本文轉載自【半導體行業觀察】公衆号
谷歌搜尋“Z 世代的著名成員”會出現各種我從未聽說過的名字（不過，我确實認出了 Greta Thunberg）。但又一個名字明顯缺席，那就是IEEE 802.11，也就是我們通常所說的 Wi-Fi。
Wi-Fi 誕生于 1997 年，對人類生活的影響遠遠超過任何其他 Z 世代名人。它的穩步增長和成熟逐漸将網絡連接配接從電纜和連接配接器的舊制度中解放出來，以至于無線寬帶網際網路接入——這在撥号時代是不可想象的——通常被認為是理所當然的。
我的年紀，讓我足以記住 RJ45 插頭帶來的，令人滿意的咔嗒聲，這标志着與快速擴充的線上多元宇宙的成功連接配接。現在我幾乎不需要 RJ45，而我認識的技術飽和的青少年甚至可能不知道它們的存在。
普通群眾對 Wi-Fi 的偏好并不令人驚訝。與無線的巨大便利性相比，以太網電纜看起來幾乎是野蠻的。但作為一個隻關心資料鍊路性能的工程師，我仍然認為 Wi-Fi 不如有線連接配接。802.11be 是否會讓 Wi-Fi 更接近于完全取代以太網？ Wi-Fi标準簡介：Wi-Fi 6和Wi-Fi 7
Wi-Fi 6 是 IEEE 802.11ax 的公開名稱。Wi-Fi 6 于 2021 年初獲得全面準許，得益于 802.11 協定二十多年的累積改進，Wi-Fi 6 是一個強大的标準，似乎不适合快速替代。
高通公司的一篇博文将 Wi-Fi 6 總結為“旨在為盡可能多的裝置同時驅動盡可能多的資料的功能和協定的集合”。Wi-Fi 6 引入了各種提高效率和增加吞吐量的進階功能，包括頻域複用、上行鍊路多使用者 MIMO 和資料包的動态分片。
Wi-Fi 6 采用 OFDMA（正交頻分多址）技術，可提高多使用者環境中的頻譜效率。圖檔由思科提供 那麼，為什麼 802.11 工作組已經在開發新标準的道路上順利進行呢？為什麼我們已經看到有關第一個 Wi-Fi 7 示範的頭條新聞？盡管 Wi-Fi 6 收集了最先進的無線電技術，但至少在某些方面，人們認為 Wi-Fi 6 在兩個重要方面令人印象深刻：資料速率和延遲。
通過提高 Wi-Fi 6 的資料速率和延遲性能，Wi-Fi 7 的架構師希望提供比使用以太網電纜更容易實作的快速、流暢、可靠的使用者體驗。
關于 Wi-Fi 協定的資料速率與延遲
Wi-Fi 6 支援接近 10 Gbps 的資料傳輸速率。這在絕對意義上是否“足夠好”是一個非常主觀的問題。然而，從相對意義上來說，Wi-Fi 6 的資料速率在客觀上是低迷的：Wi-Fi 5 的資料速率相比其前身提高了 1000%，而 Wi-Fi 6 的資料與 Wi-Fi 5 相比，速率提高了不到 50%。
理論上的流資料速率絕對不是量化網絡連接配接“速度”的綜合手段，但它的重要性足以值得那些負責 Wi-Fi 持續商業成功的人密切關注。
過去三代Wi-Fi網絡協定的比較。圖檔由英特爾提供 延遲作為一般概念是指輸入和響應之間的延遲。
在網絡連接配接的情況下，過長的延遲可能會降低使用者體驗，甚至超過有限的資料速率——如果您必須在網頁前等待五秒鐘，那麼極快的比特級傳輸對您沒有多大幫助開始加載。延遲對于視訊會議、虛拟現實、遊戲和遠端裝置控制等實時應用程式尤為重要。使用者對故障視訊、滞後的遊戲和拖拉的機器界面隻有這麼多的耐心。
Wi-Fi 7 的資料速率和延遲
IEEE 802.11be 的項目授權報告包括提高資料速率和減少延遲作為明确目标。讓我們仔細看看這兩種更新途徑。
資料速率和正交幅度調制
Wi-Fi 7 的架構師希望看到至少 30 Gbps 的最大吞吐量。我們不知道最終确定的 802.11be 标準中将包含哪些特性和技術，但一些最有希望提高資料速率的候選者是 320 MHz 信道寬度、多鍊路操作和 4096-QAM 調制。
通過通路 6 GHz 頻段的額外頻譜資源，Wi-Fi 可以将最大信道寬度增加到 320 MHz。相對于 Wi-Fi 6，320 MHz 的通道寬度将最大帶寬和理論峰值資料速率提高了兩倍。
在多鍊路操作中，具有自己鍊路的多個客戶站作為“多鍊路裝置”共同發揮作用，它們具有到網絡邏輯鍊路控制層的一個接口。Wi-Fi 7 将可以通路三個頻段（2.4 GHz、5 GHz 和 6 GHz）；Wi-Fi 7 多鍊路裝置可以在多個頻段同時發送和接收資料。多鍊路操作具有顯着增加吞吐量的潛力，但它帶來了一些重大的實施挑戰。
在多鍊路操作中，多鍊路裝置具有一個 MAC 位址，即使它包含多個 STA（代表站，表示筆記本電腦或智能手機等通信裝置）。圖檔由IEEE提供
QAM 代表正交幅度調制。這是一種 I/Q 調制方案，其中相位和幅度的特定組合對應于不同的二進制序列。我們可以（理論上）通過增加系統“星座”中相位/幅度點的數量來增加每個符号傳輸的比特數（見下圖）。
這是 16-QAM 的星座圖。複平面上的每個圓圈代表對應于預定義二進制數的相位/幅度組合。圖檔由IEEE提供 Wi-Fi 6 使用 1024-QAM，它支援每個符号 10 位（因為 2 10 = 1024）。如果使用 4096-QAM 調制，系統可以在每個符号上傳輸 12 位，前提是它可以在接收器處實作足夠的 SNR 以實作成功解調。
延遲特性：MAC 層和 PHY 層
實時應用可靠功能的門檻值是 5-10 毫秒的最壞情況延遲；在某些使用場景中，低至 1 毫秒的延遲是有益的。在 Wi-Fi 環境中實作如此低的延遲并非易事。
在 MAC（媒體通路控制）層和實體層 (PHY) 上運作的功能将有助于将 Wi-Fi 7 延遲性能帶入低于 10 毫秒的領域。其中包括多接入點協調波束成形、時間敏感網絡和多鍊路操作。
Wi-Fi 7 的主要特性。圖檔由IEEE提供 最近的研究表明，包含在多鍊路操作總标題中的多鍊路聚合可能有助于使 Wi-Fi 7滿足實時應用程式的延遲要求。
您對 Wi-Fi 7 的未來持樂觀态度嗎？
我們還不知道 Wi-Fi 7 究竟會是什麼樣子，但它無疑将包含令人印象深刻的新射頻技術和資料處理技術。這所有的研發都值得嗎？Wi-Fi 7 是否會徹底改變無線網絡并徹底抵消以太網電纜的少數剩餘優勢？歡迎在下面的評論部分分享您的想法。