Wi-Fi 7 与Wi-Fi 6:新增功能及其对您的网络的意义
2024 年 11 月 25 日/一般信息、标准和认证、安装和测试
作为私人和公共场所的主要连接方式,Wi-Fi 技术不断发展,提供更多、更快的服务。Wi-Fi 7 是最新一代的 Wi-Fi,有望实现更快的速度,更低的延迟和更高的容量;但随着从 Wi-Fi 5 到 Wi-Fi 6 和 6E 的迁移进行,许多人想知道极高吞吐量 Wi-Fi 7 意味着什么。在这里,我们仔细审视这项技术,预计它相对于 Wi-Fi 6/6E 会带来哪些改进,以及它可能对您的网络布线基础设施和测试产生哪些影响。
什么是 Wi-Fi 7?
Wi-Fi 7 是 IEEE 802.11 无线网络标准集中的第七代,在 2.4 GHz、5 GHz 和 6 GHz 频段运行。基于现有 Wi-Fi 6/6E 802.11ax 标准中采用的许多技术,新的 Wi-Fi 7 802.11be 标准的速度是 6/6E 的三倍,最大理论速度为 46 GB/s,初步典型速度为 18 GB/s。它还实现了更灵活的频率使用、更少的干扰和更大的容量,以应对拥挤环境中的更多设备。
Wi-Fi 7 利用多种创新技术来实现这些进步:
- • 先进的 MIMO 空间串流 — 于 2009 年随 Wi-Fi 4 802.11n 标准引入的多输入多输出 (MIMO) 天线技术允许每个天线通过多个空间串流进行数据传输。多年来,每个串流的最大数据速率和串流数量有所增加。Wi-Fi 7 使用多达 16 个串流,每个串流的最大数据速率为 2.9 GB/s。
- • 4K-QAM — 正交振幅调制 (QAM) 是一种 802.11 无线传输调制方案,通过改变无线电波的相位和振幅,将更多数据合并到每次传输中。编码的信息量取决于相位/振幅组合(称为符号或星座点)的数量以及每个符号编码的比特数。Wi-Fi 7 是第一个使用 4096QAM(即 4K-QAM)的 Wi-Fi 版本,由每个可携带 12 比特的 4096 符号组成。
- • 多链路运行 — Wi-Fi 7是第一种使用多链路运行的 Wi-Fi,它允许设备同时聚合跨 2.4 GHz、5 GHz 和 6 GHz 频段的多个信道。其结果是更高的吞吐量、更低的延迟以及更多平衡负载和减少干扰的机会。
- • 更宽的信道宽度 — Wi-Fi 通过信道绑定增加带宽,其中 2.5 GHz、5 GHz 和 6 GHz 频谱内的多个窄信道聚合成更宽的信道。在 5 GHz 和 6 GHz 频谱内,较小 20 MHz 信道的聚合可实现更宽的 40 MHz、80 MHz 和 160 MHz 信道。Wi-Fi 7 是第一种允许在 6 GHz 频段内聚合 16 个 20 MHz 信道以实现 320 MHz 信道宽度的标准。
- • 正交频分多址接入 (OFDMA) — 通过在频段内的多个子载波上对数字数据进行编码,OFDMA 可实现与多个设备之间的同时传输,以及更高效的带宽分配,从而解决拥塞问题。OFDMA 将信道划分为称为资源单元 (RU) 的小频率分配。Wi-Fi 7 是首个为单个用户分配多个 RU,以更灵活地利用频段并减少干扰的版本。
Wi-Fi 6/6E 和 Wi-Fi 7 有什么区别?
传输技术,具有 8 个空间串流,每个串流的最大数据速率为 1.2 GB/s,可实现 9.61 GB/s 的最大理论数据速率。但有一个主要区别。除了在 2.5 GHz 和 5 GHz 频段运行外,Wi-Fi 6E 还利用了 FCC 在 2020 年 4 月为 Wi-Fi 使用而开放的更宽的 6 GHz 频段。
与具有 29 个非重叠 20 MHz 信道的 5 GHz 频谱相比,6 GHz 频段具有 59 个信道来支持更多连接设备,从而为体育场和竞技场等拥挤区域提供更好的覆盖。由于 20 MHz 信道数量增加,6 GHz 频率还允许通过信道绑定实现数量更多、更宽的聚合信道。例如,5 GHz 频谱中的 29 个非重叠 20 MHz 信道可以聚合成 14 个 40 MHz、7 个 80 MHz 或 3 个 160 MHz 信道。6 GHz 频谱中的 59 个非重叠 20 MHz 信道支持 29 个 40 MHz、14 个 80 MHz 和 7 个 160 MHz 信道,从而支持更多高带宽用户。
Wi-Fi 6E 与 Wi-Fi 7 概览
差异化因素 |
Wi-Fi 6E (802.11ax) |
Wi-Fi 7 (802.11be) |
最大理论数据速率 |
9.61 GB/s |
46.1 GB/s |
典型速度 |
5 GB/s |
18 GB/s |
最大空间串流数 |
8 |
16 |
每个串流的最大数据速率 |
1.2 GB/s |
2.9 GB/s |
QAM 调制限值 |
1024QAM |
4096QAM |
多链路运行 |
否 |
是 |
最大信道宽度 |
160 MHz |
320 MHz |
每个用户的 OFDMA 资源单元 |
单个 |
多个 |
Wi-Fi 7 的其他功能包括增强了随 Wi-Fi 6 引入的目标唤醒时间 (TWT),该功能允许设备协商何时以及多久唤醒以发送和接收数据,从而降低功耗并延长电池寿命。这对于无线智能设备传感器尤其理想,后者只需要以特定间隔发送数据。Wi-Fi 7 使用限制性 TWT (R-TWT),为计划的传输时间预留带宽。Wi-Fi 7 还允许将 5G 蜂窝网络卸载到 Wi-Fi,以实现无缝的紧急通信。
谁将首先使用 Wi-Fi 7?
Wi-Fi 联盟于 2024 年 1 月宣布了他们的 Wi-Fi CERTIFIED 7 计划,一些供应商已经发布了初步 Wi-Fi 7 设备和路由器。然而,由于 Wi-Fi 7 仍处于起步阶段,可用性和部署有限。大多数企业组织刚刚开始从早期的 Wi-Fi 4 和 Wi-Fi 5 升级到 Wi-Fi 6,后者可以轻松支持企业大部分业务需求。
虽然一些组织可能会选择更昂贵的 Wi-Fi 6E(如果他们需要支持高密度环境,并且正在经历 2.5 GHz 和 5 GHz 频段的严重干扰),但是 Wi-Fi 6E 也还需要几年才能赶上 Wi-Fi 6。不要指望 Wi-Fi 7 的市场份额在 2030 年之前赶上。
Wi-Fi 6E 可能需要更多时间才能赶上市场上的 Wi-Fi 6。分析师预计 Wi-Fi 7 在 2030 年之前无法赶上。来源:Grand View Research
Wi-Fi 7 的早期采用者可能是体育场、竞技场和会议中心等大型场馆,这些场馆已经为其 6 GHz 运行部署了 Wi-Fi 6E,以支持高设备密度。Wi-Fi 7 将为这些实体提供更大的带宽和更低的延迟,以支持新兴应用,如多用户增强现实和虚拟现实、高清视频串流以及沉浸式 3D 培训和游戏。然而,目前很少有设备以 6 GHz 运行,因此这种频率的拥塞很可能在很长一段时间内不会成为问题。
Wi-Fi 7 将如何影响您的网络?
好消息是,在 2.5 GHz、5 GHz 和 6 GHz 的运行条件下,Wi-Fi 7 向后兼容所有以前的 Wi-Fi 代系 — 它将与您网络上的所有现有设备兼容。但是,Wi-Fi 7 会对您的网络布线基础设施产生一些影响。
虽然 Wi-Fi 6 和 6E 应至少有一条 6A 类(或如果链路限制为 30 米,则为 6 类)10 GB/s 连接以支持最大数据传输率,但 TIA-568 和 IEEE 802.11ax 标准都建议与每个接入点之间配置两条 6A 类连接。如果您的网络已经遵循了这一建议,那么支持初始 Wi-Fi 7 功能应该没有问题;但是,随着将来支持最大可用吞吐量,将需要与每个接入点之间配置四条 6A 类电缆或双工光纤连接。在 Wi-Fi 布线中了解有关布线要求的更多信息。
测试 Wi-Fi 7 网络
测试在确保可靠的 Wi-Fi 性能和覆盖率方面发挥着至关重要的作用。由于连接 Wi-Fi 7 接入点所需的布线(6A 类或光纤)很成熟,因此支持性电缆设备的合规性测试可通过 Fluke Networks DSX CableAnalyzer™ 系列铜缆认证仪或 CertiFiber® Pro 光损耗测试套件等铜缆或光纤认证测试仪轻松获得支持。
大多数商业 Wi-Fi 接入点(包括 Wi-Fi 7 设备)都依赖于以太网供电 (PoE)。Wi-Fi 7 接入点可能需要更大的功率来支持全范围空间串流。鉴于这些增加的功率需求,PoE 测试至关重要。LinkIQ 线缆+Wi-Fi+网络测试仪等测试仪可以验证供电设备 (PSE) 和接入点之间的 PoE 类兼容性。它可以在电路上施加负载,以验证电力是否从交换机输出并通过整个布线传输,同时还能提供更多详细信息(硬件与软件请求以及所使用的线对)。
测试 Wi-Fi 7 的覆盖范围和性能以及识别恶意设备或干扰问题需要具备 RF 功能的测试仪。目前,由于可用的 Wi-Fi 7 设备很少且采用率有限,因此几乎不需要符合 Wi-Fi 7 标准的 RF 测试仪。对于早期采用者来说,符合 Wi-Fi 6E 标准的测试仪将同时完成这项工作,因为它们检测 2.5 GHz、5 GHz和 6 GHz 频段。