一文詳細了解歐盟的Wi-Fi部署情況

Wi-Fi 是一項國際標準，但其部署因地區(qū)而異。歐洲的 Wi-Fi 部署有何不同?Igor Lilicevic 考察分析了歐盟的 Wi-Fi 部署情況，以幫助工程師從容應(yīng)對各種復(fù)雜難題。

如今，Wi-Fi 技術(shù)為我們的家庭和企業(yè)打造了一條無線高速路。它將游戲、通信、視頻以及更多應(yīng)用提升到全新水平，可實現(xiàn)更快的響應(yīng)時間和更高容量。本文中，Igor Lalicevic 對當今 Wi-Fi 標準和功能在歐洲(歐盟)的實施狀況提出了一些見解，以幫助您了解如何設(shè)計自己的 Wi-Fi 產(chǎn)品。

問

Wi-Fi 聯(lián)盟如何影響和管理歐盟的 Wi-Fi 標準?

Wi-Fi 聯(lián)盟是由 Wi-Fi 生態(tài)系統(tǒng)中的半導(dǎo)體公司、運營商、終端客戶以及其他組織共同組成的聯(lián)盟。其目標是使用基于 Wi-Fi 標準的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)展開協(xié)作，共同促進和推廣開放式無線通信。

電氣與電子工程師學(xué)會 (IEEE) 負責制定標準，規(guī)定 Wi-Fi 必須遵守的技術(shù)規(guī)范。Wi-Fi 聯(lián)盟根據(jù)這些規(guī)范制定測試計劃、服務(wù)以及認證計劃。這可確保 Wi-Fi 產(chǎn)品符合相互兼容的規(guī)范指南并提供預(yù)期的性能和功能。

該聯(lián)盟是全球 Wi-Fi 通信的國際倡導(dǎo)者，如今 Wi-Fi 在我們的家里、公司、城市各個角落以及私人和公共場所(如咖啡館、體育場等)均得到廣泛使用。

盡管 Wi-Fi 可用于全球設(shè)備的局域網(wǎng)和全球互聯(lián)網(wǎng)接入，但每個國家/地區(qū)對采用的 Wi-Fi 頻率、允許的 Wi-Fi 信道和最大允許傳輸功率 (EIRP) 存在不同的區(qū)域要求。EIRP 是在給定天線增益和射頻子系統(tǒng)發(fā)射器功率的情況下，天線陣列所能輻射的最大功率。

了解標準和法規(guī)之間的差異至關(guān)重要。

產(chǎn)品必須符合技術(shù)條件才能在法規(guī)規(guī)定的特定頻段內(nèi)使用。

為了確保投放到歐洲市場的產(chǎn)品符合法規(guī)，我們須遵循標準要求。

在歐洲，ETSI(歐洲電信標準協(xié)會)是負責信息和通信技術(shù) (ICT) 標準化的官方認可機構(gòu)。

歐洲標準 ETSI 文檔規(guī)定了歐洲的最大 WLAN 傳輸功率水平。這些 ETSI 文檔中概述的歐洲法規(guī)定義了頻率分配和為 Wi-Fi 6E 產(chǎn)品指定的 6 GHz 頻譜數(shù)量。

例如，2020 年 1 月 17 日，英國 (UK) 監(jiān)管機構(gòu)英國通信管理局 (Ofcom) 發(fā)布了改善 Wi-Fi 頻譜接入的提案。Ofcom 提議為 6 GHz Wi-Fi 頻譜開放 480 MHz (5945 – 6425 MHz)，以供歐洲地區(qū)無牌使用。在美國，相應(yīng)的 6 GHz 頻譜為 5925 – 7125 MHz。

歐盟委員會的每項指令(如 Ofcom 的指令)都包含一個最后期限，歐盟各國必須在此期限之前將指令條款納入各國法案，并就此通知委員會。此日期稱為實施日期，例如 Ofcom 的較低 6 GHz 頻段提案，其實施日期是 2021 年 12 月 1 日。

Wi-Fi 聯(lián)盟的作用是協(xié)助歐盟創(chuàng)建各類計劃并建立普遍信任。此外，該聯(lián)盟還會確定并推廣 Wi-Fi 新用例。

需要獲得 Wi-Fi 設(shè)計方面的支持?

下載這些資源以幫助您為下一個設(shè)計做出明智的選擇：

Wi-Fi 演變

針對應(yīng)用需求進行 Wi-Fi 組件選型分步指南

問

您認為 Wi-Fi 聯(lián)盟在歐盟實施 Wi-Fi 技術(shù)時所面臨的最大挑戰(zhàn)是什么?

隨著 Wi-Fi 不斷增加頻譜(捕獲 5 GHz 以上的更高頻率)，它會逐漸侵占其他服務(wù)所使用的頻譜。運輸和固定衛(wèi)星系統(tǒng)等現(xiàn)有服務(wù)是在歐盟實施 Wi-Fi 的最大挑戰(zhàn)。這些服務(wù)均使用 5 GHz 以上頻段，并且與 Wi-Fi 緊密相連。

傳輸

對于列車而言，新型的基于通信的列車控制 (CBTC) 系統(tǒng)將會提高運量、效率和安全性。該系統(tǒng)可使列車摒棄可靠性較低的老式有線系統(tǒng)，而替換為更加可靠的無線系統(tǒng)。CBTC 網(wǎng)絡(luò)的工作頻譜位于 5905 - 5935 MHz 之間，最高保護頻段為 5945 MHz。這主要是位于“無牌國家信息基礎(chǔ)設(shè)施 4” (U-NII-4) 頻段的 30 MHz 頻譜，最高達到 U-NII-5 頻段起始處。CBTC 頻譜與 U-NII-3 5 GHz Wi-Fi 頻段緊密相連(在 5850 MHz 處結(jié)束)。為保證持續(xù)共存，必須采用適當?shù)臑V波技術(shù)來確保 Wi-Fi 和 CBTC 頻譜之間沒有干擾。

對于汽車而言，其挑戰(zhàn)在于智能交通系統(tǒng) (ITS) 標準 ITS-G5。在全球，電信和汽車行業(yè)的跨行業(yè)協(xié)會5G 汽車協(xié)會 (5GAA) 在推進 C-V2X(蜂窩網(wǎng)絡(luò) - 車對萬物)技術(shù)發(fā)展。C-V2X 基于蜂窩技術(shù)，使汽車可通過蜂窩網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進行通信。該技術(shù)在全球擁有許多支持者，如福特、愛立信、高通、英特爾和三星。然而，在歐盟的情況就不同了。歐盟的 CAR 2 CAR 通信聯(lián)盟提倡使用無線上網(wǎng)協(xié)議 IEEE 802.11p 和相關(guān)標準 ITS-G5。盡管有些人主張這兩種方案可以共存，但仍存在爭議。

衛(wèi)星

不僅 Wi-Fi 生態(tài)系統(tǒng)要求監(jiān)管機構(gòu)考慮免許可接入較高 6 GHz 頻段，衛(wèi)星運營商也同樣如此。衛(wèi)星運營商對于擴展無線連接方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。在歐盟，EMEA 衛(wèi)星運營商協(xié)會 (ESOA) 曾提交一份意見稿鼓勵 ATU 主管部門評估 Wi-Fi 應(yīng)用對 6425 - 7125 MHz 頻段的使用需求。以下是 Wi-Fi 必須遵循的衛(wèi)星頻率列表。

-- 6425 – 6525 MHz 固定

-- 6525 – 7075 MHz 固定–空對地/地對空

-- 6700 – 7075 Mhz 固定衛(wèi)星–空對地

-- 7075 – 7250 MHz 固定

問

與美國相比，歐盟的 Wi-Fi 功率水平是否不同?如果是這樣，Qorvo 如何應(yīng)對它們帶來的差異和挑戰(zhàn)?

在全球，不同的 Wi-Fi 無線電頻段需要使用不同的監(jiān)管功率限制。您購買的每臺設(shè)備都不得超過相關(guān)監(jiān)管域設(shè)定的任何功率限制。在歐盟，ETSI 定義了適用于 Wi-Fi 的功率限制。歐盟的功率水平實際上低于美國。這帶來了射頻范圍的一些難題，但有利于減少歐洲碳足跡和提高網(wǎng)關(guān)功率效率。

例如，2.4 Ghz 頻段限制設(shè)定為 20 dBm (100 mW)，而在美國，2.4 GHz 頻段的 FCC 功率限制稍高一些，為 30 dBm (1 W)。此外，歐盟使用信道 12 和 13，而美國不使用這些信道。對于 5 GHz Wi-Fi，美國 FCC 設(shè)定的功率限制高于歐盟。例如在 U-NII-1 頻段，F(xiàn)CC 限制為 30 dBm，而 EU 限制為 23 dBm。下面是對歐盟與美國在 2.4 GHz 和 5 GHz 時 Wi-Fi 功率限制的高水平比較。

這些情況給 Qorvo 帶來的挑戰(zhàn)微乎其微。Qorvo 通常針對多個全球指定的功率水平來開發(fā)其 Wi-Fi 產(chǎn)品，并且許多產(chǎn)品在必要時可以進行匹配調(diào)諧，以降低功率水平的要求。

對于 5 GHz 以上的較新頻段(例如歐洲頻譜的 6 GHz 頻段)定義了兩種設(shè)備級別，并且不同于 5 GHz 頻段，對動態(tài)頻率選擇 (DFS) 沒有相關(guān)限制。但是為歐洲大陸和英國設(shè)定了不同的最大傳輸功率限制。對于極低功率 (VLP) 設(shè)備，歐洲大陸的最大傳輸功率限制設(shè)為 14dBm (25mW) EIRP - 室內(nèi)和室外均如此。英國室外限制相同，但室內(nèi)最大傳輸功率限制設(shè)為 24dBm (250mW) EIRP。此外，對于低功率室內(nèi) (LPI) 設(shè)備，歐洲大陸的最大傳輸功率限制設(shè)為 23dBm (200mW) EIRP，而對于英國，該限制設(shè)為 24dBm (250mW) EIRP。

問

您認為在歐洲實現(xiàn) Wi-Fi 6E 和 Wi-Fi 7 的速度和容量目標的主要障礙是什么?

在全球，只有 44% 的寬帶連接速度高于 50 Mbps。多年來，家庭住所的連接容量和速度一直是個瓶頸。英國和西歐的目標是到 2025 年至少達到 85% 的光纖覆蓋率(入戶光纖可實現(xiàn)千兆連接)!這對于 Wi-Fi 的發(fā)展來說是個好消息。但如今，英國的光纖覆蓋率為 24%，西歐為 43%，因此要實現(xiàn) 2025 年的目標還有很多工作要做。要充分發(fā)揮 Wi-Fi 6 和 Wi-Fi 7 網(wǎng)關(guān)的優(yōu)勢，需要將光纖連接準備就緒。Wi-Fi 6 / 6E 的 Wi-Fi 演變可作為一種解決方案在終端設(shè)備上實現(xiàn)近光纖體驗——使用 8x8 MIMO 和 160 MHz 信道提供約 10 Gbps 的速度。同時，Wi-Fi 7(將于 2024 年左右推出)以終端設(shè)備的光纖體驗為目標，將使用 320 MHz 信道實現(xiàn) 30Gbps 的總體連接目標。使用 Wi-Fi 7 將為 Wi-Fi 帶來更快的速度和更低的延遲。

問

Wi-Fi 聯(lián)盟和制造組織如何與歐盟和歐盟監(jiān)管機構(gòu)合作?

歐洲、中東和非洲 (EMEA) 地區(qū)的 Wi-Fi 聯(lián)盟對監(jiān)管活動和管理當局的反應(yīng)與美國 FCC 的做法相同。通常，Wi-Fi 聯(lián)盟會對監(jiān)管機構(gòu)的咨詢作出正式回應(yīng)，Wi-Fi 聯(lián)盟各個工作組也會適時發(fā)表一些針對性文章。Wi-Fi 聯(lián)盟與歐盟委員會定期舉行會議，Qorvo 等公司也會參加此類會議。Wi-Fi 聯(lián)盟成員參加一些監(jiān)管機構(gòu)的會議，并將監(jiān)管會議上的意見帶到歐盟委員會的會議。Qorvo 經(jīng)常參加 EMEA 地區(qū)的監(jiān)管小組和會議。有人還建議 Qorvo 等 Wi-Fi 聯(lián)盟成員針對會議中討論的措施以書面形式回應(yīng)。

問

Wi-Fi 聯(lián)盟對未來有何展望?

Wi-Fi 聯(lián)盟的一項主要職能是在整個生態(tài)系統(tǒng)中推廣無線技術(shù)和互操作性，致力于激勵創(chuàng)新和促進 Wi-Fi 6 / 6E 和 Wi-Fi 7 等新一代生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展。

Wi-Fi 聯(lián)盟的愿景是 2022 年 Wi-Fi 6 產(chǎn)品出貨量超過 35 億臺。Wi-Fi 聯(lián)盟預(yù)計，今年將有近 20% 的 Wi-Fi 6 設(shè)備出貨量支持 6 GHz，到 2025 年 Wi-Fi 6 產(chǎn)品出貨量將達到 52 億臺，其中將有 41% 是 Wi-Fi 6E 設(shè)備。

基于 Wi-Fi 6 / 6E 標準的 Wi-Fi 6E 頻率擴展實現(xiàn)了真正互聯(lián)的智能家居，能夠同時支持多個用戶和互聯(lián)設(shè)備以數(shù)千兆 Wi-Fi 網(wǎng)速進行流式傳輸。

Igor 的結(jié)語

大家都知道為什么互聯(lián)網(wǎng)被認為是現(xiàn)代最重要的發(fā)明。它幾乎影響著我們生活的方方面面——有近 50 億人每天都在使用互聯(lián)網(wǎng)。這是世界總?cè)丝诘?63.2%!

從 2000 年到 2020 年，互聯(lián)網(wǎng)使用量增長了 1266%。在歐洲，有 7.82 億人每天訪問互聯(lián)網(wǎng)，相當于歐盟人口的 87%，僅次于北美 90.3% 的普及率。

Wi-Fi 也追隨同樣的互聯(lián)網(wǎng)趨勢，因此現(xiàn)在對于 Wi-Fi 來說是一個激動人心的時代!自從 1997 年第一個 Wi-Fi 802.11 標準問世以來，我們見證了吞吐量增長 1000 倍的歷程。新的 Wi-Fi 6E 和即將到來的 Wi-Fi 7 標準正在徹底改變無線連接。它們能在設(shè)備層實現(xiàn)如光纖般的網(wǎng)速，打開了新連接時代的大門，并將 Qorvo“每間房一個 Pod”的長遠愿景變成現(xiàn)實。

原文標題：歐盟 Wi-Fi 6 & 6E 的未來發(fā)展

文章出處：【微信公眾號：Qorvo半導(dǎo)體】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。

審核編輯：湯梓紅