Wi-Fi 7全面落地,短距无线通信,会迎来一波利好吗?

发布日期:2024-01-25     261 次

说到短距无线通信,大家应该不会感到陌生。我们每天都在使用的Wi-Fi、蓝牙,都属于这个技术类别。

最近这段时间,行业里关于Wi-Fi 7的新闻越来越多,让人们对这个通信细分领域,又新增了不少关注。

很多人都说,Wi-Fi 6我才刚用上呢,怎么7又来了?Wi-Fi 7的出现,会不会对5G这样的蜂窝通信技术造成影响?短距无线通信,会迎来一波利好吗?

今天这篇文章,小枣君就和大家聊聊这个话题。

短距通信的发展历程

短距无线通信技术的起步时间,比蜂窝通信更晚。

上世纪80年代,美国FCC(联邦通信委员会)基于产业界的强烈要求,推出了免授权频谱(即ISM频段),给短距无线通信技术的出现创造了条件。

1990年,IEEE成立了802.11工作组,打算基于免授权频谱,建立一套通用的无线技术标准。

不久后,他们选中了澳大利亚研究机构CSIRO发明的一套无线网技术,吸纳为802.11的核心技术标准。

1999年,802.11a和802.11b先后获得批准。无线以太网相容性联盟(WECA,也就是后来的Wi-Fi联盟)成立后,正式将这个技术定名为Wi-Fi。

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Wi-Fi的产业化先驱,是大名鼎鼎的苹果公司。1999年7月,他们在其推出的新一代iBook笔记本电脑中,首次引入Wi-Fi,从而掀起了全球范围内的普及浪潮。

Wi-Fi的崛起,具有明显的时代背景。那时,互联网正在蓬勃发展,而数据蜂窝(3G)刚刚起步。只有基于Wi-Fi,笔记本电脑这样的便携式产品,才可以获得无线网络接入能力。

与Wi-Fi几乎同时出现的,还有蓝牙(Bluetooth)。

1994年,爱立信率先提出了蓝牙的早期方案,目的是为了让移动电话能够和其它配件之间建立低功耗、低成本的无线通信连接。

1998年,爱立信联合IBM、英特尔等5家著名厂商,共同成立了“特别兴趣小组”(SIG),后来演变为蓝牙技术联盟。第一代蓝牙(蓝牙1.0),诞生于1999年,后来被正式列入802.15.1标准。

进入21世纪后,以Wi-Fi和蓝牙为代表的短距无线通信技术,借着互联网的东风,获得了飞速发展。Wi-Fi从Wi-Fi 1一路演进到了Wi-Fi 6,而蓝牙也从1.0到了5.0。

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除了笔记本电脑等消费应用场景之外,短距通信技术在物联网领域也有广泛的应用。

短距通信技术使用的是免授权频段,既节约了昂贵的频谱购买费用,也规避了繁冗的申请流程。所以,备受行业企业青睐。很多公司都开发了相应的产品,投入到智能家居、工业制造、医疗教育等领域,为物联网的早期发展做出了贡献。

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等到4G、5G等蜂窝通信技术开始全面介入物联网领域的时候,已经是2015-2020年了。

蜂窝物联网来得虽然迟,但凭借通信距离远、网络带宽高等优势,很快成为行业新宠,挤占了短距无线通信技术的市场份额。

发展至今,蜂窝通信技术和短距无线通信技术,已经逐渐形成了一个相对稳定的竞争格局。前者更多适用于室外、通信距离较远、移动性较高的场景。后者则更适合室内等相对固定的场景,尤其是家庭、办公区、园区等场景。

两者之间也会有一定的重合或协作。例如汽车类应用,汽车外连通常会采用蜂窝技术,而车辆内部通信则会采用Wi-Fi或蓝牙。再例如笔记本电脑,既有Wi-Fi,也有蜂窝。

根据市场数据显示,Wi-Fi和蓝牙的生命力还是很旺盛的,发货量始终居高不下(2022年Wi-Fi出货量超过44亿台),不输蜂窝通信。

短距通信技术的优势,其实非常明显。虽然它们的部分性能指标不如5G,但性价比极高、组网简单,且方便部署。对于很多用户来说,它的使用成本更低,不需要依赖运营商公网,有更强的独立性和私密性,所以仍有重要价值。

Wi-Fi 7,开启短距通信新时代

时代在高速发展。最近几年,整个社会的数字化转型进程在不断加快。各行各业的复杂数字化场景,对通信技术的性能指标提出了更高的要求。

为了弥补技术指标上的差距,也为了更好地满足用户需求,短距无线通信技术加快了自身的技术迭代。在Wi-Fi这条技术线上,就演进出了Wi-Fi 7。

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Wi-Fi 7,官方标准名字叫做802.11be,还有一个“昵称”,叫EHT(Extremely High Throughput,极高吞吐量)。

作为最新一代Wi-Fi技术标准,它集合了320MHz频宽、4K-QAM、增强MU-MIMO、MLO等技术,最高理论速率可以达到46Gbps,是Wi-Fi 6的3倍以上。Wi-Fi 7的时延相比前代也有明显下降,可以达到5ms以内。

除了速率、时延等性能指标提升之外,Wi-Fi 7还带来了在网络组网和协同方面的改进。

只要符合标准,不同厂商之间的路由AP,都可以进行协同,进而实现小区间的时域和频域协调规划,小区间的干扰协调,以及分布式MIMO等。这有效降低了AP之间的干扰,也极大提升无线空口资源的利用率。

最近这几月,Wi-Fi 7进入了一个产品密集发布期。很多厂商都发布了Wi-Fi 7相关的产品,既有路由器,也有终端。几天前,Wi-Fi联盟也正式宣布,全面启动Wi-Fi 7的认证。这对于Wi-Fi产业来说,是一个重要的里程碑。

作为产业的重要一环,Wi-Fi 7模组也有值得关注的商业化进展。

1月9日,在2024年国际消费电子产品展览会(CES)期间,全球头部模组厂商移远通信宣布,正式推出支持Wi-Fi 7技术的通信模组FGE576Q和FGE573Q,为下一代物联网和移动终端设备提供强力支持。

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在市场最关心的网络连接速率方面,这两款模组表现的非常出色。其中,FGE576Q的数据传输速率高达3.6 Gbps,且支持2.4GHz+5GHz和2.4GHz+6GHz双频并发。FGE573Q则提供高达2.9Gbps的速率。

在技术特性上,这两款模组均采用了MLO(多链路操作)技术,可以利用多个无线频段和信道同时进行并发,从而提升吞吐量、降低时延。

模组内部除了主芯片之外,还有2个2.4GHz FEM(射频前端模组)以及2个5GHz/6GHz FEM,可以有效提升发射功率,更好地支持双频并发。

在安全性上,这两款模组均采用了WPA3加密等功能,以确保数据传输的机密性和完整性。

值得一提的是,两款模组还实现了Wi-Fi与蓝牙的最佳共存状态,集成蓝牙双模,最高速率达2 Mbps且支持低功耗音频和蓝牙低功耗(BLE)功能。

Wi-Fi 7具备超强的连接性能,除了笔记本电脑等传统场景之外,也非常适合超高清流媒体、在线游戏、VR/AR等新兴场景。

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近年来,FWA(固定无线接入)业务在全球范围内发展迅速,对MiFi、CPE等设备市场有很大的带动。集成了先进蜂窝技术(5G)和短距通信技术(Wi-Fi 7)的模组,相信也会受到市场的欢迎。

Wi-Fi模组的发展趋势

Wi-Fi在家庭、商业、工业和车联网等,拥有极为广泛的应用。随着时代和技术的发展,Wi-Fi模组也呈现出一些新的趋势。

第一个趋势,是模组设计难度的增加。

不同的应用场景,对Wi-Fi模组的要求也存在差异,这对模组的设计带来很大的挑战。

Wi-Fi模组的类型,一般来说包括三种。

第一种,是透传类,相当于一个RF射频收发模组,特点是吞吐量大。

第二种,是MCU类,内置运行RTOS系统的微型处理器,相当于一个单片机,功能更强,但速率较低,主要适合物联网类的应用。

第三种,是车规模组,符合车规级要求,可靠性更高。

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而移远在Wi-Fi模组领域的布局,就呈现出“全面性”的特点,上述三种类型均有丰富的产品。

但不同类型的模组,对设计要求以及兼容性要求不太一样。以刚才提到的CPE为例。因为它既有蜂窝通信,又有Wi-Fi通信,两者的工作频率很可能比较接近,就存在共存问题。也就是说,临近的信道,会产生干扰,影响信号的收发质量。

像移远通信这样的一流模组厂商,在设计上就会考虑得更加全面。他们会通过硬件和软件机制,去解决这个干扰问题。

硬件机制,就是通过天线隔离或加滤波隔离的方式。软件机制,则是通过传递握手协议,调节发射功率,以此降低干扰。

除了设计难度不断增加之外,Wi-Fi模组的另一个发展趋势,就是产品类别多样化。

我们平常所熟知的Wi-Fi,都是基于传统2.4G/5G/6GHz频段。事实上,Wi-Fi还有一个重要类别,就是Sub-GHz(工作频率低于1GHz)。

最典型的代表,是Wi-Fi HaLow。

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Wi-Fi HaLow(802.11ah)是Wi-Fi联盟在2016年推出的一种新的Wi-Fi技术,在低于1GHz(通常是在900MHz左右)的频段运行。

它重点面向物联网市场,在覆盖范围和穿透能力方面具有显著优势。如移远通信Wi-Fi HaLow模组FGH100M,覆盖距离可达1公里,在整个Wi-Fi HaLow市场都具有较高的竞争力。

Wi-Fi模组的第三个发展趋势,是配套支持服务的升级。

模组是芯片和整机之间的环节。模组厂商提供模组,是为了方便客户更轻松、更便捷、更快速地推出相应的终端产品。

随着通信技术标准的不断演进,产品的研发和设计难度也不断提升。单纯只提供模组,已经不能够满足客户的需求。

像移远通信,就会将服务进行延伸,提供更完善的解决方案和服务支持。例如针对模组会有配套的天线服务、更多样化的射频设计方案及服务,更完善的文档、软件物料清单等。尽可能帮助客户减轻开发工作量,就可以缩短产品开发周期,在快速的市场变化中抢占先机。


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