Wi-Fi技術(shù)隨著新標準的涌現(xiàn)而不斷發(fā)展。Wi-Fi 6、Wi-Fi 6E和Wi-Fi 7預計將在未來幾年主導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、汽車、工業(yè)和其他物聯(lián)網(wǎng) （IoT） 應用中開拓眾多新商機。

但是，為了高效地進入這些市場，Wi-Fi供應商必須不斷提供更多的可擴展解決方案，支持針對成本和能效進行優(yōu)化的低端物聯(lián)網(wǎng)應用，以及最大限度發(fā)揮新標準固有優(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、消費和工業(yè)市場不斷變化的需求。

同時，Wi-Fi技術(shù)與其他無線連接技術(shù)（例如藍牙、Zigbee、Thread、超寬帶 （UWB） 和近場通信 （NFC） 等）的集成度也進一步提高，從而更好地支持廣泛的新興用例，以便充分利用每項技術(shù)的獨特優(yōu)勢。

此外，隨著Wi-Fi支持新的頻段、瞄準新的用例并嘗試提高性能，射頻前端 （RFFE） 也必須加以改進。RFFE解決方案只有從低端1x1擴展到高端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)、設計和集成。這也成為跨多個垂直領(lǐng)域促進新Wi-Fi標準過渡的關(guān)鍵。

再有，能夠應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標準（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商（例如恩智浦，點擊進入恩智浦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)：容納更多設備、支持新用例、瞄準新市場，以及應對未來無線流量和客戶采用率的巨大預期增長所帶來的新要求。Wi-Fi 網(wǎng)絡必須支持高吞吐量和低延遲應用，例如智能手機、視頻流、游戲和增強現(xiàn)實 （AR）/虛擬現(xiàn)實 （VR），同時還要降低功耗，并提高各類物聯(lián)網(wǎng)應用中密集和異構(gòu)部署的性能。與以往任何時候相比，現(xiàn)在都更需要強大、可靠和高性能的Wi-Fi網(wǎng)絡。無論是家庭還是企業(yè)部署，Wi-Fi網(wǎng)絡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，這在很大程度上要歸功于其在智能手機中的廣泛普及（如下方圖1所示）。未來十年，Wi-Fi的增幅同樣可觀，其目標市場， 例如汽車、智能家居、家庭娛樂、游戲、可穿戴設備以及各種新興物聯(lián)網(wǎng)應用都將保持不斷增長，設備數(shù)量預計將從2019年的31億臺增長到2025年的45億臺。ABI Research預測，到2025年，支持Wi-Fi設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設備的出貨量，2010年至2025年

下一代Wi-Fi

為了適應日益增長的需求并且更高效地瞄準這些市場，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，帶來了多項新特性和增強功能，多個指標都體現(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 的主要增強功能

簡而言之，Wi-Fi 6代表了傳統(tǒng)Wi-Fi標準的一次突破，尋求提供更高效的實際性能，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設備的龐大安裝基礎，仍可在部署后輕松連接至網(wǎng)絡。同時，Wi-Fi 6還引入了其他Wi-Fi安全功能 （例如Wi-Fi保護接入3（WPA3）），以強化加密性能，使該技術(shù)比以往任何時候都更加安全。

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 （AP） 和客戶端領(lǐng)域蓬勃發(fā)展，眾多路由器、旗艦智能手機、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等大容量設備。NETGEAR、ASUS、TP-Link和D-Link等家庭路由器已經(jīng)支持這項技術(shù)，而Cisco、Aruba、華為、Extreme Networks、Mist/Juniper和Cambium Networks等企業(yè)級供應商也已開始提供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預計，在越來越多的市場中，各種設備類型將迅速過渡到Wi-Fi 6， 包括智能手機和平板電腦、個人計算機 （PC）、家庭娛樂、游戲、汽車、可穿戴設備、智能家居以及許多不同垂直領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)應用。

如下方圖2所示，ABI Research預測，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、無法預測這一認知的影響，并且這種影響仍將持續(xù)，這使其很難用于需要嚴格延遲、穩(wěn)健性和確定性性能的關(guān)鍵任務應用與用例。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、可靠性以及服務質(zhì)量 （QoS） 的技術(shù)；而且適用于各種不同的設備類型，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)絡的需求不斷增長，導致?lián)砣觿　⑿阅苁芟藓蚎oS降低。大多數(shù)Wi-Fi設備使用的數(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、應用程序和固件更新、數(shù)字下載、社交網(wǎng)絡、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現(xiàn)。Cisco預測，到2022年Wi-Fi設備將占全部互聯(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)實施了各種封鎖措施，這導致Wi-Fi網(wǎng)絡的擁塞情況更為嚴重。一些公司 （例如ASSIA） 報告稱，在2.4 GHz頻段內(nèi)，擁塞率高達10%，而在5 GHz頻段中則高達30%。在全球抗擊新冠疫情形勢下，許多新用例應運而生，要求高吞吐量、低延遲、穩(wěn)健、可靠和高效網(wǎng)絡的5G級服務也不斷興起。為了在各類企業(yè)環(huán)境中為5G蜂窩連接提供基礎和補充，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)預計也將跟進這一舉措。

因此，Wi-Fi 6及其新特性已擴展到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將遠甚于往，并能解決Wi-Fi當前面臨的許多重要挑戰(zhàn)。

但是，為了實現(xiàn)這一目標，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。這需要強大的訪問芯片組組合，為消費者、服務提供商和企業(yè)AP提供各種不同的價格點；低功耗物聯(lián)網(wǎng)芯片組、藍牙組合芯片組，以及強化與其他物聯(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） 應用。

領(lǐng)先的Wi-Fi和無線連接芯片組供應商 （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。

本白皮書旨在強調(diào)Wi-Fi 6和Wi-Fi 6E在各個垂直領(lǐng)域的優(yōu)勢，同時深入探討Wi-Fi的市場機遇、挑戰(zhàn)、建議 和預測。另外還將著重介紹新興芯片組如何應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