Wi-Fi 7開啟萬兆網絡時代 射頻前端重定義連接:快還要穩

這個夏天,空調、西瓜少不了,還有一個不能少的就是Wi-Fi無線網絡了,沒有它,吃瓜都沒什麼味道,畢竟邊吃邊用Wi-Fi刷微博、刷視頻才是夏日消遣時光的奧義。

吃瓜要吃甜甜的、涼涼的,Wi-Fi當然也要速度快快的,信號穩穩的,人們對Wi-Fi網速及信號的追求是沒有極限的,特別是現在500M、1000M寬帶逐漸開始普及,很多人家裡都換了Wi-Fi 6網絡,更新一代的Wi-Fi 7也接踵而至。

按照現在的發展趨勢,最快明年的夏天大家就有可能吃着西瓜用上Wi-Fi 7上網了。

Wi-Fi 7有什麼變化?這次能替代有線接口了

什麼是Wi-Fi 7?它對應的是IEEE 802.11將發佈新的修訂標準IEEE 802.11be,是Wi-Fi 6/6E的繼任者,對比Wi-Fi 5到Wi-Fi 6升級只帶來了有限的網速提升,Wi-Fi 6到Wi-Fi 7重新將重點放在速度上,數據傳輸速度可達40Gbps。

這樣的速度是什麼概念?且不說大家的寬帶多數在1Gbps以內,就算是目前電腦最快的接口,比如雷電3/雷電4、USB4等,其速度也不過40Gbps,所以Wi-Fi 7這一代的速度真的可以取代有線接口了。

Wi-Fi 7開啟萬兆網絡時代 射頻前端重定義連接:快還要穩
圖片來源於國金證券研報

為了實現這樣的高速,Wi-Fi 7也採用了大量新技術,進一步拓展了帶寬(可高達 320 MHz),使用更新的4096-QAM調製技術來提高速率,還創新的採用了Multi-RU、Multi-Link和增強MU-MIMO等新技術。

除了速度,大家還很關心Wi-Fi 7的信號、延遲等問題,在Wi-Fi 7中也有對應的技術解決,比如「前導碼打孔(Preamble Puncturing)」就能解決信號干擾問題,多鏈路操作(MLO)技術能讓設備跨越不同頻段和通道,降低延遲,提升可靠性。

Wi-Fi 7還有一個重要改進就是能夠容納更多的用戶聯網,之前大家都體驗過連接的設備多了,Wi-Fi速度明顯下滑的情況,現在Wi-Fi 7中單個信道可以容納500多個用戶,家庭及企業使用都無壓力。

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簡單來說,Wi-Fi 7的提升是全方位的,理論帶寬已經可以取代有線網絡/接口了,而且信號、延遲也進一步改善,更多的設備聯網也能保證足夠多的速度。

Wi-Fi 7的超高速、低延遲等特性也不只是可以用於手機、路由器,還為其他領域的擴展做好了準備,比如XR擴展現實技術,它對延遲的要求很高,還要極高的刷新率,需要高速網絡才行,Wi-Fi 7才能滿足這麼高的要求。

另外,智能汽車、物聯網、雲遊戲及最近爆火的元宇宙等領域同樣需要Wi-Fi 7,超高的網速及穩定可靠的連接都是Wi-Fi 7可以發揮優勢的地方。

Wi-Fi 7雖好 技術挑戰也不小

不論從哪方面的體驗來看,Wi-Fi 7都是很好很強大,但是它帶來的技術挑戰同樣是高難度的,特別是射頻前端,實現穩定、高速的30-40Gbps速度需要一系列技術解決方案。

射頻前端(RFFE)是無線通信模塊的三大核心組件之一(其他的是天線及主芯片),主要用於信號發射、信號接收過程中二進制信號和無線電磁波信號的相互轉換:在發射信號的過程中將二進制信號轉換成高頻率的無線電磁波信號,而在接收信號的過程中將收到的電磁波信號轉換成二進制數字信號。

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射頻前端主要與手機蜂窩網絡及Wi-Fi設備有關。

根據Yole對蜂窩、WiFi、GNSS對應的射頻前端市場空間的統計,其中蜂窩移動通信相關的射頻前端芯片份額能佔到80%以上,Wi-Fi射頻前端的市場佔比在15%左右,不過隨着Wi-Fi 6及Wi-Fi 7的推廣普及,重要性也會逐漸擴大。

在手機射頻前端芯片領域,高通在2021年做到了收入全球第一,現在也在加快擴展手機之外的射頻芯片市場,最近兩年在Wi-Fi領域動作頻頻,特別是Wi-Fi 6的普及離不開高通的全力推廣,從手機中的驍龍平台再到路由器都應用了高通的大量技術,比如Wi-Fi 6中的OFDMA就是高通牽頭引入的。

在現在的Wi-Fi 7中,4K QAM調製技術也是高通率先在Wi-Fi 6中就已經標準化的,目前高通還與電氣電子工程師學會(IEEE)或Wi-Fi聯盟(WFA)持續合作,進一步完善Wi-Fi 7技術。

高通發佈全新Wi-Fi 7射頻前端模組:可與5G共存

Wi-Fi 7帶來的技術挑戰是全方位的,從芯片到天線再到射頻都需要完善的解決方案,而且還有一個問題要解決,那就是在當今5G時代,5G與Wi-Fi 7是需要共存的,這也讓射頻前端的設計更加複雜。

在這方面,高通公司反而有了先天的優勢。在2021財年,高通在射頻前端領域收入排名第一,而今年3月,ABI發佈報告《無線連接技術細分和潛在市場》顯示,從Wi-Fi路由器到客戶端設備,高通目前在Wi-Fi產品領域的出貨量都位居全球第一。

在Wi-Fi 7方面,高通也是行動最早的公司之一,今年以來已經發佈了多個Wi-Fi 7解決方案。

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在手機端,今年2月,高通發佈了全球首個且速度最快的Wi-Fi 7商用解決方案FastConnect 7800,也是業內最先進的移動端Wi-Fi和藍牙連接系統,峰值傳輸速度可達5.8Gbps,而且時延不到2ms。

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在路由器方面,5月份高通又發佈了全球最具擴展性的商用Wi-Fi 7專業網絡解決方案——第三代高通專業聯網平台,覆蓋企業級無線AP、家用Mesh、運營商網關、遊戲路由器、5G FAW網關等等應用場景。

第三代高通專業聯網平台擁有極高的吞吐量、極佳的確定性時延,系統最大物理層(PHY)速率高達33Gbps(3.3萬兆),單個信道的無線物理層速率也提升至11.5Gbps(1.15萬兆),而且單個信道的用戶容量就超過500個。

一個多月後的現在,高通在Wi-Fi 7上再進一步,推出了全新的射頻前端模組,高通的Wi-Fi 7生態正在一步步圓滿。

這次的射頻前端模組不僅支持Wi-Fi 7的諸多新特性,同時還可與其他技術共存,包括5G和Wi-Fi 6E,還可以和高通ultraBAW濾波器配合,以支持5G/Wi-Fi並發。

這次的全新射頻前端模組不僅可以簡化廠商的Wi-Fi 7開發,同時還提供了極高的靈活性,可以用它和高通FastConnect 7800 Wi-Fi 7/藍牙無線連接系統、驍龍5G調製解調器及射頻系統相結合,用於基於高通驍龍平台的設備,也可以搭配第三方Wi-Fi和藍牙芯片組。

可以預見,接下來會有各大品牌推出的多種支持Wi-Fi 7的設備用上高通的射頻前端模組,有全套高通血統的,也有高通+其他廠商的組合,覆蓋各種Wi-Fi 7設備,加快這一標準的普及。

目前全新射頻前端模組正在向客戶出樣,相關商用終端設備預計今年下半年上市,今年底明年初或許就能讓部分人用上Wi-Fi 7了。

Wi-Fi 7將無所不在 高通Wi-Fi 7生態含苞待放

Wi-Fi 7的時代正在開啟,隨着它的網速、延遲及容量等技術體驗的全面升級,未來我們可以看到Wi-Fi 7在各個領域遍地開花,就和5G普及一樣。

除了在家裡享受手機、電腦高速上網,我們在多個領域都會看到Wi-Fi 7的存在,汽車、XR、可穿戴設備等終端品類,都將採用Wi-Fi 7實現強大的無線連接。

當然,在Wi-Fi 7普及之前人們還有很多工作要做,這其中,射頻前端的挑戰越來越大,如果再考慮到與5G或者未來的6G網絡的並存問題,射頻前端的重要性就更加顯著了,這也是高通把它作為四大關鍵業務的原因之一,它和其他業務一起,將重新定義未來的網絡連接。