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无线容量突破20Gbps对家庭Wi-Fi意味着什么

2023-1-4 16:30| 查看: 240| 评论: 0|原作者: 邵乐峰 ASPENCORE 中国区首席分析师

高速宽带在全球加速部署、家庭网络对实时应用场景的需求增加,以及智能家庭联网设备逐渐增多,正成为加速推动家庭Wi-Fi网络技术升级的三大动力。

作为最新一代的Wi-Fi标准,Wi-Fi 7也称之为IEEE 802.11be——其拥有超高吞吐量(EHT)。Wi-Fi 7基于Wi-Fi 6技术,引入了320MHz带宽、4096正交调幅(QAM)、多资源单元(RU)、多链路操作(MLO)、增强型多用户多路复用、输入多输出(MU-MIMO)和多接入点(AP)协调等技术。

借助这些前沿技术,Wi-Fi 7可用频谱增加到了1760MHz,对比起早前的Wi-Fi 3、Wi-Fi 2和Wi-Fi 1时期,可用频谱足足增加了近100倍。同时,系统无线信道也从原来的1个增加到现在的3-4个,有效带宽从Wi-Fi 6的160MHz翻倍到320MHz,提供了比Wi-Fi 6更高的数据传输速率和更低的延迟,可支持高达30Gbps的吞吐量,约为Wi-Fi 6的三倍。

Wi-Fi 7与Wi-Fi 6的对比

高通技术公司产品管理高级总监Tony Hsu认为高速宽带在全球加速部署、家庭网络对实时应用场景的需求增加,以及智能家庭联网设备逐渐增多,是加速推动家庭Wi-Fi网络技术升级的三大动力。

数据显示,全球固定宽带用户占比在2021年的第四季度达到了62%,到2030年这一数字将会增长到75%。而在中国,光纤接入用户占比早已超过90%,位居世界第一。智能家庭联网设备方面,以普通美国家庭为例,每个家庭平均联网终端总数达22个,涵盖种类丰富的智能家庭联网产品,其中23%拥有安防摄像头,26%拥有智能门铃,41%拥有智能音箱,16%拥有智能健身设备。当然,在中国也有着相同的趋势。

与此同时,近几年,一些高吞吐量、低时延的实时应用,如在线办公/学习、高清视频,还有AR、VR以及云游戏等,已经成为家庭网络中的主要需求场景。有数据显示,在占用网络主要流量的高带宽实时应用中,71%来自视频流量,11%来自游戏流量。此外,来自微软的报告显示,2022年,用户每周使用Microsoft Teams会议的平均时间,相较于2020年增加了252%,也就是增加了近2.5倍。

这些趋势都在告诉我们,我们需要新一代的家庭Wi-Fi网络技术,来满足消费者当前和面向未来的网络需求。在Tony Hsu看来,这个网络需要具备以下三个特征:首先,需要满足消费者全屋覆盖的高速网络连接;同时,网络连接需要支持高性能的实时应用,满足超高速率和低时延的需求;最后,需要满足连接不同类型终端的需求,降低复杂的拥堵和干扰。这正是下一代Wi-Fi技术——Wi-Fi 7所擅长的。

端到端Wi-Fi 7生态系统

作为Wi-Fi产品领域的领军企业,从2015年至今,高通Wi-Fi芯片出货量已超过65亿颗,Wi-Fi出货量列居全球首位。而自Wi-Fi 6/6E推出以来,全球有超过900款Wi-Fi 6/6E产品在设计中使用了高通芯片,涵盖手机、Wi-Fi客户端、路由器、企业和家庭网络基础设施等多个领域。

在2022年2月的MWC 2022上,高通推出了全球首个Wi-Fi 7商用解决方案—FastConnect 7800,支持高达5.8Gbps的峰值速度和低于2ms的时延,以及一系列蓝牙音频先进特性,以满足消费者对于音质的更高期待。

今年5月,高通推出了以1620/1220/820/620为代表的第三代高通专业联网平台,以最高33.1Gbps的峰值无线容量,成为目前全球性能最高的商用Wi-Fi 7网络基础设施平台组合。

日前,高通又带来了Wi-Fi 7解决方案的新成员——高通Wi-Fi 7沉浸式家庭联网平台,可根据模块化和可拓展性平台架构设计,支持高达20Gbps的最大物理层(PHY)速率,并针对不同应用场景进行实时优化,从而为家庭网络性能带来新突破。

该平台包含两款产品组合:第一款是高通326沉浸式家庭联网平台,提供入门级Wi-Fi 7三频配置,支持6路数据流,峰值物理层速率达到10Gbps,提供2+2+2三频配置,适合家庭网状路由器;另一款则是高通3210沉浸式家庭联网平台,提供高性能的Wi-Fi 7三频配置,支持10路数据流,峰值物理层速率达到了20Gbps,满足2+4+4三频配置。

“虽然目前中国没有开放6GHz频段,也无法使用320MHz的信道,但在国内可以采用2.4GHz(40MHz)加上5GHz低频和5GHz高频的三频配置,同样可以享受到Wi-Fi 7技术所带来的全新体验。”Tony Hsu说。

下图展示了各代Wi-Fi网络性能之间的主要区别。可以看出,与Wi-Fi 5网状网络系统相比,全新的Wi-Fi 7沉浸式家庭联网平台的最大容量是它的9.6倍,与Wi-Fi 6/6E相比,也达到了成倍数的增长;其次,从能效方面看(也就是每瓦的吞吐量),高通Wi-Fi 7沉浸式家庭联网平台比上一代平台(Wi-Fi 6/6E)提升了22%;最后,在拥堵情况下的实时低时延表现,高通Wi-Fi 7沉浸式家庭联网平台比起Wi-Fi 6/6E沉浸式家庭联网平台时延降低了75%。

高通多连接网状网络技术(Qualcomm Multi-Link Mesh)是平台实现突破的关键技术。这是一种专门面向三频Wi-Fi 7平台打造的全新动态管理模式,可根据网络条件、终端能力和家庭网络拓扑结构,在2.4GHz、5GHz和6GHz免许可频谱中选择、聚合或交替链路,在拥挤的网络环境中可实现确定性低时延,并带来75%的实时时延降低,助力实现几乎无卡顿的游戏体验。

和传统三频Wi-Fi网状网络利用静态方式进行分配不同的是,高通多连接网状网络技术可以动态切换,可以聚合或交替传输多个频段,以实现高速度、低时延的网络性能。从下图可以看出,高速信道A和B可以聚合在一起用于回传,带来更快的速度、更高的吞吐量和更优质的网络性能,就算不是Wi-Fi 7的终端设备,也能从整个网络中获益。需要强调的是,动态切换不只是可以用于回传,如果在高速前传连接中出现干扰,该技术也可以从高速信道B切换到高速信道A,继续前传传输。

得益于此,相比上一代Wi-Fi 6 160MHz频宽的网状网络,Wi-Fi 7多连接网状网络的容量提升了3.5倍;在家中同一位置,终端设备连接速度提升高达2倍;实时的应用时延可以降低75%,这将使整个家庭网络真正地实现数千兆比特的高性能、低时延、全屋覆盖的Wi-Fi网状网络。

高通Wi-Fi 7的沉浸式家庭联网平台另一项很重要的特点,就是支持开放软件的生态系统,尤其是针对宽带网关和家庭Wi-Fi网状网络系统。其中包括支持市场领先的网状网络标准,如Wi-Fi EasyMesh。以及支持领先的开源OS和中间件组件,如OpenSync、RDK、PRPL OS和OpenWrt。基于这些开放软件生态,软件整合或是产品研发上都可以更容易、更快速。

全球范围内已经有诸多客户对高通Wi-Fi 7沉浸式家庭联网平台表示了极大兴趣,包括美国的NETGEAR、LINKSYS、Plume;欧洲的AVM;中国的TP-LINK和小米,还有亚太地区的NEC和EnGenius。目前,高通Wi-Fi 7沉浸式家庭联网平台正在出样,预计2023年下半年商用面市。


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