 6更高的資料傳輸速率和更低的延遲,預計將支援高達30Gbps的傳輸量,約為Wi-Fi的三倍。

 

比較Wi-Fi 7與Wi-Fi 6。

 

成立於2019年5月的IEEE 802.11be任務組(TGbe)負責Wi-Fi 7的開發。根據規劃,該標準的第1版將於2022年底可用,第2版預計於2022年初啟動,將於2024年底發佈。

高通(Qualcomm)技術技術規劃資深總監Andrew Davidson在一篇探討Wi-Fi 7能力的文章中,將Wi-Fi 7稱作「一種新穎且創新的解決方案」,認為它的推出可謂恰逢其時,不但能夠提升當前人們所使用應用的性能,還將賦能許多新體驗。

以最前瞻的XR應用為例,其對延遲極其敏感,如果無法實現低延遲,終端將無用武之地。逼真的沉浸式XR體驗需要具備極高刷新率的高畫質視訊作為支撐,這需要非常高的網速和頻寬。同時,還需要極大的網路容量來支援大批使用者能夠同時體驗上述應用。此外,雲端遊戲、社交遊戲和元宇宙等日漸興起的應用,也將不斷考驗無線技術的極限。對此,Wi Fi 7將為產業提供充足的性能。

而在企業網路中,智慧和價值正向邊緣轉移。邊緣雲是企業數位化轉型的關鍵元件,而Wi-Fi是許多企業用例的最後一環,即使在密集、高流量的情況下,Wi-Fi 7所能提供的低延遲和高頻寬,也能對諸多業務關鍵型應用起到至關重要的作用。毫無疑問,Wi-Fi 7將註定快速成為支持高流量用例的先決條件,比如辦公室、娛樂場所等場景。

聯發科技(MediaTek)不久前展示了其基於Arm Cortex-A53 CPU和網路加速器的 Wi-Fi 7 Filogic連接SoC,使用多鏈路通道聚合(multi-link channel aggregation)技術以802.11be最高30Gbps的速度傳輸資料,以允許資料無縫傳輸到網路中。

 

 

不過,Wi-Fi 7使用的頻譜問題,一度成為了產業討論的焦點。眾所周知,Wi-Fi 6E極大地擴展了寬通道頻譜的使用,在任何已分配6GHz頻譜的區域都可以使用多個160MHz通道。Wi-Fi 7則可將潛在的通道頻寬增加一倍,達到320MHz,從而倍增理論容量並顯著提升使用者資料傳輸速度。

但目前,在亞洲,6GHz以上的無線頻段不是已被佔用,就是尚未決定分配使用權;在歐美,也只有少數國家獲得授權。而且,一些區域可以支援三個320MHz連續頻譜通道,部分區域支援一個,有些區域則完全不支援。而對於5GHz頻段而言,其並沒有連續的320MHz通道,因此只有支援6GHz的區域才能夠支援這種連續模式。

但Davidson表示,實現Wi-Fi 7最高性能的高頻段多連接併發(High Band Simultaneous Multi-Link)模式,可透過聚合兩個可用通道提供更寬的有效通道。也就是透過組合高頻段中的兩個160MHz通道,來創建一個320MHz有效通道。在中國,使用高頻段多連接併發技術可實現240MHz的有效通道,即在未分配6GHz頻譜的情況下,也可利用Wi-Fi 7超高輸送量的優勢。

 

高頻段多連接併發技術聚合高頻段以提供最高輸送量和最低延遲。

(來源:高通)

 

另一種極致

Wi-Fi技術一路走來,從Wi-Fi 4/5/6/6E/7,到60GHz的WiGig,都是消費者最耳熟能詳,且津津樂道的技術。但你可能有所不知,Wi-Fi技術也有與通訊領域既有的5G Cat.16高速蜂巢網路,以及Cat.1蜂巢LPWAN網路相似的技術,被稱之為Wi-Fi HaLow ,該技術針對零售業、農業、醫療保健、智慧家庭和智慧城市等物聯網應用。

 

(來源:Wi-Fi聯盟)

 

Wi-Fi HaLow在1GHz以下頻段運作,可以實現遠距離和低功耗的連接,並且可以在具有挑戰性的建築環境中穿牆而過進行連接。Wi-Fi HaLow可能很新,但也採用了現有的Wi-Fi協定,以提供多廠商的互通性、強大的WPA3安全性,而且易於安裝,還能與IP網路無縫整合。

 

(來源:Wi-Fi聯盟)

 

如果用數字加以定量描述,Wi-Fi HaLow使用900MHz的頻譜在一公里範圍內發送資料,離接取點越近,資料速率就越高。在最近的地方,資料速率可達80Mbps,而在最遠的地方,資料速率約為150Kbps。較低的功耗意味著裝置可以在單個鈕扣電池上運作數年,此外,每個接取點可以支援8,000台裝置。

因此,這種超低功耗Wi-Fi有時也被稱之為是一款三項全能、加強版的Wi-Fi:更強大、連接更遠、消耗的能量更少,可以為感測器、可穿戴裝置和需要多年電池性能的公用電錶等應用提供低功耗連接。Wi-Fi HaLow甚至支持在有牆壁及其他障礙物的挑戰性環境中,從安全攝影機傳輸壓縮視訊。當然,這也同步解釋了為何Wi-Fi聯盟對採用IEEE 802.11ah技術產品的認證宣佈推出:Wi-Fi CERTIFIED HaLow」計畫的原因。

不過,坦白說,Wi-Fi HaLow面臨著眾多遠端低功耗網路標準的挑戰,包括LoRa、Zigbee、Z-wave等等。但好消息是,新的Matter標準正在整個智慧家庭中推動 Wi-Fi和Thread,這是否意味著Wi-Fi HaLow今後幾年可能會在智慧家庭中佔據一席之地,可以拭目以待。

本文原刊登於國際電子商情網站

 

 

 

 

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