Wi-Fi 8:开启极高可靠性 (UHR) 连接的新**——1
英国作家狄更斯在《双城记》的开头写道:“这是最好的时代,也是最坏的时代。”这句话若套用在现今Wi-Fi 的市场现状,何尝不是惊人的相似?怎么说呢?Wi-Fi 从被发明至今已经经过了20多年的迭代,在2019年,Wi-Fi 6凭借着MU-MIMO、1024QAM、OFDMA等“革命性创新”技术,大幅提升了Wi-Fi 本身的能效,让Wi-Fi 6在短短的3-4年内成为Wi-Fi 技术的主流标准。2021年,Wi-Fi 6E 横空出世,凭借6GHz 频带的独特优势,使Wi-Fi 正式迈入真三频 (Real Tri-Band) 共存的通信技术时代。2024年,科学家们再次凭借着4096QAM、Multi-Link Operation (MLO)、Multi-Resource Unit (MRU)、320MHz Bandwidth等突破性创新技术,将Wi-Fi 的吞吐量与传输效率提升至前所未有的高度。然而Wi-Fi 的发展并未就此止步,它一直都在持续不断地演进和进步。据了解,市场上主流的Wi-Fi 解决方案芯片厂商与制定Wi-Fi 通信、测试规则与标准 (Regulations) 的机构已着手进行Wi-Fi 8 相关技术功能的制定讨论与研究。Wi-Fi 7的下一代自然就是Wi-Fi 8,正如市面上智能手机的命名逻辑一样,Wi-Fi 8顺理成章地接续Wi-Fi 7。回归正题,为何现在就开始启动Wi-Fi 8的项目研究?原因在于,Wi-Fi 7的技术已经正式落地,芯片与解决方案的提供商以及电信服务的运营商也已开始布局并逐渐完善Wi-Fi 7的生态系统。厂商们希望借此势头,延续Wi-Fi 6所带来的成功,推动Wi-Fi 7成为新一代Wi-Fi 通信技术的主流!然而,就笔者目前所观察到的市场状况而言,并未呈现出之前所描绘的乐观态势。正如文章开头所述,当前对于Wi-Fi 而言是一个颇为棘手的时期,因为Wi-Fi 7 本身存在的一些问题,比如6GHz 频段并未在全球范围内开放使用,Wi-Fi 7 本身设备的制造与部署成本也高于Wi-Fi 6,还有Wi-Fi 7 所带来的“刚性需求”与“不可取代性”并不明显,这导致我们在市场上看到的Wi-Fi 7的发展动力与速度并未达到Wi-Fi 6曾经的强劲水平。尽管如此,对于Wi-Fi 而言,现在同样也是一个充满机遇的时代。得益于科技创新与自我调整的能力,“校正回归”的速度也日益加快。因此,现在就对Wi-Fi 7持悲观态度或许为时过早,而现在开始讨论Wi-Fi 8也并不会显得太突兀。首先,我们来回顾一下Wi-Fi 目前的市场规模。根据Wi-Fi Alliance 所发布的统计资料显示(如图1所示),截至2024年,Wi-Fi 所贡献的:[*]• 经济产值为 4.3万亿美元
[*]• 带有Wi-Fi功能的设备年度出货为41亿台
[*]• 带有Wi-Fi功能的设备共累积出货459亿台
[*]• 共有211亿台Wi-Fi 设备正在运行使用
[*]• 共出货了2.69亿台使用Wi-Fi 7的设备
[*]• 共出货了8.07亿台支持6GHz频段的Wi-Fi 设备
[*]• 共出货了1.7亿台支持6GHz频段的Wi-Fi 接入点(AP)
图1. Wi-Fi 的经济规模与出货量统计(图片来源https://www.wi-fi.org)以下是对Wi-Fi 历史演进的梳理过程。表1 呈现了Wi-Fi 技术的演变历程及各代技术之间的差异,其中包含了对Wi-Fi 8在IEEE规范中的正式标准文件名称以及最高吞吐量的预估。在无线频段方面,Wi-Fi 8将继续沿用2.4GHz、5GHz与6GHz。关于标准正式发布的年份,业界目前预估为2028年,但真正的标准制定完成日期仍需以IEEE 与Wi-Fi Alliance 工作小组的进度为准。图2展示了IEEE正在进行的802.11bn (Wi-Fi 8) 标准化工作的时间表。图中提及的“UHR”是指UHR Study Group (简称UHR SG) ,该小组成立于2022 年7 月,旨在讨论关于UHR项目授权请求 (UHR Project Authorization Request)。在成立研究小组后,需要有一个工作小组 (Task Group) 来落实并执行相关的规范制定。UHR 工作小组 (简称 TGbn) 于2023年11月成立,将持续致力于推动802.11bn的标准化进程,直至符合Wi-Fi 8标准且通过完整认证的产品问世。表1. Wi-Fi 技术的演进
图2. IEEE 802.11be (Wi-Fi 7) 与802.11bn (Wi-Fi 8) 标准化工作的时间表(图片来源:arxiv.org)回顾表1,我们可以清晰地看到,在Wi-Fi 的技术演进过程中,“吞吐量”是最直接且显著改善的方面。而在表2,即IEEE 802.11规范所定义的传输向量格式 (Transmission Vector Format)中,可看到Wi-Fi 4、Wi-Fi 5、Wi-Fi 6的传输向量格式名称分别被命名为“高吞吐量模式” (HT; High Throughput)、“超高吞吐量模式” (VHT; Very High Throughput) 以及“极高吞吐量模式” (EHT; Extreme High Throughput)。Wi-Fi 6因为采用了OFDMA、MU-MIMO与TWT等技术,解决了Wi-Fi 本身传输效率低与延迟的痛点,于是在定义传输向量格式名称时特别取名为HE (HE,High Efficiency)。而到了Wi-Fi 7,得益于4096QAM、320MHz 带宽等技术的加持,吞吐量再次得到了显著提升,因此才被赋予了“极高吞吐量” (EHT,Extreme High Throughput) 这一简洁明了且易于理解的名称。在Wi-Fi 8阶段,IEEE将802.11bn的传输向量格式的名称定义为“极高可靠性模式” (Ultra High Reliability)。从这一名称的字面意义来看,可以推断出Wi-Fi 8所追求的目标已不再单纯是更高的吞吐量、更大的传输带宽 (Bandwidth) 或是更多“新的频段”,因此4096QAM、320MHz 带宽与6GHz 等技术会在Wi-Fi 8的规范中继续沿用。
表2. IEEE 802.11规范所定义的传输向量格式
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