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Wi-Fi 7:深入了解炙手可热的新无线标准

Wi-Fi 7:深入了解炙手可热的新无线标准

Wi-Fi标准就像是科技公司的蓝图。它定义了Wi-Fi路由器和网络设备向PC、智能手机等传输无线数据所依据的规范。每种标准都打算实现两个目标:为每个连接的设备提供更快的Wi-Fi速度,并尽可能平稳地连接到尽可能多的设备。

新的Wi-Fi 7(正式名称为802.11be极高吞吐量)旨在通过在前两个Wi-Fi标准的基础上构建并扩展它们来实现这一目标。它借鉴了Wi-Fi 6的功能,如OFDM(正交频分复用)和BSS着色,确保即使在非常大的网络中,每个设备也可以无延迟地传输数据。Wi-Fi 6E还提供6 GHz的传输频率,从而实现Wi-Fi WLAN速度。

Wi-Fi 7的优势已经吸引了设备制造商;许多公司已经在市场上提供Wi-Fi 7设备。一些公司,如德国的AVM,甚至跳过Wi-Fi 6e,立即在新产品中选择Wi-Fi 7。

我们解释了新的Wi-Fi 7标准的优势,展示了第一批设备,并说明了转向802.11be的对象和时间将被证明是值得的。

Wi-Fi 7:深入了解炙手可热的新无线标准

Wi-Fi 7的优势

IEEE标准化机构自2019年以来一直致力于Wi-Fi 7。新标准计划于2024年5月准备就绪,但Wi-Fi芯片和配备它们的路由器、中继器和模块的制造商并不等待正式发布。首批Wi-Fi 7产品是基于高度开发的Wi-Fi 7初级版,制造商将提供仍在通过稍后的固件更新而变化的细节。

Wi-Fi 7与以前的标准兼容,因此您可以确保家庭网络中的所有现有设备都将连接到新的路由器。在许多情况下,它还提供比Wi-Fi 6或Wi-Fi 5更快的Wi-Fi连接速度,因为它使用了比当前路由器更好的天线或更强大的硬件。

每个新的Wi-Fi标准都承诺更快的数据传输和更稳定的连接:这些改进似乎比以往任何时候都更加紧迫,因为即使在私人家庭,也有越来越多的设备依赖强大的无线网络-不仅是智能手机和笔记本电脑等移动设备,还有PC和外围设备以及智能家居、电视和音频系统的设备。

所有这些联网的设备都需要更大的带宽来满足当前和未来的应用;例如,能够在不中断的情况下使用千兆位或更快的互联网连接,或者在家庭办公室进行不间断的视频通话,以及无线连接AR和VR眼镜。快速、低延迟的Wi-Fi还可以实时增强云游戏或大型文件的虚拟协作。

为了实现这一切,Wi-Fi 7提供了一套全面的工具:更宽的无线频道,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。

更大的空间:6 GHz,320 MHz频道

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与Wi-Fi 6e一样,Wi-Fi 7允许设备使用第三个频率进行无线传输:除了2.4 GHz和5 GHz频率外,它们还可以在6 GHz下运行。由于到目前为止只有几款Wi-Fi产品是为这个频率设计的,所以6 GHz的连接通常不会受到干扰,因此速度更快。

Wi-Fi 7通过允许在此频率上使用320 MHz的无线频道来加速6 GHz频率–带宽是超过5 GHz的160 MHz频道的两倍,因此速度也是原来的两倍。欧洲市场的设备可以使用单一的320 MHz信道,因为欧盟只发布了6 GHz无线从5945 MHz到6425 MHz的频率范围。在美国,5925至7125 MHz的频谱更宽,这就是为什么三个带有320 MHz通道的Wi-Fi连接可以在6 GHz上并行传输而不受干扰。

欧洲解决方案的优势是什么?由于没有其他无线电技术在此频率范围内运行,Wi-Fi 7路由器可以不受限制地使用6 GHz,并且不需要DFS(动态频率选择)。

带有Wi-Fi 7的路由器必须支持超过6 GHz的至少160 MHz的通道带宽:这意味着三个Wi-Fi产品可以在此频率上同时传输而不受干扰,即使在欧洲也是如此。在5 GHz下,如果路由器完全支持此通道带宽,则只能有两个160 MHz通道。

Wi-Fi 7:深入了解炙手可热的新无线标准

Wi-Fi 7传输高达46 GB/S

Wi-Fi连接的速度主要取决于从发送器到接收器的数据流(MIMO流)的数量。对于Wi-Fi 5和Wi-Fi 6,每个频率最多有8个;Wi-Fi 7提供的数量是前者的两倍。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 Gb/S–几乎是Wi-Fi 6连接的5倍。

然而,不要指望看到其他Wi-Fi 7设备试图达到这些最高吞吐速度;即使是Wi-Fi 5和Wi-Fi 6,制造商也没有开发出每频率8个数据流的路由器。一些供应商声称,他们的顶级机型支持8个甚至12个流。然而,与宣传的Wi-Fi速度类似,此信息是指所有频率上的流的总和-例如,在三频路由器的情况下,每个流具有四个分别用于2.4、5和6 GHz频率的流。

实际上,这些信息是无关紧要的,因为两个设备之间的无线传输只在一个频率上进行,而不是同时在多个频率上进行。到目前为止,无论如何,因为随着Wi-Fi 7的出现,这种情况也在改变–稍后会有更多内容。

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与以前的Wi-Fi标准一样,Wi-Fi 7的顶级路由器因此每个频率最多支持四个MIMO流,笔记本电脑和智能手机将大多配备使用两个MIMO流的Wi-Fi模块。

然而,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可以快一倍以上。首先,他们可以使用超过6 GHz的320 MHz频道,这是带宽的两倍。此外,Wi-Fi 7使用改进的4096-QAM调制。这允许通过无线电链路的数据被更紧密地打包,从而提高了传输速率。因此,来自Wi-Fi 7的MIMO流也比具有相同频道宽度的Wi-Fi 6或Wi-Fi 5流工作得更快。

但调制越高,无线电质量就越好,紧凑的数据才能可靠地到达。因此,Wi-Fi-7设备在实践中只能在最佳条件下短距离使用4096-QAM。

配备Wi-Fi 7的顶级路由器管理的最大数据速率为11.5Gbit/S,具有四个MIMO流(4×4)和320 MHz通道。相比之下,使用Wi-Fi 6的最快路由器在4×4 MIMO和160 MHz信道下只能达到4.8Gbit/S。

智能手机和笔记本电脑中的Wi-Fi 7客户端实现了类似的速度优势。它们使用2×2的MIMO流和320-MHz的通道,导致最大数据速率为5.8Gbit/S。这是Wi-Fi 6客户端2×2和160-MHz通道的2.4Gbit/S的两倍多。

多链路运行

通过多链路操作(MLO),Wi-Fi 7首次亮相的全新功能在任何Wi-Fi标准中都是前所未有的。

MLO覆盖了过去适用于每个Wi-Fi传输的基本规则: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频道。

例如,如果您在双频路由器上为2.4 GHz和5 GHz以上的Wi-Fi连接指定了不同的名称,则只能为您的笔记本电脑等客户端选择一个,尽管这两个无线网络都在相同的设备-路由器和笔记本电脑之间建立了连接。如果客户端只显示Wi-Fi SSID,因为您已经在路由器中激活了网状或频段控制等功能,也会发生这种情况。在这种情况下,路由器决定到客户端的链路是通过2.4 GHz还是5 GHz。

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通过MLO,两台设备可以同时建立多条链路。例如,两个三频段设备在2.4 GHz、5 GHz和6 GHz的频率上并行通信。要使用MLO,两台设备都必须支持此功能。

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。或者,MLO缩短了延迟并稳定了Wi-Fi连接,因为设备可以灵活地切换到干扰最少的链路。如果发送方通过每条链路发送相同的数据,则数据到达接收方时可靠性更高且不受干扰。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,路由器随后通过5 GHz将数据发送到笔记本电脑,笔记本电脑又通过6 GHz链路将其他数据发送到路由器。

多RU:Wi-Fi更高效

如果你的智能手机或PC上的Wi-Fi看起来很慢,这通常不是因为它不能更快地传输,而是因为它不应该传输得更快。这是因为Wi-Fi传输只有在无线频道免费的情况下才能进行:设备会争先恐后地使用它,而没有首先获得它的人必须等待。由于这些等待时间只有几分之一秒,对于大量下载、正常上网或发送电子邮件来说,这很难察觉到。

另一方面,如果您的家庭网络中的许多Wi-Fi设备总是必须在尽可能短的时间内传输少量数据,则会出现问题-例如视频通话、在线游戏、智能家居设备,或者通过团队、One Drive或Google Docs共同处理文件。

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)-它将这些小单元分配给不同的客户端。这样,它可以同时将数据传输到多个客户端,以有效利用Wi-Fi连接。可以把它想象成一家邮购公司,它不是用三辆几乎装满的卡车递送来自三个客户的订单,而是把所有订单装进一辆卡车。

Wi-Fi 7通过多RU改进了OFDMA:采用新标准的路由器可以向单个客户端分配多个RU。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。

节电Wi-Fi操作

配备电池或充电电池的设备可以通过Wi-Fi 7更经济地使用无线连接。在这方面,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TWT与移动设备商定固定的传输时间。它们只能在此时才能到达。否则,它们将保持省电休眠状态。

Wi-Fi 7引入了受限目标唤醒时间,以确保无线频道始终空闲,以供绝对必须在固定时间进行的传输。它规定,只有指定的客户才能在此时进行传输,其他所有人都必须腾出无线电频道。

配备Wi-Fi 7的新路由器

为了能够使用Wi-Fi 7中的众多创新,你需要新的硬件–即带有Wi-Fi 7的路由器和中继器,以及带有合适无线电模块的笔记本电脑和智能手机。许多制造商已经发布了用于Wi-Fi 7的路由器和网状系统,你已经可以买到一些了。到2023年底,可用的产品将大幅增加,包括中继器以及笔记本和智能手机。

如果你依赖高速Wi-Fi,比如游戏,但如果你频繁地在家庭网络中传输大量数据以进行备份或视频编辑,那么切换到Wi-Fi 7尤其值得。由于Wi-Fi 7也让Wi-Fi传输更稳定,如果你的家庭网络有大量Wi-Fi客户端,或者想要无线覆盖一个大家庭,采用新标准的设备也是一个很好的选择。

最后但并非最不重要的一点是,一台带有Wi-Fi 7的路由器也是不受限制地将千兆位以上的在线连接引入家庭网络的先决条件:大多数型号的广域网连接速度为2.5 Gb/S。

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TP-Link今年早些时候宣布了七种带有Wi-Fi 7的网状系统和路由器,目前已有两种型号可供选择:售价700美元的Archer BE900是一款四频路由器,可以在6 GHz、5 GHz和2.4 GHz上建立四个Wi-Fi连接。它可以在每个频率上使用四个MIMO流,从而允许在6 GHz上传输高达11.5Gbit/S的数据,在5 GHz上传输略低于5.8Gbit/S的数据,在2.4 GHz上传输略低于1.4Gbit/S的数据。

它的两个10-Git端口可用于无线或局域网连接;您可以为其中一个端口配备适配器模块(SFP+),以连接光纤电缆进行内部联网。其他附加功能包括一个LED显示屏,可以显示时间、Wi-Fi速度或自己创建的图形等,以及一个小触摸屏,向游客显示访问客人Wi-Fi网络的二维码。

售价900美元的Deco BE85是一款适用于Wi-Fi 7的网状系统,带有两个基站。每个都有两个10Gb和两个2.5Gb的连接,可用于到调制解调器的Wi-Fi连接、到家庭网络设备的局域网连接以及站之间的直接连接(回程)。Wi-Fi传输通过每个频率(6 GHz、5 GHz、2.4 GHz)的四个MIMO流进行,导致最高数据速率分别约为11.5Gb/S、5.8Gb/S和1.4Gb/S。根据TP-Link的说法,如果站点使用10 Gb链路进行回程,高端网状网系统实际上可以在6 GHz链路上实现约9 Gb/S。TP-Link还承诺在秋季进行固件升级,以升级智能家居标准。

在Deco BE85之后,将推出更便宜的TP-Link网状系统,如Deco B75和Deco BE65。这两个系统都是三频系统。B75在6 GHz上使用四个MIMO流,在其他频率上使用两个MIMO流,而BE65在所有三个频率上使用两个MIMO流,并在2.4 GHz上使用Wi-Fi 6而不是Wi-Fi 7。

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TP-Link还提供两款顶级路由器,支持三频和四个MIMO流:售价600美元的Archer BE800和为游戏玩家提供额外设置的Archer GE800。价格较低的是Archer BE550,它也可以在三个频率上传输,但每个频率只能传输两个MIMO流。根据TP-Link的说法,所有配备Wi-Fi 7的路由器都支持Easy-Mesh标准:这使得即使使用不同制造商的Wi-Fi路由器也可以设置网状Wi-Fi网络。

华硕和Netkit的Wi-Fi 7路由器

华硕的头两款Wi-Fi-7路由器是ROG Rapture GT-BE98和RT-BE96U,主要面向希望从更高的Wi-Fi速度中获益的游戏玩家和网络专业人士。两者都使用所有三个频率,每个频率有四个MIMO流,因此最大数据速率约为11.5(6 GHz)、5.8(5 GHz)和1.4千兆位/S(2.4 GHz)。

GT-BE98游戏路由器有四个10Gb/S的局域网端口,RT-BE96U有两个,两个都有四个千兆端口。

NETGEAR的Nighthawk Rs700 Wi-Fi 7路由器也旨在实现最大速度,具有三个频率和四个MIMO数据流,以及两个10Gb端口。

支持Wi-Fi的智能手机和笔记本电脑7

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只有当你的客户端设备也支持Wi-Fi 7时,Wi-Fi 7的优势才能得到充分利用,但你仍然需要耐心。

已经有一些高端智能手机配备了适合Wi-Fi 7的硬件,如三星Galaxy S23 Ultra、华硕ROG Phone 7和OnePlus 11。

他们使用的是高通的骁龙8 Gen 2处理器,该处理器理解新标准。也就是说,直到最近,Wi-Fi 7还没有在任何智能手机上被激活。一些制造商承诺很快通过固件升级来激活新标准,而另一些制造商则没有承诺这样做。到今年年底,Wi-Fi 7智能手机的范围将会增加,因为CPU制造商Mediatek也以Dimensity 9200的形式宣布了与Wi-Fi 7兼容的硬件。

第一批配备Wi-Fi 7的笔记本电脑应该也会在今年年初上市。英特尔可能会推出一个合适的Wi-Fi模块,以及它的第14代酷睿Meteor Lake处理器,可能会以Be200的型号命名。

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