在之前幾期技術分享的文章中我們介紹了LPWAN（低功耗廣域網），其中包括LoRa、NB-IoT、eMTC以及SigFox四種。之后幾篇文章筆者將分享短距無線通信技術相關內容。而短距離無線通信技術有我們熟知的Wi-Fi、ZigBee、藍牙以及Z-Wave，今天我們就來揭開Wi-Fi的神秘面紗。

《LoRa為什么這么“神”？》

《LPWAN技術之——NB-IoT》

《eMTC和LoRa、NB-IoT有什么關系？》

《SigFox能否起死回生，再次比肩LoRa？》

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短距離無線通信技術

第一期：Wi-Fi

過去的20多年，Wi-Fi靠著僅有的2.4GHz和5GHz兩個頻段，承載著不斷增長的網絡需求。ABI Research顯示，2022年Wi-Fi上傳流量激增80%，Wi-Fi數據流量已超過蜂窩流量，且成為流量增量貢獻最大的接入方式。

隨著超高吞吐量和低延遲應用程序日益增多，第七代Wi-Fi技術（Wi-Fi 7）正在加緊研究中，Wi-Fi 7也稱為IEEE 802.11be。Wi-Fi 7具有極高的吞吐量，旨在為設備提供更快、更高效的無線連接，讓數據傳輸進入一個屬于Wi-Fi 7的全新時代。

Wi-Fi技術的演變

01

802.11

發布時間：1997 年

定義了帶有沖突避免 (CSMA/CA) 協議的載波偵聽多路訪問協議以及局域網 (LAN) 中數據通信設備的兼容互連。

02

802.11b

發布時間：1999 年

別稱：Wi-Fi 1（第一代 Wi-Fi）

802.11b理論最大數據速率為11 Mbps，利用了原始標準的CSMA/CA 媒體訪問技術，吞吐量提高，價格明顯降低，802.11b 作為無線局域網協議得到廣泛接受。

03

802.11a

發布時間：1999 年

別稱：Wi-Fi 2（第二代 Wi-Fi）

IEEE 802.11a 標準采用與原始標準相同的核心協議，但頻率更高（5 GHz），它的理論數據速率為54Mbps，其他數據速率為6 Mbps、9 Mbps、12 Mbps、18 Mbps、24 Mbps、36 Mbps和48 Mbps。但它不能與802.11b互操作，因為它在不同的未許可ISM頻段中運行。

04

802.11g

發布時間：2003 年

別稱：Wi-Fi 3（第三代 Wi-Fi）

802.11g 的理論吞吐量同樣為54 Mbps，它是流行的 802.11b 規范的繼承者，其最大吞吐量為11 Mbps，兩者都使用2.4 GHz頻段，但802.11g使用 OFDM，802.11g向后兼容并支持802.11b和802.11g客戶端。

05

802.11n

發布時間：2009 年

別稱：Wi-Fi 4（第四代 Wi-Fi）

802.11n是繼802.11a、802.11b和802.11g之后的下一個IEEE 802.11標準。作為802.11系列標準的補充。8021.11n 使用稱為多輸入/多輸出 (MIMO) 的技術和更寬的射頻信道，還提供了一種稱為“幀聚合”的機制來減少傳輸之間的時間，向后兼容 802.11b/g 設備。

06

802.11ac

發布時間：2014 年

別稱：Wi-Fi 5（第五代 Wi-Fi）

802.11ac的理論最大速度為1300 Mbps (1.3 Gbps) - 2300 Mbps (2.3 Gbps)，802.11ac建立在802.11n提供的功能之上，以提高吞吐量、帶寬和速度。

07

802.11ax

發布時間：2019 年

別稱：Wi-Fi 6（第六代 Wi-Fi）

IEEE 802.11ax是第六代 Wi-Fi，建立在802.11ac的優勢之上。它通過使用更密集的調制方案、更小的子載波間隔和基于調度的資源分配來提供更高的無線容量和可靠性。802.11ax是一種在2.4 GHz和5 GHz頻段工作的雙頻段技術，即使對于較低頻段也能提供速度升級，可以在最大程度地兼容802.11a/b/g/n/ac客戶端。

08

802.11be

發布時間：2024 年（待發布）

別稱：Wi-Fi 7（第七代 Wi-Fi）

Wi-Fi 7是用于路由器和調制解調器的最新Wi-Fi技術，其速度比Wi-Fi 6快四倍。這種巨大的吞吐量支持虛擬現實（VR）、低延遲游戲和更高質量的流媒體。雖然它會改變你使用網絡的方式，但要到2024年才能完全使用。認證的Wi-Fi 7設備預計要到2025年才能在市場上普及。

Wi-Fi 7的速度將達到高達46 Gbps的速度，一臺路由器可連接更多設備，每個設備都使用巨大的吞吐量和正交幅度調制（QAM）來實現更高效的無線連接。

Wi-Fi 7的時間節點

Wi-Fi 7 比之 Wi-Fi 6 有什么不同？

Wi-Fi 7比現在使用的Wi-Fi 6快得多，更多的數據通過管道傳輸到更多設備，所有這些都不需要影響到彼此的使用體驗。當你想在樓上觀看游戲，而你的伴侶在書房里播放電影，孩子們在臥室里用VR耳機玩“星球大戰”時，你的這些同步操作也將沒有任何緩沖問題。

下圖是Wi-Fi自1997年以來不同標準的時間表，由Wi-Fi聯盟共享：

Wi-Fi 7具體優勢特點：

①速度更快

很難想象Wi-Fi 7有相差如此大的速度升級。因為從理論上來說，9.6 Gbps的最高速度到46 Gbps的四倍速度跳躍是極端的。其次，現階段的Wi-Fi6相對來說也是能夠滿足目前的傳輸需求的，為什么還會推出如此高速版本的無線技術呢？

下表顯示了Wi-Fi 6（2019）和Wi-Fi 7（2024）之間的速度差異。這種額外的速度將開辟使用互聯網的全新方式。例如，你可以虛擬地試穿一雙鞋子或穿戴眼鏡，它會讓你能夠有一種試用的“實感”，以至于你將在購物過程中節省大量時間和金錢。

②更低的延遲

與Wi-Fi 6相比，Wi-Fi 7的延遲要低得多。雖然將速度翻了兩番是一個很大的飛躍，但速度的提高對延遲有很大的多米諾骨牌效應，延遲是你在會議、游戲和流媒體時遇到的延遲。根據微軟的說法，你會看到一般的延遲會降低100倍，VR設備的延遲將降低15倍，而這大大減少了加載及緩沖時間。

延遲的巨大下降具有深遠的實際應用，可以創建令人難以置信的沉浸式Web體驗。Wi-Fi 7更寬的320 MHz信道和未經許可的6 GHz頻段將讓你獲得比你現在習慣的更豐富（更少故障）的現實游戲、遠程工作、醫療保健和教育體驗。

③多鏈路功能

雖然Wi-Fi 6可以同時為筆記本電腦、手機和平板電腦等多個設備提供服務，這種信號共享很方便，但它會產生延遲問題。在這個方面Wi-Fi 7明顯做得更好。這是因為Wi-Fi 6采用MU-MIMO技術，一次最多支持四臺設備。MU-MIMO技術將單個信號拆分為較小的信號，這意味著多個設備共享相同的信號。

相比之下，Wi-Fi 7使用多鏈路操作，具有多個信號來支持多個設備。因此，Wi-Fi 7路由器將優先考慮未使用的信道。當你向網絡添加越來越多的設備時，無線路由器會回退MU-MIMO技術來共享頻道。

④更高的數據傳輸質量

Wi-Fi 6依靠1024-QAM更有效地使用無線電信號來發送和接收更多數據。這種1K QAM架構使Wi-Fi 6的速度比Wi-Fi 5提高了25%。在大規模升級中，Wi-Fi 7使用4K QAM，其速度比Wi-Fi 6E高出四倍。

作為Wi-Fi 7調制解調器的用戶，更高的QAM不是為你帶來額外的好處，而是標準更快速度背后的“原因”。

Wi-Fi 的發展前景

Omdia在2023年LTE/5G專網的相關趨勢觀察中曾表示，“在專網領域，2023年將是Wi-Fi 6（而非 5G）蓬勃發展的一年”， 40%的企業選擇或考慮使用Wi-Fi替代私網，遠超公眾蜂窩網絡。Wi-Fi 6不會完全替代5G，只會對特定場景起替代作用。5G時代，Wi-Fi 6在專網領域的競爭已顯而易見，Wi-Fi 7（預計2024年底發布）對于6G（預計2030年左右）的競爭仍會延續。

Wi-Fi聯盟預測2024年全球將有數十億人和180億臺設備依賴Wi-Fi連接入網，Wi-Fi設備出貨量將增至每年40億臺。Wi-Fi在世界范圍內實際落地情況與ITU的頻譜分配及當地頻譜政策有關。

Wi-Fi有兩個頻段范圍2.4GHz和5GHz，但這兩個頻段內非授權頻譜有限且擁擠，有些國家和地區開始將Wi-Fi頻段向6GHz擴展，6GHz能提供更大的帶寬、更快的速度和更多容量。Wi-Fi 7需要320MHz連續信道支持，急需擴大頻段范圍。但對于是否將6GHz頻段作為非授權頻段允許Wi-Fi接入，各國態度不同。美國、加拿大、韓國等地明確將6GHz全部頻段可供Wi-Fi使用；歐盟、俄羅斯等地將6GHz頻段分段使用；中國、亞洲及非洲部分地區尚未明確6GHz分配政策。

當前我國5G發展全球領先，5G和6G發展也在尋求更多的頻譜資源支持，頻譜資源具有稀缺性，Wi-Fi 7未來國內規模化商用能否獲得6GHz頻段支持尚不明確，因此處理好Wi-Fi 7與5G/6G之間的協同關系尤為重要。