Wi-Fi加速改朝換代 測試挑戰(zhàn)逐步浮現

Wi-Fi 6，也稱為802.11ax。802.11ax是無線局域網絡的下一代標準，是專為現在人人上網、萬物連網世界設計的新標準。前幾代的Wi-Fi著眼于速度，在邁入802.11ax之后，則是效率與速度并重，同時要讓眾多使用者同時享有更好的連網速度。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、體育場、公寓大樓等用戶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。

更好的網絡效率

Wi-Fi 6可提供更好的網絡效率，特別是在壅塞區(qū)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和蜂巢式物聯網是全球最流行的三大無線物聯網技術。W-Fi已被納入蘋果計算機、亞馬遜、Google、三星和其他數百家消費性物聯網企業(yè)所倡導的智慧家居Matter協(xié)議。而Wi-Fi 6規(guī)格為物聯網帶來了全新的機會，其規(guī)格也是近年來物聯網領域最重要的里程碑。
邊緣AI設備需要可靠且實時的Wi-Fi云端連接來實現生命周期管理功能，例如透過無線更新（OTA）部署AI模型。許多AI應用需要實時混合效果，從真人動作到計算機生成的圖像或影片，例如電競和AR與VR的產業(yè)應用。設備必須處理數據并同時將數據串流。在這些應用中，高吞吐量和低延遲的無線傳輸至關重要。
目前的物聯網無線設備使用未經許可的頻譜進行連接。無論在哪里制造，它們都需要認證與授權，但全球法規(guī)環(huán)境很復雜。而新一代的Wi-Fi 6E讓設備能夠在未經許可的6GHz頻段運行，同時也帶來了新的限制。隨著元宇宙、AR及VR應用、4k與8k電視、遠程教學與工作應用，無線網絡的速度與實時性的要求，在Wi-Fi技術的演進下，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設計等，當然這些也帶來設計、量產與測試的復雜度。

Wi-Fi 6為WLAN主要成長動能
根據IDC研究發(fā)現，全球企業(yè)WLAN市場在2022年第一季強勁成長，營收年成長17.1％，達到19.5億美元。企業(yè)WLAN市場的成長繼續(xù)由最新的Wi-Fi標準推動，即Wi-Fi 6或802.11ax。家用WLAN市場也持續(xù)采用Wi-Fi 6。在2022年第1季，Wi-Fi 6占市場營收的31.4％。IDC網絡基礎架構研究經理Brandon Butler表示，全球的企業(yè)繼續(xù)投資在WLAN技術上，來作為其網絡和數字轉型的關鍵組成部分。同時，隨著企業(yè)在最新Wi-Fi技術中的部署，Wi-Fi 6標準也繼續(xù)成為企業(yè)WLAN市場成長的重要動力。在過去兩年因疫情導致動蕩的總體經濟環(huán)境之后，隨著企業(yè)對無線連網的投資，企業(yè)WLAN市場繼續(xù)具有韌性。
IDC臺灣資深市場分析師葉振男則認為，臺灣企業(yè)WLAN市場呈現強勁的成長態(tài)勢，營收年成長58.9%，達到1700萬美元水平。企業(yè)市場的營收成長動能同樣建立在過去幾年的年成長率基礎上，企業(yè)客戶持續(xù)升級無線基地臺至Wi-Fi 6標準是市場成長的主因之一，另一原因是過去兩年臺灣制造業(yè)返鄉(xiāng)加大投資規(guī)模，帶動周邊相關產業(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帶動市場加速改朝換代
聯發(fā)科技智慧聯通事業(yè)部協(xié)理葉信忠指出，Wi-Fi是連接網絡的最后一哩路，從因特網閘口、網絡中繼器到電子終端，Wi-Fi的應用需求可以說是無所不在。在2019年剛推出Wi-Fi 6之后，僅三年的時間便達到50％市占率。根據Wi-Fi Alliance 2021的數據顯示，平均每個人一生會擁有超過6臺Wi-Fi裝置，仍在使用中的有2.3臺，且每年每人會再增加0.6個，是手機數量的三倍。統(tǒng)計上有63％的手機流量是由Wi-Fi來分擔，且持續(xù)增加。
在未來五年，最新的Wi-Fi 7市場將更蓬勃發(fā)展，包含半導體、相關零組件與終端產值預計達到約7,700億臺幣，而次世代的無線網絡Wi-Fi 7也將能帶給用戶更快的速度、更低延遲的體驗。
Wi-Fi 7的重要規(guī)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頻段，MLO可同時聚合頻段上的多個信道，在有些信道出現壅塞受到干擾情況下，數據仍可無縫傳輸，讓連網更快、更可靠。除了在網速上可以產生最高3倍于以往的加成效果，該技術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另一項市場競爭利器是天線的設計。無線傳輸最在乎的就是有效距離，透過多天線技術，可以增加傳輸天線，進而提供更廣的覆蓋范圍與傳輸效能，無論對講求訊號無死角的路由器，還是對于講究低功耗的行動裝置如手機等，都特別有幫助。

Wi-Fi 6的測試挑戰(zhàn)

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

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

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(tǒng)了。為了確保高可靠性的通訊而不至于對其他服務造成干擾等問題，支持6GHz頻段的裝置必須內建自動頻率協(xié)調（Automated Frequency Coordination；AFC）功能，以便限制發(fā)射（Tx）功率和抑制干擾。
6GHz其他的問題還包括，該頻段先前一直用于無線通信，但只有特定的通訊用途能獲得授權，而且無線產品的數量受到限制，大多數裝置在移動中也無法進行通訊。由于智能型手機在尺寸大小、質量、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(qū)域所使用的零組件無法轉移。解決6GHz頻段設計挑戰(zhàn)的過程才剛剛開始，許多其他未知的挑戰(zhàn)未來可能還會一一浮現。開發(fā)6GHz頻段的WLAN產品仍將需要考慮以下因素：
●結合能與授權系統(tǒng)共存的新功能;
●支持6GHz消費產品的大規(guī)模量產;
●在1200MHz帶寬上實現同質的高RF性能;
●支持160MHz通道帶寬。

結語
Wi-Fi 6與6E剛進入市場，以額外的1.2GHz頻譜并確保更高效率的運行，然而，市場上對更高傳輸速度和更低延遲的需求有增無減。業(yè)界已著手推出下一代Wi-Fi產品，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，透過使用更寬的通道、更高的調變方式和多鏈路操作，來實現更快的傳輸速度與更低的延遲性。