Wi-Fi加速改朝換代 測試挑戰逐步浮現

Wi-Fi 6，也稱(chēng)為802.11ax。802.11ax是無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)絡(luò )的下一代標準，是專(zhuān)為現在人人上網(wǎng)、萬(wàn)物連網(wǎng)世界設計的新標準。前幾代的Wi-Fi著(zhù)眼于速度，在邁入802.11ax之后，則是效率與速度并重，同時(shí)要讓眾多使用者同時(shí)享有更好的連網(wǎng)速度。由于Wi-Fi頻譜相當擁擠，而舊有標準在設計之初，未并將機場(chǎng)、體育場(chǎng)、公寓大樓等用戶(hù)密度較高的情境納入考慮。802.11ax結合Wi-Fi與LTE兩者之特色，可提供2倍以上的流量，數據容量也可達到10倍以上。

更好的網(wǎng)絡(luò )效率

Wi-Fi 6可提供更好的網(wǎng)絡(luò )效率，特別是在壅塞區域，可提供更低的延遲，以及比上一代Wi-Fi標準更大的傳輸范圍。目前包括藍牙、Wi-Fi和蜂巢式物聯(lián)網(wǎng)是全球最流行的三大無(wú)線(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。W-Fi已被納入蘋(píng)果計算機、亞馬遜、Google、三星和其他數百家消費性物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)所倡導的智慧家居Matter協(xié)議。而Wi-Fi 6規格為物聯(lián)網(wǎng)帶來(lái)了全新的機會(huì )，其規格也是近年來(lái)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域最重要的里程碑。
邊緣AI設備需要可靠且實(shí)時(shí)的Wi-Fi云端連接來(lái)實(shí)現生命周期管理功能，例如透過(guò)無(wú)線(xiàn)更新（OTA）部署AI模型。許多AI應用需要實(shí)時(shí)混合效果，從真人動(dòng)作到計算機生成的圖像或影片，例如電競和AR與VR的產(chǎn)業(yè)應用。設備必須處理數據并同時(shí)將數據串流。在這些應用中，高吞吐量和低延遲的無(wú)線(xiàn)傳輸至關(guān)重要。
目前的物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線(xiàn)設備使用未經(jīng)許可的頻譜進(jìn)行連接。無(wú)論在哪里制造，它們都需要認證與授權，但全球法規環(huán)境很復雜。而新一代的Wi-Fi 6E讓設備能夠在未經(jīng)許可的6GHz頻段運行，同時(shí)也帶來(lái)了新的限制。隨著(zhù)元宇宙、AR及VR應用、4k與8k電視、遠程教學(xué)與工作應用，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的速度與實(shí)時(shí)性的要求，在Wi-Fi技術(shù)的演進(jìn)下，得到了更好的解決方法。最佳的頻譜利用與更大的帶寬，更復雜的調變與天線(xiàn)設計等，當然這些也帶來(lái)設計、量產(chǎn)與測試的復雜度。

Wi-Fi 6為WLAN主要成長(cháng)動(dòng)能
根據IDC研究發(fā)現，全球企業(yè)WLAN市場(chǎng)在2022年第一季強勁成長(cháng)，營(yíng)收年成長(cháng)17.1％，達到19.5億美元。企業(yè)WLAN市場(chǎng)的成長(cháng)繼續由最新的Wi-Fi標準推動(dòng)，即Wi-Fi 6或802.11ax。家用WLAN市場(chǎng)也持續采用Wi-Fi 6。在2022年第1季，Wi-Fi 6占市場(chǎng)營(yíng)收的31.4％。IDC網(wǎng)絡(luò )基礎架構研究經(jīng)理Brandon Butler表示，全球的企業(yè)繼續投資在WLAN技術(shù)上，來(lái)作為其網(wǎng)絡(luò )和數字轉型的關(guān)鍵組成部分。同時(shí)，隨著(zhù)企業(yè)在最新Wi-Fi技術(shù)中的部署，Wi-Fi 6標準也繼續成為企業(yè)WLAN市場(chǎng)成長(cháng)的重要動(dòng)力。在過(guò)去兩年因疫情導致動(dòng)蕩的總體經(jīng)濟環(huán)境之后，隨著(zhù)企業(yè)對無(wú)線(xiàn)連網(wǎng)的投資，企業(yè)WLAN市場(chǎng)繼續具有韌性。
IDC臺灣資深市場(chǎng)分析師葉振男則認為，臺灣企業(yè)WLAN市場(chǎng)呈現強勁的成長(cháng)態(tài)勢，營(yíng)收年成長(cháng)58.9%，達到1700萬(wàn)美元水平。企業(yè)市場(chǎng)的營(yíng)收成長(cháng)動(dòng)能同樣建立在過(guò)去幾年的年成長(cháng)率基礎上，企業(yè)客戶(hù)持續升級無(wú)線(xiàn)基地臺至Wi-Fi 6標準是市場(chǎng)成長(cháng)的主因之一，另一原因是過(guò)去兩年臺灣制造業(yè)返鄉加大投資規模，帶動(dòng)周邊相關(guān)產(chǎn)業(yè)在基礎設施上的加速轉型，特別是半導體上下游供應鏈。

Wi-Fi 7帶動(dòng)市場(chǎng)加速改朝換代
聯(lián)發(fā)科技智慧聯(lián)通事業(yè)部協(xié)理葉信忠指出，Wi-Fi是連接網(wǎng)絡(luò )的最后一哩路，從因特網(wǎng)閘口、網(wǎng)絡(luò )中繼器到電子終端，Wi-Fi的應用需求可以說(shuō)是無(wú)所不在。在2019年剛推出Wi-Fi 6之后，僅三年的時(shí)間便達到50％市占率。根據Wi-Fi Alliance 2021的數據顯示，平均每個(gè)人一生會(huì )擁有超過(guò)6臺Wi-Fi裝置，仍在使用中的有2.3臺，且每年每人會(huì )再增加0.6個(gè)，是手機數量的三倍。統計上有63％的手機流量是由Wi-Fi來(lái)分擔，且持續增加。
在未來(lái)五年，最新的Wi-Fi 7市場(chǎng)將更蓬勃發(fā)展，包含半導體、相關(guān)零組件與終端產(chǎn)值預計達到約7,700億臺幣，而次世代的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )Wi-Fi 7也將能帶給用戶(hù)更快的速度、更低延遲的體驗。
Wi-Fi 7的重要規格創(chuàng )新，包括了單芯片多重鏈接模式（Multi-Link Operation；MLO）。相較于Wi-Fi 6一次只能使用一個(gè)頻段，MLO可同時(shí)聚合頻段上的多個(gè)信道，在有些信道出現壅塞受到干擾情況下，數據仍可無(wú)縫傳輸，讓連網(wǎng)更快、更可靠。除了在網(wǎng)速上可以產(chǎn)生最高3倍于以往的加成效果，該技術(shù)也可在不同通道之間快速流暢地切換，可用于負載平衡，將重試次數的情況降至最低，有助于減少延遲。
Wi-Fi 7另一項市場(chǎng)競爭利器是天線(xiàn)的設計。無(wú)線(xiàn)傳輸最在乎的就是有效距離，透過(guò)多天線(xiàn)技術(shù)，可以增加傳輸天線(xiàn)，進(jìn)而提供更廣的覆蓋范圍與傳輸效能，無(wú)論對講求訊號無(wú)死角的路由器，還是對于講究低功耗的行動(dòng)裝置如手機等，都特別有幫助。

Wi-Fi 6的測試挑戰

 
圖二 : Wi-Fi 6提供了更好的傳輸效能，但也帶來(lái)新的測試挑戰。

安立知指出，Wi-Fi 6增加了6GHz頻段后，使現有頻譜資源較過(guò)去大幅增加3倍。隨著(zhù)FCC開(kāi)放了6GHz頻段作為未授權頻段，解決了過(guò)去2.4與5GHz頻段的許多問(wèn)題。包括：
●支持達1.2GHz的較寬帶段，解決了擁塞問(wèn)題；
●最終落實(shí)以160MHz通道進(jìn)行操作；
●支持僅由IEEE 802.11ax裝置配置的高速、高效率網(wǎng)絡(luò )；
●支持以最新WPA3技術(shù)保護的安全網(wǎng)絡(luò )。

安立知認為，6GHz頻段具有許多明顯的優(yōu)勢，然而直到現在，這一頻段還無(wú)法自由地用作WLAN資源，因為先前已將優(yōu)先權分配給獲授權的系統了。為了確保高可靠性的通訊而不至于對其他服務(wù)造成干擾等問(wèn)題，支持6GHz頻段的裝置必須內建自動(dòng)頻率協(xié)調（Automated Frequency Coordination；AFC）功能，以便限制發(fā)射（Tx）功率和抑制干擾。
6GHz其他的問(wèn)題還包括，該頻段先前一直用于無(wú)線(xiàn)通信，但只有特定的通訊用途能獲得授權，而且無(wú)線(xiàn)產(chǎn)品的數量受到限制，大多數裝置在移動(dòng)中也無(wú)法進(jìn)行通訊。由于智能型手機在尺寸大小、質(zhì)量、電源及其他特性等方面存在很大差異，因此在受限制的6GHz區域所使用的零組件無(wú)法轉移。解決6GHz頻段設計挑戰的過(guò)程才剛剛開(kāi)始，許多其他未知的挑戰未來(lái)可能還會(huì )一一浮現。開(kāi)發(fā)6GHz頻段的WLAN產(chǎn)品仍將需要考慮以下因素：
●結合能與授權系統共存的新功能;
●支持6GHz消費產(chǎn)品的大規模量產(chǎn);
●在1200MHz帶寬上實(shí)現同質(zhì)的高RF性能;
●支持160MHz通道帶寬。

結語(yǔ)
Wi-Fi 6與6E剛進(jìn)入市場(chǎng)，以額外的1.2GHz頻譜并確保更高效率的運行，然而，市場(chǎng)上對更高傳輸速度和更低延遲的需求有增無(wú)減。業(yè)界已著(zhù)手推出下一代Wi-Fi產(chǎn)品，也就是IEEE 802.11be（亦即Wi-Fi 7）。Wi-Fi 7可提供高達40Gbps的傳輸速率，透過(guò)使用更寬的通道、更高的調變方式和多鏈路操作，來(lái)實(shí)現更快的傳輸速度與更低的延遲性。