過去十年,Wi-Fi技術(shù)在峰值速率方面的提升令人矚目。從Wi-Fi 4到Wi-Fi 6E,理論峰值速率已經(jīng)達(dá)到了數(shù)Gbps甚至更高,完全能夠滿足高清視頻流、云服務(wù)、AR/VR等大部分應(yīng)用的帶寬需求。在多數(shù)家庭和企業(yè)環(huán)境中,Wi-Fi的傳輸速率已經(jīng)超過實(shí)際應(yīng)用需求。然而,在現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中,連接體驗(yàn)往往并非由理論速率決定。信號(hào)遮擋、多設(shè)備干擾、室內(nèi)布局復(fù)雜以及設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中漫游切換時(shí)的延遲,都可能導(dǎo)致用戶感受到的連接質(zhì)量大打折扣——Wi-Fi 8正是在這樣的背景下孕育而生。
此前,筆者在《還沒用上Wi-Fi 7,Wi-Fi 8就要來了!這將重塑物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵場(chǎng)景》一文中介紹過:不同于以往各代Wi-Fi技術(shù)單純追求峰值速率,Wi-Fi 8的設(shè)計(jì)目標(biāo)是在高擁塞、易受干擾且移動(dòng)性強(qiáng)的環(huán)境中,也能提供穩(wěn)定、低時(shí)延且近乎無損的連接體驗(yàn)。
在此過程中,6GHz頻段成為Wi-Fi 8實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)的關(guān)鍵基石——6GHz頻段具備帶寬寬、干擾少的特點(diǎn),能夠支持連續(xù)、寬信道的傳輸,這為Wi-Fi 8的高級(jí)功能提供了必要條件;缺乏連續(xù)、干凈的6GHz頻段,Wi-Fi 8的核心能力將無法充分發(fā)揮,也會(huì)在設(shè)備普及和用戶體驗(yàn)上形成限制。基于此,本文將來聊聊依賴6GHz 的Wi-Fi 8關(guān)鍵功能,以及各國(guó)頻譜政策對(duì)未來Wi-Fi 8 產(chǎn)業(yè)生態(tài)發(fā)展的影響。
三個(gè)依賴6GHz的Wi-Fi 8關(guān)鍵功能
6GHz頻段(5925–7125 MHz)已成為下一代Wi-Fi 的關(guān)鍵頻譜層,為AI驅(qū)動(dòng)與低時(shí)延應(yīng)用提供所需的性能、可靠性與智能能力——其重要性始于2020年4 月,美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)向Wi-Fi全面開放整個(gè)6GHz頻段,這一舉措解鎖了一塊干凈且高容量的頻譜,為 Wi-Fi 6E帶來了動(dòng)力,并為更寬信道、更低時(shí)延和千兆級(jí)吞吐奠定了基礎(chǔ)。
Wi-Fi 7在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步擴(kuò)展,加入了320 MHz信道(是Wi-Fi 6E的兩倍帶寬)以及多鏈路操作(MLO),允許設(shè)備同時(shí)跨多個(gè)頻段連接。這些進(jìn)步帶來了多千兆速率和更具韌性的Mesh網(wǎng)絡(luò),尤其適用于高密度的企業(yè)與住宅環(huán)境。
Wi-Fi 8更進(jìn)一步,通過重新設(shè)計(jì)6GHz頻段的使用方式,將重點(diǎn)從追求峰值速率轉(zhuǎn)向提升可靠性、確定性與智能協(xié)同。隨著大量AI計(jì)算負(fù)載設(shè)備涌現(xiàn),Wi-Fi 8引入若干依賴寬帶、低干擾頻譜才能按設(shè)計(jì)運(yùn)行的新特性:
① 多接入點(diǎn)協(xié)同(MAPC)
Wi-Fi 8最具變革性的能力之一,將蜂窩網(wǎng)絡(luò)技術(shù)——協(xié)作多點(diǎn)(CoMP)——引入Wi-Fi領(lǐng)域。它不再局限于“設(shè)備與單一 AP”之間的傳統(tǒng)一對(duì)一關(guān)系,而是允許多個(gè)接入點(diǎn)同時(shí)對(duì)同一設(shè)備進(jìn)行發(fā)送與接收。
多接入點(diǎn)協(xié)同(MAPC)在前代 Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)管理能力的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展,使多個(gè)接入點(diǎn)能夠通過以下機(jī)制作為一個(gè)統(tǒng)一系統(tǒng)運(yùn)行:
協(xié)調(diào)時(shí)分多址(c-TDMA):AP 可以通過優(yōu)先傳輸和輪流傳輸不重疊的信號(hào)來與其他 AP 共享傳輸機(jī)會(huì)。這樣一來,即使在繁忙的家庭中,干擾和擁堵也會(huì)減少,速度更穩(wěn)定,延遲更低,連接也更可靠。
協(xié)調(diào)空間復(fù)用(c-SR):AP 之間相互通信,并使用動(dòng)態(tài)功率調(diào)整來避開覆蓋區(qū)域重疊,從而防止重疊區(qū)域內(nèi)的客戶端受到干擾。這有助于提高 AP 附近的網(wǎng)速,減少網(wǎng)速下降,并提升通話和流媒體播放的流暢度。
自適應(yīng)功率控制與頻率選擇:根據(jù)環(huán)境干擾和終端分布動(dòng)態(tài)調(diào)整功率與信道。
跨 AP 集群的負(fù)載均衡:實(shí)現(xiàn)用戶與接入點(diǎn)之間的流量?jī)?yōu)化分配,提升整體網(wǎng)絡(luò)吞吐和穩(wěn)定性。
這些技術(shù)需要干凈且寬裕的6GHz信道,避免傳統(tǒng)設(shè)備干擾。分析師Dean Bubley強(qiáng)調(diào):“要讓相鄰的AP能夠同時(shí)使用多個(gè)160/320 MHz信道而不產(chǎn)生干擾,就必須擁有足夠的總頻譜……換句話說,足夠的頻譜是家庭和企業(yè)場(chǎng)景中這些新興應(yīng)用的基本要素,而完整的6 GHz頻段將發(fā)揮核心作用,因?yàn)樗軌蛑С?條 320MHz或7條160 MHz信道。”
未來,MAPC 將為工業(yè)自動(dòng)化、機(jī)器人、AR/VR等需要確定性低時(shí)延的負(fù)載提供支持,并成為Wi-Fi 8性能提升的關(guān)鍵動(dòng)力。
② 上行鏈路增強(qiáng)(ELR與DRU)
Wi-Fi 8在上行方向的性能大幅提升,使標(biāo)準(zhǔn)更符合AI 設(shè)備“發(fā)送多于接收”的特點(diǎn)。
增強(qiáng)型長(zhǎng)距離(ELR):Wi-Fi 8采用更強(qiáng)大的封包結(jié)構(gòu)與編碼方式,大幅提升家中邊緣區(qū)域的覆蓋范圍,裝置可在更遠(yuǎn)距離與路由器保持穩(wěn)定連線,非常適合用于閣樓、車庫(kù)或戶外空間等環(huán)境,這能提升攝像頭、室外傳感器等邊緣設(shè)備的上行覆蓋范圍。
分布式資源單元(DRU):DRU有助于低功率或遠(yuǎn)距離的裝置被路由器清晰地接收,上傳(例如視訊通話或攝影機(jī))變得更穩(wěn)定,這為低功耗室內(nèi)設(shè)備(LPI)提供更靈活的音調(diào)和子載波分配能力。
這些增強(qiáng)依賴6GHz頻段的連續(xù)性與低噪聲底,使網(wǎng)絡(luò)在覆蓋與上行確定性方面都能保持穩(wěn)定 —— 這對(duì)可穿戴設(shè)備、智能眼鏡、筆記本電腦、機(jī)器人以及實(shí)時(shí)傳感器尤其關(guān)鍵。
③ 低時(shí)延漫游
借鑒蜂窩網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)性模型,Wi-Fi 8引入無縫漫游機(jī)制,大幅縮短設(shè)備在接入點(diǎn)之間的重新關(guān)聯(lián)時(shí)間。不再需要每次移動(dòng)都重新協(xié)商;接入點(diǎn)集群會(huì)維護(hù)一個(gè)統(tǒng)一移動(dòng)列表(UML),記錄已連接設(shè)備,實(shí)現(xiàn)近乎瞬時(shí)的切換。
這一機(jī)制依賴在干凈的6GHz信道上運(yùn)行的協(xié)調(diào)AP集群,使漫游具備可預(yù)測(cè)性和低競(jìng)爭(zhēng)性,從而滿足 AR/VR、自主系統(tǒng)以及不間斷關(guān)鍵通信的需求。
碎片化6GHz政策對(duì)Wi-Fi 8普及的影響
雖然Wi-Fi 8的一些關(guān)鍵功能依賴6GHz,但全球各地的 6GHz政策并不統(tǒng)一,這對(duì)Wi-Fi 8的部署和普及產(chǎn)生了顯著影響。
美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)于2020年4月宣布采用免授權(quán)許可方式開放6GHz頻譜,將其1200M帶寬全部用于無線局域網(wǎng),以推動(dòng)下一代Wi-Fi技術(shù)的發(fā)展,維持其在Wi-Fi芯片、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)上的話語權(quán)優(yōu)勢(shì);而中國(guó)工信部則于2023年6月發(fā)布了新版《中華人民共和國(guó)無線電頻率劃分規(guī)定》,明確了率先在全球?qū)?GHz(6425-7125MHz)全部或部分頻段劃分用于5G/6G 系統(tǒng)。
而后在 2023 年世界無線電通信大會(huì)(WRC-23)上,各國(guó)代表就6GHz頻段劃分用于國(guó)際移動(dòng)通信(IMT,含5G/6G)系統(tǒng)達(dá)成共識(shí),形成了新決議:1區(qū)(歐洲、非洲、俄聯(lián)邦和阿拉伯國(guó)家地區(qū))劃分整個(gè)6425-7125MHz頻段用于IMT;2 區(qū)(美洲地區(qū))部分國(guó)家劃分整個(gè)6425-7125MHz頻段用于IMT;3 區(qū)(亞太地區(qū))劃分整個(gè)7025-7125MHz頻段用于IMT,在此基礎(chǔ)上,3區(qū)部分國(guó)家劃分6425-7025MHz頻段用于 IMT。同時(shí),大會(huì)在WRC-27(2027 年世界無線電通信大會(huì)) IMT新議題決議中表明,未來其他亞太國(guó)家可以直接加入6425-7025MHz頻段劃分腳注,國(guó)際電信聯(lián)盟無需對(duì)此再次開展額外的技術(shù)和規(guī)則研究。
根據(jù)網(wǎng)絡(luò)公開資料,目前各國(guó)的6GHz頻段劃分情況如下:
美國(guó)/韓國(guó)/加拿大:將整個(gè)6GHz頻段(5925-7125 MHz)全面開放給免許可Wi-Fi使用。
歐盟/日本/印度/澳大利亞/印度:僅開放5925–6425MHz(500 MHz)給Wi-Fi,6425–7125 MHz 留給5G/6G或繼續(xù)觀望;
中國(guó):6425–7125MHz明確劃歸5G/6G,5925–6425MHz尚無定論。
截止目前,中國(guó)已成為全球主要經(jīng)濟(jì)體中唯一尚未向 Wi-Fi開放6GHz低頻段的國(guó)家,這意味著 Wi-Fi 產(chǎn)業(yè)升級(jí)步伐受阻。因此,有不少業(yè)內(nèi)人士發(fā)表評(píng)論文章指出——應(yīng)盡快明確開放6GHz低頻段(5925-6425 MHz)用于免許可Wi-Fi,加速支持Wi-Fi 6E/7的規(guī)模化部署。
整體來看,碎片化的6GHz政策不僅影響用戶實(shí)際體驗(yàn),也影響企業(yè)部署決策。Dell’Oro Group 研究總監(jiān) Sian Morgan 提及了一種廠商策略:使用軟件定義無線電(SDR),讓同一無線電設(shè)備既可在6GHz工作,也可作為額外的5GHz無線電。在三頻接入點(diǎn)中,例如可以配置為2.4GHz+兩個(gè)5GHz,或者2.4GHz+5GHz +6GHz —— 都通過軟件控制;另一種策略是提供不支持6GHz的接入點(diǎn),以降低成本,因?yàn)槊吭黾右粋€(gè)無線電都會(huì)增加硬件開銷。對(duì)于不需要、不了解或無法使用6GHz的客戶,廠商可能會(huì)以這些低成本型號(hào)為主,降低物料成本。
但對(duì)于企業(yè)和其他終端用戶來說,這可能意味著更高的成本:“廠商需要支持的SKU越多,總體成本就越高,而這些成本最終會(huì)轉(zhuǎn)嫁給企業(yè)。”Dell’Oro 還觀察到 Wi-Fi 7的另一趨勢(shì):即便在6GHz可用的市場(chǎng),一些廠商仍在推廣不支持該頻段的雙頻接入點(diǎn)。企業(yè)可能不會(huì)意識(shí)到這一點(diǎn)——他們只看到“Wi-Fi 7”,就會(huì)默認(rèn)它比 Wi-Fi 6更好。Morgan解釋說,如果企業(yè)對(duì)6GHz的重要性不了解,那么不支持6GHz的低成本接入點(diǎn)看起來可能完全沒問題,他們甚至可能不會(huì)注意到自己錯(cuò)過了 6GHz帶來的全部能力。這個(gè)問題在Wi-Fi 8的普及周期中仍將持續(xù)存在。
移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展離不開頻譜資源的科學(xué)規(guī)劃和合理供給,從移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)的跨越式發(fā)展歷程來看,頻譜的準(zhǔn)備一般早于移動(dòng)通信代際更迭大約 5 至 10 年。Wi-Fi 8 的誕生標(biāo)志著無線連接技術(shù)從單純追求速率向可靠性、確定性和智能化協(xié)同的轉(zhuǎn)變。在這一過程中,6GHz 頻段不僅是性能的基礎(chǔ),更是高級(jí)功能落地的關(guān)鍵支撐。然而,全球政策的不一致將直接影響 Wi-Fi 8 的普及速度和用戶體驗(yàn)。
對(duì)產(chǎn)業(yè)和企業(yè)而言,理解 6GHz 的戰(zhàn)略意義、關(guān)注各地區(qū)政策動(dòng)態(tài),以及在設(shè)備選型和網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中充分考慮頻譜特性,將是充分發(fā)揮 Wi-Fi 8 潛力的關(guān)鍵。
參考資料:
《Wi-Fi 6E introduced the 6 GHz band; Wi-Fi 7 maximized it; now Wi-Fi 8 will rearchitect how it’s used》,rcrwireless
《Wi-Fi 8 is taking shape, but the lack of universal 6 GHz access threatens to limit performance and distort regional rollouts》,rcrwireless
《碎片化的6GHz頻段政策將如何影響 Wi-Fi 8 的普及?》,千家網(wǎng)
《什么是 WiFi 8: 邁入極致穩(wěn)定的新時(shí)代》,TP-LINK
《定了!工信部劃分6GHz頻譜,Wi-Fi 7還有機(jī)會(huì)嗎?》,物聯(lián)網(wǎng)智庫(kù)
《WRC-23觀察 | 大勢(shì)所趨 業(yè)界所向——6GHz頻段劃分用于5G/6G的全球規(guī)則基礎(chǔ)已建立》,無線電管理局
《6GHz頻譜“爭(zhēng)奪戰(zhàn)”:全球通信業(yè)的角力與博弈》,通信世界
《中國(guó)對(duì)6GHz頻譜的劃分為何還遲遲未定?》,F(xiàn)ocus光通信
本文作者:Sophia
本文來源:物聯(lián)網(wǎng)智庫(kù)
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