6GHz频谱助力Wi-Fi 6E更上一层楼

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2020年1月,Wi-Fi联盟宣布了Wi-Fi 6的“扩展”版本 ─ Wi-Fi 6E。Wi-Fi 6E技术与Wi-Fi 6基本相同,其中最显著的变化在于使用额外的非授权频谱:  6GHz频段中的1200MHz新频谱,这意味着大量增加了非拥塞频谱。

几个月后,也就是2020年4月,联邦通信委员会(FCC)提议开放5.925GHz-7.125GHz频谱作为非授权频谱使用。2020年10月,FCC正式采纳了这一提议,为Wi-Fi 6E在美国的发展开辟了道路。从那时起,其它几个国家也为Wi-Fi - 6E分配了6GHz频谱。

通过提供可用的160MHz信道,Wi-Fi 6E使Wi-Fi 6的吞吐量立即翻倍;相比之下,Wi-Fi 5/6的信道为80MHz。虽然之前在5GHz频段中存在两个160MHz信道,但鉴于FCC对动态频率选择(DFS)的要求 ─ 即路由器必须避开被现有发射器(如天气雷达)占用的信道,它们基本上都无法使用。在美国,7个新的160 MHz信道都没有DFS方面的要求,这使得它们至少可在室内使用。如果附近的Wi-Fi 6E网络尚未占用,路由器甚至可以使用多个160 MHz信道。

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就分配新频谱的重要性而言,1200MHz新频谱是先前在 2.4GHz 和 5GHz 频段中分配的570MHz频谱的两倍多。当考虑到旧频段的拥塞情况,分配6GHz频谱甚至比额外的带宽显得更加重要。

管理6GHz频段上的既有服务

6GHz频段不是一个新频段。许多遗留应用(如固定微波服务(FMS)、固定卫星服务(FSS)、射电天文和其它服务)继续在上面运行,因此必须保护它们不受Wi-Fi干扰。为此,FCC要求实施自动频率协调(AFC),从而避免Wi-Fi与这些服务之间发生冲突。AFC类似于更新的、更复杂的DFS版本,是一种避免与6GHz频段上既有服务争用频率的机制。

FCC定义了两类在6GHz频段使用的Wi-Fi设备。室外使用的标准功率接入点(AP)和室内使用的低功率AP。低功率AP的功率水平降低,并且内墙、外墙和其它障碍物会导致其进一步衰减,进而降低干扰现有设备的风险。因此,它们不受AFC要求的约束。不过,户外标准功率AP对6GHz频段中的既有服务构成更严重的威胁,因此FCC采用AFC机制来降低风险。

AFC要求AP向AFC协调器发送关于AP的信息,以获得使用6GHz Wi-Fi信道的许可。AP必须发送其位置坐标、位置估计精度、天线高度、所需频带和所需发射功率等信息。AFC协调器将根据既有服务数据库对信息进行查对,继而确定是否可能发生干扰情况。如果不会发生干扰,AFC协调器将批准请求。

低功率室内(LPI) AP不需要AFC机制。Omdia认为,鉴于AFC的复杂性和隐私问题,大多数消费级AP和路由器都不会实施AFC。

Omdia的分析

Omdia预测,在全球范围内,Wi-Fi 6E终端出货量将从1900万部(2021年)增至9.14亿部(2025年),期间的复合年增长率(CAGR)达到163%(参见图1)。

在2021年,Wi-Fi 6E市场将缓慢起步;主要限制因素包括今年产品发布时间较晚、高昂的价格以及尚未完全接受Wi-Fi  6(更不用说Wi-Fi 6E)的消费者缺乏紧迫感。

Figure 1: Wi-Fi 6E annual device shipments, 2021–25

Source: Omdia

监管部门对6GHz频段用于非授权使用的审批过程也比较慢,这也将减缓Wi-Fi 6E在2021年和2022年的发展势头,尤其是在亚洲&大洋洲。中国、印度、马来西亚和印尼等大型市场尚未采取行动。

像往常一样,智能手机将引领Wi-Fi 6E的普及。Wi-Fi  6E将在智能手机上迅速普及—先从高端和旗舰机型开始(2021-2025年),然后再扩展到中端机型(2023-2025年)。

2021年,在全球范围内,Wi-Fi 6E对Wi-Fi 6终端的渗透率将仅有4%,但到2025年这一数字预计将上升至54%。

结论

就可用于Wi-Fi应用的新频谱数量而言,Wi-Fi 6E带来了变革性的影响。添加6GHz频段使得Wi-Fi 可用的频谱量是之前的三倍。此外,由于6GHz频段是Wi-Fi 6E的专有频段,它不会被传统Wi-Fi 版本拖慢,这就消除了主要的网络拥塞源头。

Omdia预测Wi-Fi 6E在最初的发展较为缓慢,这是因为早期采用者产品在2021年才刚刚出现,而且世界各地的监管机构都在循序渐进地批准用于Wi-Fi的6GHz频谱。然而,大量新频谱终将让Wi-Fi用户无法抗拒。在2023年和2024年,随着主流终端采用Wi-Fi 6E,Wi-Fi 6E将开始取代Wi-Fi 6应用于基础设施中并支持更高的性能。

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