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无线通讯网络通常可区分为无线区域网络(wireless local area network,wireless lan),以及无线广域网络(wireless wide area network,wireless wan)两大类。
wifi是无线区域网络的标准,1997年第一代wifi 802.11被制定完成,802.11使用2.4ghz频率,最高传输速率仅2mbit/秒。以今天的科技来看,当时的传输速率宛如龟速,不过在当时的环境已经相当好用,主要应用在笔电,以及办公室设备等。
1999年第二代wifi 802.11 b问世,同样使用2.4ghz频率,最高传输速率提高到11mbit/秒,较第一代大幅跃进,不过仍无法充裕应付庞大资料量的影音传输。
2003年第三代wifi 802.11 g定案,使用2.4ghz频率,最高传输速率跃升至54mbit/秒,在当时办公室、家庭等环境中使用畅行无阻。
2009年第四代wifi 802.11 n登场,可使用2.4ghz频率,或5ghz频率,基础传输速率达72.2 mbit/秒,最高传输速率可达450mbit/秒,速率大幅提升。
wifi技术一大突破,第五代终超越gbit/秒传输速率
无线通讯科技不断地演进,wifi的性能也随之精进,第五代wifi已跨出gbit/秒的境界。2014年1月802.11ac wave 1发布,支援最高传输速率866mbit/秒。802.11ac wave 2于2016年6月发布,支援最高传输速率达1.73 gbit/秒,wifi传输速率超越每秒1 gbit (giga bit、10亿位元)。 超越gbit/秒的传输速率,足以应付高解析度影音串流需求,是wifi技术的突破。 值得注意的是第五代的802.11ac wave 2 支援「多重输入多重输出」(multi input multi output,mimo)技术。 以无线通信技术发展的历程来看,在同一时程,短距离的无线区域网络(wireless local area network,wireless lan) 的传输速率,通常会超过无线广域网络(wireless wide area network,wireless wan) 的传输速率。通俗地说,wifi的传输速率,超越移动通讯的传输速率。 2018年进入5g时代后,移动通讯网络数据传输速率大幅提升,最高达1gb/秒到20 gb/秒,一举突破藩篱,超越wifi。第五代wifi (802.11 ac)的数据传输速率约450mb/秒到1.3gb/秒,低于5g移动通讯的传输速率。
wifi 6传输速度与5g相比平分春色,两者技术相仿
移动通讯进入5g时代,wifi也跨入第六代,2018年十月第六代wifi 802.11ax,被正式命名为wifi 6,它的传输速率理论上最高可达9.6 gbit/秒,与5g相较不惶多让。 自从wifi 6名称被正式使用后,之前的wifi标准也同样地同步更名,802.11ac更名为wifi 5,802.11n更名为wifi 4。 wifi 6使用不少与5g同样的技术,因此具低延迟,且可连接大量设备的功能。 2019年wifi 6 (802.11 ax)产品开始问世,由于数据传输速率理论上最高可达9.6 gbit/秒,与5g速率相当,成为与5g通讯环境下的互补技术。 2020年元月,wifi联盟宣布wifi 6的扩展版wifi 6e,除了原本的2.4ghz 、5ghz外,增加6g hz频段。这使wifi 6e能够有更多连续频谱,更宽的频道,以及更少的干扰。 wifi 6e能够诞生,主要是美国联邦通信委员会(fcc)与全球各国的通信监管单位,都开始将6 ghz频段分配给wifi。2020年4月23日,美国联邦通信委员会投票通过,将6ghz的1200 mhz免授权频段,分配给wifi 6。
wifi 6e干扰少,具低延迟、高容量特色
wifi 6e能使传输达gbit/秒等级,理论上最高传输速率达11gbit/秒,极低的延迟,以及高容量,这与5g的三大技术特色吻合。 目前全球的5g电信网络,大部分为6ghz以下频段,因此传输速率无法很高,理论上最高下载速率仅约3gb/秒左右,实际下载速率仅约几百mb/秒,还无法达到gb/秒等级。因此wifi 6/6e将成为无线通讯的重要技术,协同5g提供使用者超高速的传输体验。 从2019年wifi 6产品开始进入市场后,产品渗透率快速升高,2022年wifi 6/6e的市占率约58%,超越wifi 5。预估到2025年支援wifi 6/6e的智慧型手机的市占率将超越80%。预估今年wifi 6/6e 设备出货量将达23亿台,其中支援wifi 6e出货量约3.5亿台。 wifi 6/6e性能较上一代的wifi 5大幅提升,让消费者有感。预估今后几年,应用市场将快速成长,博通、高通、联发科、瑞昱等芯片商,莫不摩拳擦掌迎接此波商机的到来。 技术的进步永不停歇,wifi 6/6e之后,下一代的新技术wifi 7,也已经「蓄势待发」。
wifi 7传输速率超越5g,各大厂蓄势待发抢占先机
在ieee 802.1标准委员会下,已经有一个工作小组公布802.11be标准(wi-fi 7)细节,这项技术标准预计于2023年正式发布。以802.11be规格为基础的wifi 7,是继wifi 6/6e之后,下一代的wifi技术。 wifi 7被称为极高传输量(extremely high throughput,eht)技术,wifi 7支援最大频道宽度为320mhz,约为wifi 6的1倍,理论上最高传输速率高达46 gbit/秒,约为wifi 6/6e的5倍,并且大幅超过5g传输速率。
wifi 7可达成更低的延迟,更好的功率效益,以及可降低干扰、更高的容量密度,以因应不断增加的连结需求,同时确保更有效地利用频谱。 wifi 7有两大创新点,首先,wifi 7支援「多重连接模式」(multi-link operation,mlo),可同时聚合不同频段上的多个频道,因此即使某些频道受到干扰或出现壅塞,资料仍可无缝传输,让连网更快、更可靠。 其次,wifi 7支援「多重资源单位」(multiple resource unit,mru),所谓的「资源单位」,是将无线射频频道的资源分成一个个小的时频单位。mru为能透过在多个wifi频段上传输资料,以降低延迟的mlo技术,并且降低和避免讯号干扰。 在wifi 6/6e主芯片市场领先的博通、高通以及联发科等,已经开始展开wifi 7芯片研发作业,并且有先期芯片问世。wifi「无线射频前端模组」供应商skyworks、qorvo等,也积极布局wifi 7的研发。
今年4月,wifi芯片的领导厂商博通,推出首款wifi 7 soc,博通号称是全球第一家宣布完整wifi 7产品组合的供应商。博通现阶段已开始对客户提供wifi 7样品,企图抢得市场先机。 今年2月,高通发表全球首款wifi 7芯片fastconnect 7800,目前已经开始对客户提供样品,预计下半年投入商用。首批客户包括笔电厂商宏碁、华硕等以及手机厂商小米、oppo、vivo等。 联发科也不惶多让,于今年一月,领先全球举行全球首次wifi 7技术现场展示,联发科表示,搭载该公司wifi 7技术的终端产品,将于2023年上市。 目前wifi 6/6e刚开始成为市场主流技术,而wifi 7「迫不及待」即将于明年问世,科技技术进步神速,竞争激烈,由此可见。
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