關(guān)于Wi-Fi6詳細(xì)講解

Wi-Fi技術(shù)隨著新標(biāo)準(zhǔn)的涌現(xiàn)而不斷發(fā)展。Wi-Fi 6、Wi-Fi 6E和Wi-Fi 7預(yù)計(jì)將在未來幾年主導(dǎo)Wi-Fi市場的格局。這些技術(shù)將支持Wi-Fi改善現(xiàn)有用例的性能，并在各類消費(fèi)、汽車、工業(yè)和其他物聯(lián)網(wǎng) （IoT） 應(yīng)用中開拓眾多新商機(jī)。

但是，為了高效地進(jìn)入這些市場，Wi-Fi供應(yīng)商必須不斷提供更多的可擴(kuò)展解決方案，支持針對成本和能效進(jìn)行優(yōu)化的低端物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，以及最大限度發(fā)揮新標(biāo)準(zhǔn)固有優(yōu)勢的高性能解決方案。只有這樣，才能更好地滿足接入、汽車、消費(fèi)和工業(yè)市場不斷變化的需求。

同時(shí)，Wi-Fi技術(shù)與其他無線連接技術(shù)（例如藍(lán)牙、Zigbee、Thread、超寬帶 （UWB） 和近場通信 （NFC） 等）的集成度也進(jìn)一步提高，從而更好地支持廣泛的新興用例，以便充分利用每項(xiàng)技術(shù)的獨(dú)特優(yōu)勢。

此外，隨著Wi-Fi支持新的頻段、瞄準(zhǔn)新的用例并嘗試提高性能，射頻前端 （RFFE） 也必須加以改進(jìn)。RFFE解決方案只有從低端1x1擴(kuò)展到高端8x8解決方案，才能在成本、尺寸和功耗方面提供較高效率，并且易于開發(fā)、設(shè)計(jì)和集成。這也成為跨多個(gè)垂直領(lǐng)域促進(jìn)新Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)過渡的關(guān)鍵。

再有，能夠應(yīng)對這些不同市場的一站式解決方案將有助于加快產(chǎn)品上市速度以及向新Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)（例如Wi-Fi 6、6E以及未來的Wi-Fi 7）的轉(zhuǎn)型。領(lǐng)先的Wi-Fi和無線連接芯片組供應(yīng)商（例如恩智浦，點(diǎn)擊進(jìn)入恩智浦Wi-Fi 6技術(shù)中心》》）提供多樣化的Wi-Fi 6、Wi-Fi 6E和其他連接芯片組產(chǎn)品，以及創(chuàng)新的RFFE集成電路 （IC），共同幫助客戶更好地滿足這些變化的市場需求。

Wi-Fi時(shí)代來臨

Wi-Fi 在今年迎來 21 歲生日。盡管技術(shù)已經(jīng)非常成熟，但在未來幾年中，Wi-Fi仍面臨著許多挑戰(zhàn)：容納更多設(shè)備、支持新用例、瞄準(zhǔn)新市場，以及應(yīng)對未來無線流量和客戶采用率的巨大預(yù)期增長所帶來的新要求。Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)必須支持高吞吐量和低延遲應(yīng)用，例如智能手機(jī)、視頻流、游戲和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí) （AR）/虛擬現(xiàn)實(shí) （VR），同時(shí)還要降低功耗，并提高各類物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中密集和異構(gòu)部署的性能。與以往任何時(shí)候相比，現(xiàn)在都更需要強(qiáng)大、可靠和高性能的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)。無論是家庭還是企業(yè)部署，Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)的重要性都在不斷上升。

過去十年中，Wi-Fi一直保持快速增長，這在很大程度上要?dú)w功于其在智能手機(jī)中的廣泛普及（如下方圖1所示）。未來十年，Wi-Fi的增幅同樣可觀，其目標(biāo)市場， 例如汽車、智能家居、家庭娛樂、游戲、可穿戴設(shè)備以及各種新興物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用都將保持不斷增長，設(shè)備數(shù)量預(yù)計(jì)將從2019年的31億臺增長到2025年的45億臺。ABI Research預(yù)測，到2025年，支持Wi-Fi設(shè)備的全球安裝量將從2020年的約104億臺增加到155億臺以上。

圖1：支持Wi-Fi設(shè)備的出貨量，2010年至2025年

下一代Wi-Fi

為了適應(yīng)日益增長的需求并且更高效地瞄準(zhǔn)這些市場，Wi-Fi也在不斷發(fā)展。

802.11ax （通常稱為Wi-Fi 6） 是第六代Wi-Fi技術(shù)的代表，帶來了多項(xiàng)新特性和增強(qiáng)功能，多個(gè)指標(biāo)都體現(xiàn)出顯著的性能優(yōu)勢，包括穩(wěn)健性、可靠性、吞吐量、容量、效率和延遲等。表1顯示了該技術(shù)的一些主要特性。

表1：Wi-Fi 6 的主要增強(qiáng)功能

簡而言之，Wi-Fi 6代表了傳統(tǒng)Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)的一次突破，尋求提供更高效的實(shí)際性能，而不是簡單地提高峰值吞吐能力。此外，Wi-Fi 6也向后兼容。這意味著隨著時(shí)間的推移，在各類家庭和企業(yè)環(huán)境中建立的數(shù)十億臺Wi-Fi設(shè)備的龐大安裝基礎(chǔ)，仍可在部署后輕松連接至網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)，Wi-Fi 6還引入了其他Wi-Fi安全功能 （例如Wi-Fi保護(hù)接入3（WPA3）），以強(qiáng)化加密性能，使該技術(shù)比以往任何時(shí)候都更加安全。

Wi-Fi 6已經(jīng)蓄勢待發(fā)

Wi-Fi 6技術(shù)已經(jīng)在芯片組、接入點(diǎn) （AP） 和客戶端領(lǐng)域蓬勃發(fā)展，眾多路由器、旗艦智能手機(jī)、平板電腦和筆記本電腦也都開始支持該技術(shù)。這些包括iPhone 11和iPhone SE、三星S10和S20以及華為P40 Pro等大容量設(shè)備。NETGEAR、ASUS、TP-Link和D-Link等家庭路由器已經(jīng)支持這項(xiàng)技術(shù)，而Cisco、Aruba、華為、Extreme Networks、Mist/Juniper和Cambium Networks等企業(yè)級供應(yīng)商也已開始提供Wi-Fi 6解決方案。此外，首批支持Wi-Fi 6的電視 （TV） 和游戲機(jī)已經(jīng)面世。Wi-Fi聯(lián)盟列出了550種Wi-Fi 6 CERTIFIED產(chǎn)品，更是印證了這一迅速發(fā)展的勢頭。

ABI Research預(yù)計(jì)，在越來越多的市場中，各種設(shè)備類型將迅速過渡到Wi-Fi 6， 包括智能手機(jī)和平板電腦、個(gè)人計(jì)算機(jī) （PC）、家庭娛樂、游戲、汽車、可穿戴設(shè)備、智能家居以及許多不同垂直領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

如下方圖2所示，ABI Research預(yù)測，未來幾年Wi-Fi 6芯片組的出貨量將大幅增長，2020年約為4億， 2025年將增長到約33億。這種增長將由眾多Wi-Fi 6芯片組供應(yīng)商提供支持，例如恩智浦、Broadcom、 Qualcomm、Intel、Celeno、MediaTek、Infineon和ON Semiconductor等。

圖2：Wi-Fi 6芯片組出貨量，2019年至2025年

面臨挑戰(zhàn)？

迄今為止，Wi-Fi無疑一直面對不可靠、無法預(yù)測這一認(rèn)知的影響，并且這種影響仍將持續(xù)，這使其很難用于需要嚴(yán)格延遲、穩(wěn)健性和確定性性能的關(guān)鍵任務(wù)應(yīng)用與用例。Wi-Fi 6帶來了大量優(yōu)勢，并幫助Wi-Fi從“盡力而為”的技術(shù)過渡到支持前所未有的確定性性能、可靠性以及服務(wù)質(zhì)量 （QoS） 的技術(shù)；而且適用于各種不同的設(shè)備類型，從高帶寬、低延遲視頻到低功耗物聯(lián)網(wǎng)傳感器等。

盡管Wi-Fi 6本身令人欣喜，但Wi-Fi技術(shù)仍然面臨諸多挑戰(zhàn)。其中的關(guān)鍵挑戰(zhàn)就是對Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)的需求不斷增長，導(dǎo)致?lián)砣觿?、性能受限和QoS降低。大多數(shù)Wi-Fi設(shè)備使用的數(shù)據(jù)越來越多，包括高分辨率流媒體音樂和視頻、 視頻通話、應(yīng)用程序和固件更新、數(shù)字下載、社交網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)量Web內(nèi)容以及在線游戲等。隨著未來顯示分辨率增加到4K和8K，數(shù)據(jù)流量將會不斷增加，并對網(wǎng)絡(luò)性能提出更高要求。

企業(yè)和制造環(huán)境中的其他用例需要比以往更高的QoS，這在已經(jīng)過度擁擠的頻譜中將很難實(shí)現(xiàn)。Cisco預(yù)測，到2022年Wi-Fi設(shè)備將占全部互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議 （IP） 流量的一半以上，高于2017年的43%。Wi-Fi聯(lián)盟的報(bào)告指出， 到2025年，至少需要500兆赫茲 （MHz） 至1千兆赫茲 （GHz） 的額外頻譜才能滿足峰值Wi-Fi使用需求，估計(jì)上限值介于1.3 GHz和1.8 GHz之間。

由于新冠疫情，全球范圍內(nèi)實(shí)施了各種封鎖措施，這導(dǎo)致Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)的擁塞情況更為嚴(yán)重。一些公司 （例如ASSIA） 報(bào)告稱，在2.4 GHz頻段內(nèi)，擁塞率高達(dá)10%，而在5 GHz頻段中則高達(dá)30%。在全球抗擊新冠疫情形勢下，許多新用例應(yīng)運(yùn)而生，要求高吞吐量、低延遲、穩(wěn)健、可靠和高效網(wǎng)絡(luò)的5G級服務(wù)也不斷興起。為了在各類企業(yè)環(huán)境中為5G蜂窩連接提供基礎(chǔ)和補(bǔ)充，Wi-Fi迫切需要解決這些挑戰(zhàn)。

6GHz頻段：Wi-Fi性能和容量的革命？

因此，Wi-Fi格局最激動人心的革命性變化是未來幾年內(nèi)未授權(quán)6 GHz頻譜將逐漸可用于Wi-Fi。2020年4月23日，美國聯(lián)邦通信委員會 （FCC） 投票批準(zhǔn)將6 GHz頻段的1.2 GHz未授權(quán)頻譜用于Wi-Fi。隨后在7月，Ofcom在英國授予500 MHz的許可。不久的將來，巴西、韓國、印度和歐洲等其他地區(qū)預(yù)計(jì)也將跟進(jìn)這一舉措。

因此，Wi-Fi 6及其新特性已擴(kuò)展到6 GHz頻段，即Wi-Fi 6E。而美國和英國以外的6 GHz全球監(jiān)管格局還沒有最終定稿，所以6 GHz為Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)帶來的潛力難以估量。新技術(shù)的吞吐量、容量、可靠性、延遲和QoS將遠(yuǎn)甚于往，并能解決Wi-Fi當(dāng)前面臨的許多重要挑戰(zhàn)。

但是，為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，Wi-Fi行業(yè)需要能充分滿足各類市場需求的各類芯片組選擇。這需要強(qiáng)大的訪問芯片組組合，為消費(fèi)者、服務(wù)提供商和企業(yè)AP提供各種不同的價(jià)格點(diǎn)；低功耗物聯(lián)網(wǎng)芯片組、藍(lán)牙組合芯片組，以及強(qiáng)化與其他物聯(lián)網(wǎng)無線技術(shù)的集成，以便更好地支持各種智能家居、智能建筑和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng) （IIoT） 應(yīng)用。

領(lǐng)先的Wi-Fi和無線連接芯片組供應(yīng)商 （例如恩智浦） 提供多樣化的Wi-Fi 6和Wi-Fi 6E芯片組產(chǎn)品組合，以及相應(yīng)的前端IC，共同幫助滿足這些不斷變化的市場需求。

本白皮書旨在強(qiáng)調(diào)Wi-Fi 6和Wi-Fi 6E在各個(gè)垂直領(lǐng)域的優(yōu)勢，同時(shí)深入探討Wi-Fi的市場機(jī)遇、挑戰(zhàn)、建議 和預(yù)測。另外還將著重介紹新興芯片組如何應(yīng)對這些市場的未來挑戰(zhàn)以及不斷變化的需求，并為創(chuàng)新部署和案 例研究提供論據(jù)支持。
編輯：lyn