自 2019 年以来,IEEE 标准化机构一直在研究 Wi-Fi 7(也就是IEEE 802.11be Extremely High Throughput),新标准计划于 2024 年 5 月推出。
每个新的Wi-Fi标准都旨在实现两个目标:
·为每个连接的设备提供更快的 Wi-Fi 速度
·与尽可能多的设备顺利连接。
因为即使在家庭网络中,越来越多的设备也依赖于强大的无线网络——不仅是智能手机和笔记本电脑等移动设备,还包括智能家居、电视和音频系统的设备。
所有这些设备都需要更大的带宽来满足当前和未来的应用需求;例如:能够使用千兆速度或更高的互联网连接而不会中断,或者在家庭办公室进行不间断的视频通话以及 AR 和 VR 眼镜的无线连接。
为了实现这一切,Wi-Fi 7 提供了一套全面的工具:更宽的无线电信道、更多更快的 MIMO 流,以及确保许多设备同时传输而不会相互干扰的众多功能。
接下来我们就深入了解一下Wi-Fi 7的新特性:
一、更多空间:6 GHz,320 MHz 信道
与 Wi-Fi 6E 一样,Wi-Fi 7 允许设备使用三种频率进行无线传输:除了 2.4 GHz 和 5 GHz 频率外,它们还以 6 GHz 频率运行。由于到目前为止,只有少数 Wi-Fi 产品是针对该频率设计的, 6 GHz 连接通常运行不受干扰,因此速度更快。
Wi-Fi 7 通过允许 320 MHz 的无线电信道来加速 6 GHz 频率,这是 5 GHz 以上 160 MHz 信道的两倍,因此速度是该频率的两倍。
额外的 6 GHz 频率为具有 320 MHz 带宽的无线电频道提供了足够的空间,是 Wi-Fi 6 的两倍。
二、Wi-Fi 7 传输速度高达 46 GBit/s
Wi-Fi 连接的速度主要取决于从发射器到接收器的数据流(MIMO 流)的数量。使用 Wi-Fi 5 和 Wi-Fi 6,每个频率最多有 8 个;Wi-Fi 7 提供两倍的数量。如果 Wi-Fi 7 连接在 6 GHz 上使用 16 个 MIMO 流和 320 MHz 信道,则理论传输速率约为 46 GBit/s,几乎是 Wi-Fi 6 的五倍。
但不要指望看到Wi-Fi 7 设备达到这些最大吞吐速度,即使Wi-Fi 5 和 6,制造商也没有开发每个频率有 8 个流的路由器。一些提制造商声称他们的顶级模型支持 8 个甚至 12 个流,然而与宣传的 Wi-Fi 速度类似,其是指所有频率上的流的总和,例如:三频路由器在2.4、5 和 6 GHz 频率各有四个流。
因此,与以前的 Wi-Fi 标准一样,Wi-Fi 7 的顶级路由器每个频率最多支持四个 MIMO 流,笔记本电脑和智能手机大多将配备使用两个 MIMO 流的 Wi-Fi 模块。
与类似的 Wi-Fi 6 设备相比,新的 Wi-Fi 7 产品在最好的情况下速度可以提高两倍以上。一方面,他们可以在 6 GHz 上使用 320 MHz 信道,此外,Wi-Fi 7 还支持改进的 4096-QAM 调制,从而提高传输速率。
Wi-Fi 7 的顶级路由器通过四个 MIMO 流 (4×4) 和 320 MHz 信道管理最大数据速率 11.5 GBit/s。相比Wi-Fi 6的顶级路由器通过四个 MIMO 流 (4×4) 和 160MHz 信道管理最大数据速率 4.8 GBit/s高出一倍多。
智能手机和笔记本电脑中的 Wi-Fi 7 客户端也具有类似的速度优势。它们使用 2×2 MIMO 流和 320 MHz 信道,最大数据速率为 5.8 GBit/s。这比具有 2×2 和 160 MHz 信道的 Wi-Fi 6 客户端的 2.4 GBit/s 高出一倍多。
三、多链路操作(Multi-Link Operation)
通过多链路操作 (MLO),是Wi-Fi 7 首次推出的全新功能。
在以前的Wi-Fi标准中,两个设备之间的数据传输仅通过一个连接(链路)进行,即特定频率上的特定无线电信道。
例如,如果您在双频路由器上为 2.4 GHz 和 5 GHz 的 Wi-Fi 连接指定了不同的名称,则只能为笔记本电脑等客户端选择一个,尽管两个无线网络在相同的设备(路由器和笔记本电脑)之间建立了连接。在这种情况下,路由器决定通过 2.4 GHz 还是 5 GHz 连接到客户端。
使用 MLO,两台设备可以同时建立多个链路。例如,两个三频设备在 2.4 GHz、5 GHz 和 6 GHz 频率上并行通信。
然后,他们可以在所有链路上同时发送数据,以提高整体 Wi-Fi 速度。MLO 可以减少延迟并稳定 Wi-Fi 连接,因为设备可以灵活地切换到干扰最小的链路。如果发送方通过每个链路发送相同的数据,则该数据将以更高的可靠性和无干扰地到达接收方。如果路由器和客户端有多个无线电单元,它们还可以通过 MLO 同时发送和接收数据:例如,路由器通过 5 GHz 将数据发送到笔记本电脑,而笔记本电脑又通过 6 GHz 链路将其他数据发送到路由器。
四、Multi-RU:Wi-Fi 更高效
如果您的智能手机或 PC 上的 Wi-Fi 看起来很慢,这通常不是因为它不能传输得更快,而是因为它不应该传输得更快。这是因为 Wi-Fi 传输仅在无线电信道空闲时进行:设备会争夺对它的访问权限,谁没有先获得它,谁就必须等待。由于这些等待时间只有几分之一秒,因此对于大量下载、正常地上网或发送电子邮件来说,这几乎不是显而易见的。
Wi-Fi 6已经通过OFDMA功能解决了这个问题:这允许路由器将无线电介质划分为小单元 – 所谓的资源单元(RU) – 它分配给不同的客户端。这样,它就可以同时将数据传输到多个客户端,以有效利用 Wi-Fi 连接。
Wi-Fi 7 通过Multi-RU 改进了 OFDMA:采用新标准的路由器可以将多个 RU 分配给单个客户端。这提高了这些客户端的传输速率,并且可以更有效地使用无线电信道。
五、客户端更省电
带有电池或可充电电池的设备可以通过 Wi-Fi 7 更省电地使用无线连接。新标准也扩展了 Wi-Fi 6 的功能:802.11ax 引入了目标唤醒时间 (TWT),路由器使用它来与移动设备商定固定的传输时间。他们只能在此时访问。否则,它们将保持省电睡眠状态。
Wi-Fi 7 引入了受限目标唤醒时间,以确保无线电信道始终空闲,用于绝对必须在固定时间进行的传输。它规定此时只有指定的客户端可以传输,所有其他客户端都必须腾出无线电频道。
原文始发于微信公众号(科尔同学):Wi-Fi 7终于来了!
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