Wi-Fi 7 ,亚洲就绪,催动全球市场

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Wi-Fi 作为一种常时运作 (Always-On) 的通讯方式,基于 Wi-Fi 通讯技术的应用已延伸到世界的每一个角落。当今市场主流的 Wi-Fi 6、Wi-Fi 6E 和即将到来的 Wi-Fi 7 实现了延迟更低、资料吞吐量更高、传输速度更快的目标。
 
Wi-Fi 之所以能那么普遍且被市场接受,电机电子工程师协会 (Institute of Electrical and Electronics Engineer, IEEE) 与 Wi-Fi 联盟 (Wi-Fi Alliance) 这两个机构厥功甚伟,首先本文来谈谈这两个机构所被赋予的任务与重要性。
 
Wi-Fi 技术在全球展开部署从 1999 年开始已超过 20 年,与世界其他地区一样,亚洲也有设备认证机构、标准认证机构和支持各种不同 Wi-Fi 版本与应用的测试实验室,主芯片供应商、射频元件供应商、OEM、ODM 和测试实验室等也提供了支持。
 
IEEE 在亚洲是一个重要的机构,它负责制定相关的标准和更新、定义网络协定、信号调变、传输方案等等技术规范。Wi-Fi 联盟对 Wi-Fi 技术也有重要影响,它与每个国家和地区的政府与商业机构合作,合作对象包括了半导体供应商、测试设备供应商、网络营运商和设备供应商等。有一点特别需要注意的是:制定规范的并不是 Wi-Fi 联盟而是 IEEE。Wi-Fi 联盟负责制定测试、服务和认证计划,用以确保所有 Wi-Fi 产品皆能符合 IEEE 的标准和规范要求,此外还负责创造、验证及推广 Wi-Fi 的新应用。
 
亚洲助力无线网络发展进程要角
 
若从地域性的角度来审视 Wi-Fi 的规范,亚洲包含的国家多与人口密度高且地理环境复杂,相对于美国与欧洲,在 Wi-Fi 的规范与无线电波频段的开放与管理也就显得多样和复杂。
 
Wi-Fi 堪称是世界最受欢迎也是最普及的一种无线通讯技术,亚洲对于 Wi-Fi 来说更是一个重要且不可被忽视的据点,亚洲除了是 Wi-Fi 最大的市场,同时也是最大的 Wi-Fi 产品开发制造与供应链基地,有许多认证机构和监管机构都位于亚洲也皆出自上述原因。以下为亚洲六间具有主要且代表性的通讯规范与无线频段管理机构:
 
o 台湾通讯委员会 (National Communications Commission, Taiwan NCC)
o 日本总务省 (Ministry of Internal Affairs and Communications, Japan MIC)
o 韩国广播通信委员会 (Korea Communications Commission, Korea KCC)
o 中国通讯传播委员会/中国无线电管理委员会 (China Communications Commission/State Radio Regulation of China, China CCC/SRRC)
o 新加坡资讯通信媒体委员会 (Infocomm Media Development Authority, Singapore IMDA)
o 澳大利亚通信媒体管理局 (Australia Communications and Media Authority, Australia ACMA)
 
如前面所述,亚洲地区包含许多的国家/地区,每个国家/地区都有自己所开放的 Wi-Fi 频段、发射功率位准和法规,尽管大多数亚洲国家/地区都比照美国联邦通讯委员会 (Federal Communications Commission, FCC) 或是欧洲电信标准学会 (European Telecommunications Standards Institute, ESTI) 所规定的发射功率位准,但有些国家/地区的 Wi-Fi 频段因为与军事、政治、教育服务等其他用途重叠,因此需要规避与调整以适应每个国家/地区的实际使用状况。表1是对亚洲主要国家/地区在 2.4 GHz 和 5 GHz 频率下 Wi-Fi 发射功率限制的比较。
 
Wi-Fi
 
扩展 Wi-Fi 6E 布局未来放眼 Wi-Fi 7
 
目前,亚洲也开始部署 Wi-Fi 6E,基于上述同样的论述,Wi-Fi 6E 支持的新扩展频段 (5,925 MHz~7,125 MHz) 会使其在亚洲的实施布建更为复杂,因此未来会面临更多的挑战,所幸 Wi-Fi 7 所使用的频段与 Wi-Fi 6E 相同,当不久的将来 Wi-Fi 6E 的布建趋近完善,Wi-Fi 7 也会跟着水到渠成。
 
除了上述各国对于 Wi-Fi 相关的法规限制外,另一个 Wi-Fi 面临的挑战是如何提升效能与弹性以将其导入新的应用,比如前些日子炒得火热 Facebook 大张旗鼓所推广的元宇宙 (Metaverse) 概念,元宇宙是一个模拟数位环境,使用扩增实境 (AR)、虚拟实境 (VR) 和区块链 (Blockchain) 以及社交媒体的概念,着力打造能够模仿现实世界的一个虚拟互动空间。这类应用需要速度更快、延迟更低、可靠性更高的连接 (包括有线与无线通讯) 才能正常运行,对当下及上一代的网络产品 (如 Wi-Fi Gateway 与 Wi-Fi Clients) 的开发设计与上市构成了极大的挑战。
 
如今,Wi-Fi 6E 使用 6 GHz 频段实现了更高的输送量和容量,因此足以满足数据通讯、4K 随选视频串流服务、游戏和视频会议等大多数应用要求。Wi-Fi 6E 还提供三频段并存多工的连结能力 (2.4 GHz/5 GHz/6 GHz Concurrent),但未来若要充分满足元宇宙应用所需的体验,还需要支持 4096QAM 调变、320 MHz 通道频宽和多链路操作 (Multi-Link Operation) 等更进阶的 Wi-Fi 7 新技术。
 
与元宇宙相关的新应用每年都会在欧洲、亚洲、美洲出现并渐渐成为主流,它们大多基于 VR 和 AR 的技术,因此,需要更高的容量、输送量和高可靠性的通讯传输技术来支持。Wi-Fi 7 的出现,无疑替新的网络应用打了一剂强心针,这也意谓着在市场的强劲需求带动下,将会加速 Wi-Fi 7 技术的推进与创新开发时程,同时,Wi-Fi 相关的元件供应商与产品开发商将会投入更多资源及早将 Wi-Fi 7 的产品投入市场,根据 IEEE 与 Wi-Fi 联盟的蓝图,Wi-Fi 7 的标准将于 2024 年 5 月正式发表 (图 1)。
 
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图 1 IEEE 对于 Wi-Fi 7 标准制定的时间表(图片来源:IEEE 官网)
 
过去 20 年,Wi-Fi 的传输速率提高了约 900 倍(从 802.11b 的 11 Mbps 到 Wi-Fi 6 上限 10 Gbps),目前 Wi-Fi 6E 和 Wi-Fi 7 等新的 Wi-Fi 标准正在如火如荼地部署中,表 2 整理出历年来 Wi-Fi 技术的演进与吞吐量的差异。
 
Wi-Fi
 
图 2 显示 IDC 基于 Wi-Fi 联盟的统计数据,预计 2022 年将有超过 35 亿部 Wi-Fi 6 设备出货,2025 年将有 52 亿部 Wi-Fi 6 和 Wi-Fi 6E 产品出货(在 52 亿部产品中,60% 为 Wi-Fi 6、40% 为 Wi-Fi 6E),而同时 Wi-Fi 7 将在 2024 年开始在市场大量铺货,如前面所述,亚洲占据全球 Wi-Fi 市场增长的很大一部分,因此亚洲国家/地区对于新应用的殷切需求,进而加速了 Wi-Fi 6E 和 Wi-Fi 7 等新一代产品的发展。
 
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图 2 Wi-Fi 6 产品市场预估(资料来源:IDC)
 
全球芯片商角逐 Wi-Fi 7 市场先机
 
自 2019 年以来,Wi-Fi 技术发展的速度比之前来得更急更快,从 Wi-Fi 技术的演进时间轴来看,Wi-Fi 4 (2009 年) 进阶到 Wi-Fi 5 (2013 年) 花了 4 年,从 Wi-Fi 5 进阶到 Wi-Fi 6 (2019 年) 花了 6 年,但是从 Wi-Fi 6 进阶到 Wi-Fi 6E (2021 年) 只花了 2 年,归根究底,因为突如其来的新冠肺炎 (Covid-19) 疫情让许多人只能透过远距方式来处理工作、上课、娱乐等等日常事务,家中联网的设备暴增,家户所需要的网络频宽与吞吐量也因此增加。加上疫情期间所催生的各种新颖且具有高度开创性、娱乐性的新应用,需要更高的传输速度、可靠性和连接能力的 Wi-Fi 技术来因应。
 
强烈的需求驱使从上游 IEEE、Wi-Fi 联盟等规格制定机构以至于中游 Wi-Fi 芯片提供商、无线射频相关元件商到下游无线网络系统设备商等协同合作,一起为了符合新 Wi-Fi 技术规范产品的商用化与普及化共同努力。
 
Wi-Fi 6E 从 2021 年起已开始在美国市场上部署,虽然至今只历经一年的时间,但是走在技术前端的 Wi-Fi 主芯片制造商如高通 (Qualcomm)、博通 (Broadcom)、联发科技 (MediaTek)、迈凌科技 (MaxLinear) 早在 2021 年就开始着手开发能够支持 Wi-Fi 7 的产品,而无线射频方案提供商当然不会在这场激烈的竞赛中缺席,例如 Qorvo 便针对 Wi-Fi 7 提供了完整的无线前端射频模组 (RF Front-End Module) 与滤波器 (Filters) 解决方案,同时兼顾低功耗与小封装的优势,让网络设备厂商在产品开发上拥有更大的空间与弹性。除此之外,Qorvo 将会继续与芯片制造商、Wi-Fi 联盟和监管机构合作,加速 Wi-Fi 新技术的推进并与设备商密切尽快将下一代产品推向市场。
 
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