Wi-Fi 作为最常用的一项互联网接入技能，与咱们每个人的日子休戚相关。
尤其是曩昔两年，因为疫情的原因，越来越多的社会活动都从线下转到了线上，Wi-Fi 在其间发挥了巨大的作用，明显减少了疫情对社会和经济的影响。
根据思科网络供应的数据（如图 1），2021 年，全球 50% 的互联网流量来自 Wi-Fi。
▲ 图 1 2021 全球数据流量的接入技能占比（数据来源于思科网络）
在曩昔的 20 多年，Wi-Fi 靠着仅有的 2.4GHz 和 5GHz 两个频段（共 600 多 MHz 频谱），承载着不断添加的网络需求。
在前一期的文章中（链接），咱们讲述了 Wi-Fi 6 中的一些新技能。经过这些技能，能够帮助缓解网络拥塞这一问题。
但是，即便无线工程师们能用众多的黑科技来扩充网络容量，近年来，无线设备数量的极速添加，以及应用程序带来的越来越高的速率需求，最终导致频谱成为网络容量的瓶颈。
现在，Wi-Fi 运用的 2.4GHz 和 5GHz 两个频段现已十分拥挤。反映在用户体验上，便是网络延时的添加，用户速率的下降，Wi-Fi 路由器之间的搅扰变得越来越频繁。
为了应对这一挑战，在 Wi-Fi 6 推出不久，Wi-Fi 职业又活跃推动了 Wi-Fi 6E 的开展。
Wi-Fi 6E 沿用了现在 Wi-Fi 6 的核心技能，经过将 Wi-Fi 6 的作业频段延伸到 6GHz （5925-7125MHz），以此来扩展网络容量。
如图 2 所示，新增的 1200MHz，让 Wi-Fi 的频谱资源比曩昔添加了 2 倍。
▲ 图 2 Wi-Fi 频段开展历史
6GHz 的频谱，关于 Wi-Fi 来说，能够让功能发生质的飞跃。从图 3 中咱们能够看到，6GHz 让 Wi-Fi 信道数量扩充了 2 倍。
▲ 图 3 2.4，5 和 6GHz Wi-Fi 的频道数量
以现在最常运用的 40MHz 信道来说，5GHz 能够供应 4 个普通讯道和 8 个 DFS 信道。（注：DFS 信道的作用是保护雷达运用的频率不遭到搅扰，当 Wi-Fi 设备检测到有雷达在运用该频段时，Wi-Fi 会自动避开该信道）
而在 6GHz 上，有多达 29 个不受 DFS 限制的 40MHz 信道，可供 Wi-Fi 设备挑选。
█ 为什么需求这么多频道？答复这个问题，需求将网络的各个节点作为一个全体看待。
从手机、电脑到无线路由和后续的光纤网络，任何一个节点呈现瓶颈，都无法提高网络的功能。曩昔在十兆到百兆光纤的时代，网络速率的瓶颈往往是在光纤网络本身。仅仅添加 Wi-Fi 的速率，关于网络的全体功能来说，并没有太大的含义。
如今，随着国家双千兆基建项目的推进，越来越多的家庭能够用到上千兆速率的光网络，而企业光纤网络的速率更是能够到达 10Gb。
光纤技能还在不断的更新，50Gbps 以上的光纤技能早在 2018 年就呈现在世界电信联盟（ITU）的开展蓝图下了，估计不用多久就会呈现商用产品。
▲ 图 4 ITU 光纤技能开展蓝图
曩昔，Wi-Fi 设备主要选用 20MHz 和 40MHz 两种带宽。咱们的手机、Pad，一般也配有两根 Wi-Fi 天线，来支撑 MIMO。
以图 5 中 Aruba 网络给出数据速率核算表来看，选用 2 路 MIMO，64QAM 调制的 Wi-Fi 设备在 40MHz 的带宽下，理论最大速率只能到达 344Mbps 左右。（注：更高阶的调制需求极好的无线信道信噪比，在日常的日子运用中很难满意这一条件）
▲ 图 5 Wi-Fi 6 下单通道理论最大数据速率
在用户现已拥有千兆光纤的状况下，这样的 Wi-Fi 功能就成为了网络中的瓶颈。这时，提高 Wi-Fi 的速率就变得有含义。
经过将带宽添加到 80MHz 后，最大速率能够超过 700Mbps，而 160MHz 带宽更是能充分满意千兆光纤的需求。
从对用户的路由器运用剖析，也能验证带宽添加这一趋势。根据思科和 Aruba 对其用户的剖析，现在 80MHz 带宽，逐步成为家庭和企业在配置 Wi-Fi 网络时的默许选项。
写到这儿，你可能会有疑问，上一期的文章中不是提到，OFDMA、高阶调制和更多的 MIMO 等技能能够提高速率和网络容量吗？为什么还需求添加信道资源？
其实原因很简单，天下没有免费的午饭。
MIMO 虽然能够供应多通道来添加数据速率，但价值一是添加的通道需求相应的收发机通道，这就添加了 Wi-Fi 设备功耗。
第二，引进高阶调制和更多通道 MIMO，意味着射频接收机关于无线信道的信噪比要求更高，这就减小了小区覆盖范围和设备的抗搅扰程度。
而 OFDMA 的根本，是在于怎么把蛋糕更有用的分配给用户，并不能把蛋糕做大。因而，添加容量最为直接有用的方法，莫过于加宽带宽，添加频谱资源。
你可能还有疑问，现在 5GHz 上的 Wi-Fi 6 不是也能够支撑 80 和 160MHz 带宽吗？为什么需求 Wi-Fi 6E？
答复这一个问题，就需求从网络多路由器布置的视点来评论了。
现在业界关于密集型 Wi-Fi 网络布置的黄金准则为 7 频道重用计划。这个计划是平衡频谱运用效率和小区间搅扰的一个最佳优化点。
所谓 7 频道重用计划，是指在一个无线路由周围的 6 个相邻路由，均运用不同的 Wi-Fi 频道。
以图 6 中一层办公空间的 Wi-Fi 布置为例。
▲ 图 6 7 频道 Wi-Fi 小区布置计划
选用 7 频道重用计划的网络，同频率的 Wi-Fi 小区能够做到彼此之间相隔两个不同频的小区。由于间隔较远，小区间的同频搅扰危险很小。
在曩昔，运用 40MHz 信道的基础上，这种布置关于频谱来说毫无压力。
但是，当用户把频道升级到了 80MHz 带宽时，现在的 5GHz 频谱就不够用了。
这时，Wi-Fi 6E 就派上了用场。
从上面的信道图中，咱们能够看到，6GHz 有多达 14 个 80MHz 的信道，能够充分满意要求。即便未来，用户升级到了 160MHz 带宽，6GHz 仍然能够供应 7 个信道来满意网络布置。
█ Wi-Fi 6E 现在全球的开展状况Wi-Fi 6E 的设备普遍支撑整个 6GHz，但在详细的可运用频率范围上，设备厂商需求满意各国的频段要求。
世界上关于 6GHz Wi-Fi 的频谱分配主要是有两种方向，第一种是以 ITU Region 2（美洲）为主的一步到位式，即将整个 1.2GHz 频谱（5925-7125MHz）都开放给 Wi-Fi 运用。
第二种选用的是按部就班的方法，先开放低 6GHz 频段（5925-6425MHz）的 500MHz 供 Wi-Fi 运用，而在高 6GHz （6425-7125MHz）的规划上持续持研讨观望情绪。
持这种策略的地区主要是欧盟，澳大利亚，日本等国家。
这其间一个主要原因，是 WRC-23 议程 1.2 中的一个重要议题对这些国家和地区的频谱区分有着影响。
在这个议题中，6425-7125MHz 频段在某些地区有可能被识别为移动通讯频段，供未来的 5G 乃至 6G 运用，我国也是这个议题的活跃支撑者之一。
▲ 图 7 全球 Wi-Fi 6E 的开展状况（数据来源于 Wi-Fi Alliance）
从 2021 年开端，现已有大量支撑 Wi-Fi 6E 的终端和网络设备，现在整个 Wi-Fi 6E 的生态系统开展势头很好，估计今年还会有更多的主流设备开端支撑 Wi-Fi 6E。
▲ 图 8 Wi-Fi 6E 生态圈
█ 我国会同意 Wi-Fi 6E 的运用吗？在 6GHz 这个议题上，咱们国家工信部在 WRC-19 前后的情绪一向是支撑将整个 6GHz 分配给 5G 和未来的 6G 移动通讯运用，Wi-Fi 6E 在我国并没有遭到太多的重视。
这和咱们国家的 5G 工业方针和现在 5G 中波段的可用频谱的数量有很大关系。
从下面高通发布的数据来看，我国在中波段的 5G 频谱只有 2.6GHz 上的 100MHz 和 3.5GHz 上的 300MHz，这其间还包含 3.3-3.4GHz 专门分配给室内 5G 运用。
总体来说，中波段频谱总量少于欧盟、北美以及日韩。
▲ 图 9 全球 5G 频谱分配（数据来源于高通）
但是，从上一年开端，香港特区政府首先开端规划了 Wi-Fi 6E 在香港的运用。在特区政府上一年发布的揭露定见搜集书中，提到了现在 Wi-Fi 网络的拥挤关于企业和个人的影响。
经过几个月的定见搜集和评论，在今年四月份香港通讯业务管理局发布的最终决策文件中，香港采取了按部就班的模式，即仿照欧盟，先开放 6GHz 中的低 500MHz 供应 Wi-Fi 运用。关于高 700MHz，香港将重视 WRC-23 议程 1.2 的议题评论。
我在参考文献中附上了通讯管理局的方针文件，有爱好的同学能够自行研讨一下。
▲ 图 10 香港通讯业务管理局 Wi-F i6E 揭露定见搜集书
香港的这一频谱方针，让人轻轻看到 Wi-Fi 6E 在我国内地的一丝曙光。
从曩昔的 C 波段和毫米波 5G 的规划，香港与大陆基本保持一致，只是在方针的发布时间上往往比大陆会先行一步。假如这个规则成立的话，在 6GHz 的频谱规划上，未来工信部可能会考虑 Wi-Fi 的需求。
事实上，Wi-Fi 网络拥塞问题不仅仅在香港，内地的大中型城市也面临着同样的问题。未来要想提高企业和家庭网络的功能，仅仅靠 5G，不管从企业成本、设备生态以及三大运营商的负荷才干来说，都是远远不够的。
另外，即便不能和中兴、华为和中移动这样在世界移动通讯职业中具有严重影响力的公司比较，我国在 Wi-Fi 职业中也有比如新华三、烽烟、TP-link 这样的大型公司，乃至中兴和华为本身的企业网事业部也是 Wi-Fi 生态系统的重要同伴。
假如把 6GHz 彻底分配给移动通讯，关于以 Wi-Fi 产品和服务为主要业务的企业来说，无非是严重的打击。尤其是未来 Wi-Fi 7 能否在我国开展，很大程度将取决于是否有满足的频谱资源。
从国内外技能的开展历史来看，技能的更新经常变化莫测。由政府方针牵头，背注一掷某项技能，往往存在着误判的危险。
工业方针关于商场的长期生机与产品的世界竞争力上，一般不如选用商场方针愈加有用。让企业自己经过公平商场竞争的方法，来决定未来的技能开展方向，会让本钱的分配愈加合理，资源配置愈加有用，也能让企业本身拥有更强的生机。
█ Wi-Fi 的未来Wi-Fi 技能，还在一向更新。
在 2019 年 Wi-Fi 6 刚刚问世不久，802.11 作业小组就开端了下一代 Wi-Fi 技能 ——Wi-Fi 7 的研讨。Wi-Fi 7 的学术名为 802.11be，运用与现在 Wi-Fi 6E 彻底相同的频谱资源。
现在 Wi-Fi 7 的规范作业还在紧锣密鼓的进行中，第一个 Release 已于今年年初确认下来。完整的规范的作业，需求在 2024 年之后才干最终确认。而认证的 Wi-Fi 7 设备，也要到 2025 年，才干遍及到商场上。
关于 Wi-Fi 7 的关键技能，我会在下一期的文章中给大家重点介绍。
▲ 图 11 Wi-Fi 7 的时间节点
本文作者唐欣博士，现在担任 Spectrum Lab 技能总监。
参考文献
[1] Aruba Networks white paper — Technical Guide to Wi-Fi 6e and the 6 GHz band.
[2] Wi-Fi Alliance – Countries Enabling Wi-Fi 6E.
[3] Qualcomm, 5G spectrum innovation and global update.
[3] 香港通讯业务管理局 — 建立类别牌照以规管用于无线区域网络的 6 吉赫器件的运用和营商活动以及更改供应公共无线区域网络服务类别牌照
[4] Khorov, E., Levitsky, I., & Akyildiz, I. F. (2020). Current status and directions of IEEE 802.11be, the future Wi-Fi 7.
