为什么Wi

Wi-Fi作为最罕用的一项互联网接入技术，与咱们每团体的生存毫不相关。

尤其是过去两年，由于疫情的要素，越来越多的社会优惠都从线下转到了线上，Wi-Fi在其中施展了渺小的作用，清楚缩小了疫情对社会和经济的影响。

依据思科网络提供的数据（如图1），2021年，环球50%的互联网流量来自Wi-Fi。

在过去的20多年，Wi-Fi靠着仅有的2.4GHz和5GHz两个频段（共600多MHz频谱），承载着不时增长的网络需求。

在前一期的文章中（链接），咱们讲述了Wi-Fi 6中的一些新技术。经过这些技术，可以协助缓解网络拥塞这一疑问。

但是，即使无线工程师们能用泛滥的黑科技来扩大网络容量，近年来，无线设施数量的加快增长，以及运行程序带来的越来越高的速率需求，最终造成频谱成为网络容量的瓶颈。

目前，Wi-Fi经常使用的2.4GHz和5GHz两个频段曾经十分拥堵。反映在用户体验上，就是网络延时的参与，用户速率的降低，Wi-Fi路由器之间的搅扰变得越来越频繁。

为了应答这一应战，在Wi-Fi 6推出不久，Wi-Fi行业又踊跃推进了Wi-Fi 6E的开展。Wi-Fi 6E沿用了目前Wi-Fi 6的外围技术，经过将Wi-Fi 6的上班频段加长到6GHz （5925-7125MHz），以此来扩展网络容量。

如图 2所示，新增的1200MHz，让Wi-Fi的频谱资源比过去参与了2倍。

图 2 Wi-Fi频段开展历史

6GHz的频谱，关于Wi-Fi来说，可以让性能出现质的飞跃。从图 3中咱们可以看到， 6GHz让Wi-Fi信道数量扩大了2倍。

图 3 2.4，5和6GHz Wi-Fi的频道数量

以目前最经常常使用的40MHz信道来说，5GHz可以提供4个普通讯道和8个DFS信道。（注：DFS信道的作用是包全雷达经常使用的频率不遭到搅扰，当Wi-Fi设施检测到有雷达在经常使用该频段时，Wi-Fi会智能避开该信道）。

而在6GHz上，有多达29个不受DFS限度的40MHz信道，可供Wi-Fi设施选用。

为什么须要这么多频道?

回答这个疑问，须要将网络的各个节点作为一个全体看待。

从 手机、电脑到无线路由和后续的光纤网络，任何一个节点出现瓶颈，都无法优化网络的性能。过去在十兆到百兆光纤的时代，网络速率的瓶颈往往是在光纤网络自身。仅仅参与Wi-Fi的速率，关于网络的全体性能来说，并没有太大的意义。

如今，随着国度双千兆基建名目标推进，越来越多的家庭可以用到上千兆速率的光网络，而企业光纤网络的速率更是可以到达10Gb。

光纤技术还在不时的更新，50Gbps以上的光纤技术早在2018年就出如今国际电信联盟(ITU)的开展蓝图下了，估量不用多久就会出现商用产品。

图 4 ITU光纤技术开展蓝图

过去，Wi-Fi设施关键驳回20MHz和40MHz两种带宽。咱们的手机、Pad，通常也配有两根Wi-Fi天线，来支持MIMO。

以图 5中Aruba网络给出数据速率计算表来看，驳回2路 MIMO，64QAM调制的Wi-Fi设施在40MHz的带宽下，通常最大速率只能到达344Mbps左右。(注：更高阶的调制须要极好的无线信道信噪比，在日常的生存经常使用中很难满足这一条件)

图 5 Wi-Fi 6下单通情通常最大数据速率

在用户曾经领有千兆光纤的状况下，这样的Wi-Fi性能就成为了网络中的瓶颈。这时，优化Wi-Fi的速率就变得无心义。

经过将带宽参与到80MHz后，最大速率可以超越700Mbps，而160MHz带宽更是能充沛满足千兆光纤的需求。

从对用户的路由器经常使用剖析，也能验证带宽参与这一趋向。依据思科和Aruba对其用户的剖析，目前80MHz带宽，逐渐成为家庭和企业在性能Wi-Fi网络时的自动选项。

写到这里，你或者会有不懂，上一期的文章中不是提到，OFDMA、高阶调制和更多的MIMO等技术可以优化速率和网络容量吗?为什么还须要参与信道资源?

其实要素很便捷，天下没有收费的午餐。

MIMO只管可以提供多通道来参与数据速率，但代价一是参与的通道须要相应的收发机通道，这就参与了Wi-Fi设施功耗。

第二，引入高阶调制和更多通道MIMO，象征着射频接纳机关于无线信道的信噪比要求更高，这就减小了小区笼罩范围和设施的抗搅扰水平。

而OFDMA的基本，是在于如何把蛋糕更有效的调配给用户，并不能把蛋糕做大。因此，参与容量最为间接有效的形式，莫过于加宽带宽，参与频谱资源。

你或者还有不懂，如今5GHz上的Wi-Fi 6不是也可以支持80和160MHz带宽吗?为什么须要Wi-Fi 6E?

回答这一个疑问，就须要从网络多路由器部署的角度来探讨了。

目前业界关于密集型Wi-Fi网络部署的黄金准绳为7频道重用打算。这个打算是平衡频谱经常使用效率和小区间搅扰的一个最佳优化点。

所谓7频道重用打算，是指在一个无线路由周围的6个相邻路由，均经常使用不同的Wi-Fi频道。

以图 6中一层办公空间的Wi-Fi部署为例。

图 6 7频道Wi-Fi小区部署打算

驳回7频道重用打算的网络，同频率的Wi-Fi小区可以做到彼此之间相隔两个不同频的小区。由于距离较远，小区间的同频搅扰危险很小。

在过去，经常使用40MHz信道的基础上，这种部署关于频谱来说毫无压力。

但是，当用户把频道更新到了80MHz带宽时，目前的5GHz频谱就不够用了。

这时，Wi-Fi 6E就派上了用场。

从上方的信道图中，咱们可以看到，6GHz有多达14个80MHz的信道，可以充沛满足要求。即使未来，用户更新到了160MHz带宽，6GHz依然可以提供7个信道来满足网络部署。

Wi-Fi 6E目前环球的开展状况

Wi-Fi 6E的设施广泛支持整个6GHz，但在详细的可经常使用频率范围上，设施厂商须要满足各国的频段要求。

国际上关于6GHz Wi-Fi的频谱调配关键是有两种方向，第一种是以ITU Region 2(美洲)为主的一步到位式，行将整个1.2GHz频谱(5925-7125MHz)都放开给Wi-Fi经常使用。

第二种驳回的是墨守成规的形式，先放开低6GHz频段(5925-6425MHz)的500MHz供Wi-Fi经常使用，而在高6GHz

(6425-7125MHz)的布局上继续持钻研张望态度。

持这种战略的地域关键是欧盟，澳大利亚，日本等国度。

这其中一个关键要素，是WRC-23 议程1.2中的一个关键议题对这些国度和地域的频谱划分有着影响。

在这个议题中，6425-7125MHz频段在某些地域有或者被辨以为移动通讯频段，供未来的5G甚至6G经常使用，我国也是这个议题的踊跃支持者之一。

从2021年开局，曾经有少量支持Wi-Fi 6E的终端和网络设施，目前整个Wi-Fi 6E的生态系统开展势头很好，估量往年还会有更多的干流设施开局支持Wi-Fi 6E。

图 8 Wi-Fi 6E生态圈

中国会同意Wi-Fi 6E的经常使用吗?

在6GHz这个议题上，咱们国度工信部在WRC-19前后的态度不时是支持将整个6GHz调配给5G和未来的6G移动通讯经常使用，Wi-Fi 6E在中国并没有遭到太多的注重。

这和咱们国度的5G工业政策和目前5G中波段的可用频谱的数量有很大相关。

从上方高通颁布的数据来看，中国在中波段的5G频谱只要2.6GHz上的100MHz和3.5GHz上的300MHz，这其中还包含 3.3-3.4GHz 专门调配给室内5G经常使用。

总体来说，中波段频谱总量少于欧盟、北美以及日韩。

但是，从去年开局，香港特区政府率先开局布局了Wi-Fi 6E在香港的经常使用。在特区政府去年颁布的地下意见征集书中，提到了目前Wi-Fi网络的拥堵关于企业和团体的影响。

经过几个月的意见征集和探讨，在往年四月份香港通讯事务治理局颁布的最终决策文件中，香港采取了墨守成规的形式，即仿照欧盟，先放开6GHz中的低500MHz供应Wi-Fi经常使用。关于高700MHz，香港将关注WRC-23 议程1.2的议题探讨。

我在参考文献中附上了通讯治理局的政策文件，有兴味的同窗可以自行钻研一下。

图 10 香港通讯事务治理局 Wi-F i6E地下意见征集书

香港的这一频谱政策，让人悄然看到Wi-Fi 6E在中国中原的一丝曙光。

理想上，Wi-Fi网络拥塞疑问不只仅在香港，中原的大中型市区也面临着雷同的疑问。未来要想优化企业和家庭网络的性能，仅仅靠5G，无论从企业老本、设施生态以及三大运营商的负荷才干来说，都是远远不够的。

另外，即使不能和中兴、华为和中移动这样在国际移动通讯行业中具备严重影响力的公司相比，我国在Wi-Fi行业中也有比如新华三、战火、TP-link这样的大型公司，甚至中兴和华为自身的企业网事业部也是Wi-Fi生态系统的关键同伴。

假设把6GHz完全调配给移动通讯，关于以Wi-Fi产品和服务为关键业务的企业来说，无非是严重的打击。尤其是未来Wi-Fi 7能否在中国开展，很大水平将取决于能否有足够的频谱资源。

从国际外技术的开展历史来看，技术的更新经常变动莫测。由政府政策牵头，孤注一掷某项技术，往往存在着误判的危险。

工业政策关于市场的常年生机与产品的国际竞争力上，通常不如驳回市场政策愈加有效。让企业自己经过偏心市场竞争的形式，来选择未来的技术开展方向，会让资本的调配愈加正当，资源性能愈加有效，也能让企业自身领有更强的生机。

Wi-Fi的未来

Wi-Fi技术，还在不时更新。

在2019年Wi-Fi 6刚刚问世不久，802.11上班小组就开局了下一代Wi-Fi技术——Wi-Fi 7的钻研。Wi-Fi 7的学术名为802.11be，经常使用与目前Wi-Fi 6E完全相反的频谱资源。

目前Wi-Fi 7的规范上班还在紧锣密鼓的启动中，第一个Release已于往年年终确定上去。完整的规范的上班，须要在2024年之后才干最终确定。而认证的Wi-Fi 7设施，也要到2025年，才干遍及到市场上。

关于Wi-Fi 7的关键技术，我会在下一期的文章中给大家重点引见。

图 11 Wi-Fi 7的期间节点

本文作者唐欣博士，目前负责Spectrum Lab技术总监。

参考文献

[1] Aruba Networks white paper — Technical Guide to Wi-Fi 6e and the 6

[2] Wi-Fi Alliance – Countries Enabling Wi-Fi 6E.

[3] Qualcomm, 5G spectrum innovation and global update.

[3] 香港通讯事务治理局 —设立类别牌照以规管用于无线区域网络的6吉赫器件的经常使用和营商优惠以及更改提供公共无线区域网络服务类别牌照

[4] Khorov, E., Levitsky, I., & Akyildiz, I. F. (2020). Current status and directions of IEEE 802.11be, the future Wi-Fi 7.