RF/无线
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无线通讯网络通常可区分为无线区域网络(Wireless Local Area Network,Wireless LAN),以及无线广域网络(Wireless Wide Area Network,Wireless WAN)两大类。
WiFi是无线区域网络的标准,1997年第一代WiFi 802.11被制定完成,802.11使用2.4GHz频率,最高传输速率仅2Mbit/秒。以今天的科技来看,当时的传输速率宛如龟速,不过在当时的环境已经相当好用,主要应用在笔电,以及办公室设备等。
1999年第二代WiFi 802.11 b问世,同样使用2.4GHz频率,最高传输速率提高到11Mbit/秒,较第一代大幅跃进,不过仍无法充裕应付庞大资料量的影音传输。
2003年第三代WiFi 802.11 g定案,使用2.4GHz频率,最高传输速率跃升至54Mbit/秒,在当时办公室、家庭等环境中使用畅行无阻。
2009年第四代WiFi 802.11 n登场,可使用2.4GHz频率,或5GHz频率,基础传输速率达72.2 Mbit/秒,最高传输速率可达450Mbit/秒,速率大幅提升。
WiFi技术一大突破,第五代终超越Gbit/秒传输速率
无线通讯科技不断地演进,WiFi的性能也随之精进,第五代WiFi已跨出Gbit/秒的境界。2014年1月802.11ac Wave 1发布,支援最高传输速率866Mbit/秒。802.11ac Wave 2于2016年6月发布,支援最高传输速率达1.73 Gbit/秒,WiFi传输速率超越每秒1 Gbit (Giga bit、10亿位元)。 超越Gbit/秒的传输速率,足以应付高解析度影音串流需求,是WiFi技术的突破。 值得注意的是第五代的802.11ac Wave 2 支援「多重输入多重输出」(Multi Input Multi Output,MIMO)技术。 以无线通信技术发展的历程来看,在同一时程,短距离的无线区域网络(Wireless Local Area Network,Wireless LAN) 的传输速率,通常会超过无线广域网络(Wireless Wide Area Network,Wireless WAN) 的传输速率。通俗地说,WiFi的传输速率,超越移动通讯的传输速率。 2018年进入5G时代后,移动通讯网络数据传输速率大幅提升,最高达1Gb/秒到20 Gb/秒,一举突破藩篱,超越WiFi。第五代WiFi (802.11 ac)的数据传输速率约450Mb/秒到1.3Gb/秒,低于5G移动通讯的传输速率。
WiFi 6传输速度与5G相比平分春色,两者技术相仿
移动通讯进入5G时代,WiFi也跨入第六代,2018年十月第六代WiFi 802.11ax,被正式命名为WiFi 6,它的传输速率理论上最高可达9.6 Gbit/秒,与5G相较不惶多让。 自从WiFi 6名称被正式使用后,之前的WiFi标准也同样地同步更名,802.11ac更名为WiFi 5,802.11n更名为WiFi 4。 WiFi 6使用不少与5G同样的技术,因此具低延迟,且可连接大量设备的功能。 2019年WiFi 6 (802.11 ax)产品开始问世,由于数据传输速率理论上最高可达9.6 Gbit/秒,与5G速率相当,成为与5G通讯环境下的互补技术。 2020年元月,WiFi联盟宣布WiFi 6的扩展版WiFi 6E,除了原本的2.4GHz 、5GHz外,增加6G Hz频段。这使WiFi 6E能够有更多连续频谱,更宽的频道,以及更少的干扰。 WiFi 6E能够诞生,主要是美国联邦通信委员会(FCC)与全球各国的通信监管单位,都开始将6 GHz频段分配给WiFi。2020年4月23日,美国联邦通信委员会投票通过,将6GHz的1200 MHz免授权频段,分配给WiFi 6。
WiFi 6E干扰少,具低延迟、高容量特色
WiFi 6E能使传输达Gbit/秒等级,理论上最高传输速率达11Gbit/秒,极低的延迟,以及高容量,这与5G的三大技术特色吻合。 目前全球的5G电信网络,大部分为6GHz以下频段,因此传输速率无法很高,理论上最高下载速率仅约3Gb/秒左右,实际下载速率仅约几百Mb/秒,还无法达到Gb/秒等级。因此WiFi 6/6E将成为无线通讯的重要技术,协同5G提供使用者超高速的传输体验。 从2019年WiFi 6产品开始进入市场后,产品渗透率快速升高,2022年WiFi 6/6E的市占率约58%,超越WiFi 5。预估到2025年支援WiFi 6/6E的智慧型手机的市占率将超越80%。预估今年WiFi 6/6E 设备出货量将达23亿台,其中支援WiFi 6E出货量约3.5亿台。 WiFi 6/6E性能较上一代的WiFi 5大幅提升,让消费者有感。预估今后几年,应用市场将快速成长,博通、高通、联发科、瑞昱等芯片商,莫不摩拳擦掌迎接此波商机的到来。 技术的进步永不停歇,WiFi 6/6E之后,下一代的新技术WiFi 7,也已经「蓄势待发」。
WiFi 7传输速率超越5G,各大厂蓄势待发抢占先机
在IEEE 802.1标准委员会下,已经有一个工作小组公布802.11be标准(Wi-Fi 7)细节,这项技术标准预计于2023年正式发布。以802.11be规格为基础的WiFi 7,是继WiFi 6/6E之后,下一代的WiFi技术。 WiFi 7被称为极高传输量(Extremely High Throughput,EHT)技术,WiFi 7支援最大频道宽度为320MHz,约为WiFi 6的1倍,理论上最高传输速率高达46 Gbit/秒,约为WiFi 6/6E的5倍,并且大幅超过5G传输速率。
WiFi 7可达成更低的延迟,更好的功率效益,以及可降低干扰、更高的容量密度,以因应不断增加的连结需求,同时确保更有效地利用频谱。 WiFi 7有两大创新点,首先,WiFi 7支援「多重连接模式」(Multi-Link Operation,MLO),可同时聚合不同频段上的多个频道,因此即使某些频道受到干扰或出现壅塞,资料仍可无缝传输,让连网更快、更可靠。 其次,WiFi 7支援「多重资源单位」(Multiple Resource Unit,MRU),所谓的「资源单位」,是将无线射频频道的资源分成一个个小的时频单位。MRU为能透过在多个WiFi频段上传输资料,以降低延迟的MLO技术,并且降低和避免讯号干扰。 在WiFi 6/6E主芯片市场领先的博通、高通以及联发科等,已经开始展开WiFi 7芯片研发作业,并且有先期芯片问世。WiFi「无线射频前端模组」供应商Skyworks、Qorvo等,也积极布局WiFi 7的研发。
今年4月,WiFi芯片的领导厂商博通,推出首款WiFi 7 SoC,博通号称是全球第一家宣布完整WiFi 7产品组合的供应商。博通现阶段已开始对客户提供WiFi 7样品,企图抢得市场先机。 今年2月,高通发表全球首款WiFi 7芯片FastConnect 7800,目前已经开始对客户提供样品,预计下半年投入商用。首批客户包括笔电厂商宏碁、华硕等以及手机厂商小米、OPPO、Vivo等。 联发科也不惶多让,于今年一月,领先全球举行全球首次WiFi 7技术现场展示,联发科表示,搭载该公司WiFi 7技术的终端产品,将于2023年上市。 目前WiFi 6/6E刚开始成为市场主流技术,而WiFi 7「迫不及待」即将于明年问世,科技技术进步神速,竞争激烈,由此可见。
编辑:黄飞
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