如今,一切都变得越来越快。汽车、电子设备和通信尤其如此。但客户仍然要求更快的速度,这就需要技术行业来满足这一需求。本文探讨了有助于向快速 Wi-Fi 6 通信过渡的创新型 Amphenol 电缆组件和射频连接器。
Wi-Fi 6,又称 802.11ax Wi-Fi 和 AX Wi-Fi,是 Wi-Fi 技术的下一代行业标准。该技术的系统和普及将取决于电缆组件和射频 (RF) 连接器(如 Amphenol 生产的连接器)提供的互连性。在 Wi-Fi 6 走向全球市场的过程中,这些解决方案对于提高其速度和网络可靠性至关重要。射频互连是依赖无缝内部流程和连接的无线网络取得成功不可或缺的因素。因此,了解 Wi-Fi 6 将为消费者和企业带来什么至关重要。
- 与传统 256-QAM 802.11ac 的 6.9 Gbps 速度相比,Wi-Fi 6 在 160 MHz 信道上采用了 1024 正交调幅 (QAM) 技术,提供高达 9.6 Gbps 的速度。
- 1024-QAM 技术允许每个符号携带 10 个比特位,而不是 8 个,比传统 802.11ac 256-QAM 网络提高了 25%
对于消费者而言,这将实现流媒体的无缝传输和互联网服务的充分利用。此外,Wi-Fi 6 还通过以下方式将网络设备的容量提高了四倍:
- 8x8 上行链路/下行链路
- MU-MIMO(多用户多输入多输出)
- OFDMA(正交频分多址)
- 基本服务集 (BSS) 着色,可在拥挤的网络中保持持续可靠性。
- Wi-Fi 6 还采用了长 4 倍的正交频分复用 (OFDM) 符号(从而产生多 4 倍的子载波),使速度提高了 11%,并改善了网络覆盖。
此外,160 MHz 的信道宽度(高于 802.11ac 的 80 MHz)使设备与路由器之间的连接速度更快。这反过来又减少了流媒体播放时可能出现的延迟或缓冲。
虽然之前的 802.11ac 信道无法利用 OFDMA 技术,但 Wi-Fi 6 利用这一功能,可以利用路由器将数据包和数据同时传输到多个设备,而不会造成拥塞或降低整个网络的速度。这意味着用户的上传和下载速度更快。在此基础上,Wi-Fi 6 的 8x8 MU-MIMO 功能允许连接的用户利用多达 8 个上传或下载流,而带宽质量不会明显降低。
Wi-Fi 6 的市场潜力:
Wi-Fi 6 在地理覆盖范围和资本收益方面都具有巨大的市场潜力。
- 2022 年的市场规模为 115.9 亿美元,2022-2027 年的复合年增长率 (CAGR) 为 17.9%,最终将达到 262 亿美元(2022 年亚太地区占全球市场收入的 31%)。
- 这一增长背后的主要市场驱动力是互联网用户数量的增加,这最终要求网络能够在拥挤的环境中保持速度和可靠性。
- 此外,随着流媒体整体质量的提高(如分辨率),对 Wi-Fi 网络的要求也会越来越高。
市场增长的主要制约因素是同信道干扰和争用损失。争用损失是指多个客户端加入一个接入点时出现的网络性能低下。当多个接入点使用相同的射频 (RF) 信道时,共信道干扰会影响彼此的网络性能。
在亚太地区、北美和欧洲等 Wi-Fi 基础设施发达的地区,这些问题非常普遍。在这些地区进一步整合 Wi-Fi 网络可能会加剧这些问题,并引起人们对新接入点激增和用户分布的关注。
Wi-Fi 6 与 Wi-Fi 6e,有什么区别?
标准 Wi-Fi 6 与 Wi-Fi 6 扩展 (6E) 的主要区别在于,6E 为有能力使用的设备开辟了一条众所周知的“快车道”,从而实现更低的延迟和更快的速度。支持 Wi-Fi 6 的设备能够在 6 GHz 频段内快速传输数据,同时受益于网络本身没有传统设备的干扰。在组织层面,Wi-Fi 6E 提供增强的安全措施,确保网络传输安全。Wi-Fi 联盟规定,所有 Wi-Fi 6E 设备都要受到 Wi-Fi Protected Access 3 (WPA3) 的保护,以确保网络分类下的接入点的普遍安全性。
工业环境中的应用:
由于 Wi-Fi 6 在速度、可靠性和安全性方面都有显著提高,因此它在工业应用领域的前景十分广阔。在供应链和制造业领域,Wi-Fi 6 通过加强远程复杂维护和诊断的能力,提高了透明度和安全性。Wi-Fi 6 利用正交频分多址 (OFDMA) 技术,可以让多个用户同时访问信道,而不会降低性能。在这种工业环境中,这意味着具有不同带宽需求的多个用户可以同时利用 Wi-Fi 6 接入点 (AP) 的全部速度。
工业环境也将受益于 Wi-Fi 6 的传输技术:波束成形。上一代网络技术也采用了波束成形技术,而 Wi-Fi 6 则将可供用户同时访问的数据流数量增加了两倍(从 4 个增加到 8 个)。在工业环境中,这将大大增加用户的总体带宽。
Wi-Fi 的下一步是什么?
Wi-Fi 7 也称为 802.11be,预计将成为继 Wi-Fi 6 (802.11ax) 之后的下一代 Wi-Fi 技术。在开发过程中,承诺对 Wi-Fi 6 和 6E 进行重大改进,将速度提高四倍。它可在所有三个行业标准频段(2.4 GHz、5 GHz 和 6 GHz)工作,以充分利用频谱资源。Wi-Fi 6 是为应对全球日益增长的设备数量而建立的,而 Wi-Fi 7 的目标则是以更高的效率为每台设备提供惊人的速度。它还包括减少延迟、增加容量、提高稳定性和效率的巧妙进步。
Wi-Fi 7 将带来哪些优势?
- 更高的数据速率:与 Wi-Fi 6 相比,Wi-Fi 7 的目标是提供更高的数据传输速率,满足人们对更快、更可靠的无线连接日益增长的需求。这是通过先进的调制和编码技术实现的。
- 提高频谱效率:Wi-Fi 7 的设计旨在更有效地利用可用无线电频谱,从而在设备密度较高的环境中实现更好的性能。
- 增强型 MU-MIMO(多用户、多输入、多输出):MU-MIMO 技术允许多个设备同时与路由器通信,从而提高了整体网络效率。预计 Wi-Fi 7 将进一步完善和增强这一功能。
- 增加信道带宽:Wi-Fi 7 支持更宽的信道带宽,允许更快的数据传输。Wi-Fi 6E 的信道带宽可达160 MHz。Wi-Fi 7 支持高达 320 MHz 的信道。这可以提高性能,尤其是在对数据传输速率要求较高的情况下。
- 更高的 QAM:正交调幅 (QAM) 是一种在无线电波中传输和接收数据的方法。QAM 越高,可包含的信息就越多。Wi-Fi 7 支持 4K-QAM,而 Wi-Fi 6 支持 1024-QAM,Wi-Fi 5 则进一步限制为 256-QAM。
- 更好的可靠性:新标准可能会包含一些机制来减少干扰,确保即使在拥挤的无线环境中也能实现更稳定、更可靠的连接。
- 向后兼容:与以前的 Wi-Fi 标准一样,Wi-Fi 7 预计将向后兼容旧的 Wi-Fi 设备,允许它们连接到 Wi-Fi 7 路由器,尽管速度较低。
- 安全性增强:Wi-Fi 7 可能包括更新的安全功能,以应对不断发展的网络安全威胁和漏洞。
- 物联网和智能设备支持:Wi-Fi 7 预计将为日益增多的物联网 (IoT) 设备提供更好的支持,这些设备通常具有独特的连接要求。
- 能源效率:虽然不像蜂窝技术那样明显,但 Wi-Fi 7 可能会引入节能功能,在某些情况下延长设备的电池寿命。
与前几代产品有何不同?
Wi-Fi 6 | Wi-Fi 6E | Wi-Fi 7 | |
---|---|---|---|
推出日期 | 2019 | 2021 | 2024(预计) |
IEEE 标准 | 802.11ax | 802.11ax | 802.11be |
最大数据传输速率 | 9.6 Gbps | 9.6 Gbps | 46 Gbps |
频带 | 2.4Ghz、5Ghz | 2.4 GHz、5 GHz、6 GHz | 2.4 GHz、5 GHz、6 GHz |
信道大小 | 20, 40.80、80+80、160MHz | 20、40、80、80+80、160 MHz | 最高 320 MHz |
调制 | 1024-QAM OFDMA | 1024-QAM OFDMA | 4096-QAM OFDMA |
MAC | / | / | MLO |
来源:TP Link
MLO 技术
Wi-Fi 7 将引入多链路操作 (MLO) 技术,允许设备通过多个无线电频段同时发送和接收数据,从而创建一个单一的聚合连接。这将提供更快的吞吐性能。
Wi-Fi 7 的市场潜力
- 2023 年,Wi-Fi 7 市场规模估计为 10 亿美元,预计到 2030 年将达到 242 亿美元,2023-2030 年的复合年增长率为 57.2%。
- 物联网 (IoT) 应用的不断增加是市场增长的主要驱动力。
- 预计在预测期内,北美将保持最高的增长率。
- 高昂的安装成本和频谱拥堵是 Wi-Fi 7 市场面临的重大挑战。
不同行业的应用
- 商业
- 媒体和娱乐
- 智能家居
- 智慧城市
- 医疗保健
- 公共安全
- 教育机构
近期发展
- 2022 年 12 月, Rohde & Schwarz 与 Broadcom 合作,宣布推出针对 Broadcom Wi-Fi 7 芯片组的自动测试解决方案。
- 2023 年 1 月,MediaTek 在 2023 年 CES 上推出了消费者就绪 Wi-Fi 7 产品类别,包括住宅网关、网状路由器、电视、流媒体设备等。
- 2023 年 3 月,Lounea 与 TP-Link 合作,成为芬兰首家 Wi-Fi 7 运营商,为家庭无线网络提供 Wi-Fi 7 标准。
相关 Amphenol 产品
Amphenol RF 开发了一系列高带宽接口,其数据传输速率足以应对下一代 Wi-Fi 技术。新的 Wi-Fi 技术要求连接器和电缆组件能够以更小的尺寸、更快的速度传输更多数据。
2.2-5 和 4.3-10 接口是 Wi-Fi 应用的理想选择,因为它们是重量轻、坚固耐用的小型连接器。传统的 7-16 连接器特别可靠且耐候性强,是专为需要耐用性以抵御恶劣环境的无线基础设施应用而设计的完美解决方案。IP67 防水版本的 TNC 也能以更高的可靠性支持下一代 Wi-Fi。
还有一些特定产品,如 HD-EFI 和 HD-AFI,都是超紧凑型接口设计。尽管这些产品尺寸较小,但却能支持 Wi-Fi 应用,即使在拥挤的环境中也能实现稳定可靠的连接。
最后,Amphenol RF 的高性能系列 SMA、SMP 和 SMPM 支持更宽的信道带宽,从而实现更高的数据传输。
对于完整的解决方案,专为智能手机和平板电脑等物联网设备设计的射频天线有多种外部和内部配置,包括嵌入式芯片和 PCB 版本。