Daripada WiFi 1 hingga WiFi 7: Menyingkap Tujuh Revolusi dalam Rangkaian Tanpa Wayar

I. Evolusi Teknologi: Tujuh Generasi Melompat dari Siput ke Roket

Piawaian WiFi 1 (802.11), yang dilahirkan pada tahun 1997, hanya boleh memberikan kadar pemindahan 2Mbps sahaja, bersamaan dengan menghantar hanya 200KB data sesaat. Membuka satu gambar definisi tinggi memerlukan penantian yang sangat lama. WiFi 4 (802.11n) pada tahun 2003 memperkenalkan teknologi MIMO, meningkatkan kelajuan kepada 600Mbps melalui penghantaran selari berbilang antena, membolehkan main balik video berdefinisi tinggi yang lancar buat kali pertama. WiFi 5 (802.11ac) pada tahun 2013 telah meningkatkan kadar sehingga 6.9Gbps ​​menggunakan modulasi 256-QAM dan jalur lebar saluran 160MHz, meletakkan asas untuk era penstriman 4K. WiFi 6 (802.11ax) pada 2019 telah merevolusikan dengan memperkenalkan teknologi OFDMA, meningkatkan kecekapan serentak berbilang peranti sebanyak 4 kali ganda, menyokong sambungan yang stabil walaupun dalam stadium yang penuh dengan puluhan ribu pengguna.

WiFi 7 (IEEE 802.11be) terbaharu melengkapkan piawaian fasa pertamanya (Keluaran 1) pada 2022, mencapai lonjakan kualitatif melalui empat teknologi teras: lebar jalur ultra lebar 320MHz mengembangkan saluran penghantaran data kepada 'lebuh raya berganda;' 4096-QAM lebih banyak modulasi; membolehkan setiap simbol isyarat membawa lebih banyak modulasi 20% Operasi Berbilang Pautan (MLO) membolehkan peranti menyambung secara serentak kepada tiga jalur frekuensi (2.4GHz, 5GHz, 6GHz) untuk lebihan pintar; Teknologi MU-MIMO 16×16 membolehkan penghala menyediakan 16 peranti serentak tanpa ketinggalan. Gabungan teknologi ini mendorong kadar puncak teoritis WiFi 7 kepada 46 Gbps, bersamaan dengan pemindahan 5.75 GB sesaat. Memuat turun filem 50GB 4K mengambil masa 8 saat sahaja.

II. Teknologi Teras: Membina Semula Logik Dasar Komunikasi Tanpa Wayar

1. Penjadualan Pintar dengan Operasi Berbilang Pautan (MLO)

Peranti WiFi tradisional hanya boleh beroperasi pada satu jalur frekuensi. Teknologi MLO WiFi 7 membolehkan terminal seperti telefon dan komputer bersambung serentak ke jalur 2.4GHz, 5GHz dan 6GHz. Sebagai contoh, dalam persekitaran yang kompleks yang dipisahkan oleh dua dinding, jalur 5GHz mengendalikan transmisi berkelajuan tinggi video 4K, manakala jalur 2.4GHz mengekalkan sambungan asas. Jika satu jalur mengalami gangguan (cth, dari ketuhar gelombang mikro), data bertukar secara automatik ke jalur lain, mengurangkan turun naik rangkaian sebanyak 76%. Mod 'pengagregatan tiga jalur' ini bukan sahaja meningkatkan kelajuan tetapi juga menstabilkan kependaman di bawah 1 milisaat, memenuhi keperluan tindak balas milisaat yang ketat untuk permainan awan.

2. Revolusi Ketumpatan 4096-QAM

Teknologi modulasi adalah serupa dengan 'buku sifir' untuk isyarat. 1024-QAM WiFi 6 menghantar 10 bit data setiap simbol, manakala 4096-QAM WiFi 7 meningkatkan ini kepada 12 bit. Ini bermakna, pada kekuatan isyarat yang sama, kecekapan penghantaran data bertambah baik sebanyak 20%. Ujian menunjukkan bahawa semasa memainkan video 4K, penggunaan kuasa modul WiFi telefon menurun daripada 8.3%/jam kepada 4.8%/jam dan suhunya menurun sebanyak 5.2°C. Kejayaan ini membolehkan WiFi 7 mencapai peningkatan kadar 20% walaupun dalam jalur 5GHz, tanpa bergantung pada spektrum 6GHz yang belum dibuka sepenuhnya.

3. Lebuh Raya Berkelajuan Tinggi dengan Lebar Jalur 320MHz

Dengan mengagregatkan empat saluran 80MHz, WiFi 7 membina ultra lebar saluran 320MHz . Ini bersamaan dengan meluaskan penghantaran data 'satu lorong' kepada 'empat lorong', secara teorinya membolehkan penghantaran serentak 16 strim video 8K. Ujian dunia sebenar di Stesen Kereta Api Shanghai Hongqiao menunjukkan ia boleh mengekalkan daya pemprosesan melebihi 1 Gbps dalam radius 40 meter, menyokong jarak balik masa nyata daripada kamera pengawasan 4K dan perayauan yang lancar untuk penumpang. Walaupun jalur 6GHz belum dibuka di China, WiFi 7 masih boleh mencapai lebar jalur 240MHz menggunakan sub-jalur frekuensi lebih tinggi (cth, 5.8GHz ) dalam spektrum 5GHz, memberikan peningkatan kelajuan praktikal sebanyak 150% berbanding WiFi 6.

4. Kepintaran Rangkaian dengan Penyelarasan Multi-AP

WiFi 7 memperkenalkan teknologi seperti Coordinated Spatial Reuse (CSR) dan Joint Transmission (JXT), membolehkan rangkaian Mesh yang terdiri daripada berbilang penghala untuk melaraskan kekuatan isyarat dan peruntukan jalur frekuensi dengan bijak. Contohnya, dalam persekitaran hospital, perkhidmatan seperti kawalan robot pembedahan, pengambilan semula rekod perubatan elektronik dan perundingan jarak jauh boleh dijadualkan melalui penyelarasan Multi-AP, meningkatkan daya pemprosesan pengguna tunggal sebanyak 100% berbanding WiFi 6, memastikan sifat masa nyata dan kestabilan operasi perubatan. Reka bentuk 'rangkaian sebagai otak' ini secara asasnya mengubah pendekatan 'pejuang tunggal' WiFi tradisional.

III. Senario Aplikasi: Membuka Kunci Kemungkinan Tak Terhingga untuk Kehidupan Digital

1. Pengalaman Mengasyikkan di Metaverse Gateway

Peranti VR memerlukan sekurang-kurangnya lebar jalur 200Mbps dan kependaman sub-5ms untuk interaksi di dunia maya tanpa mabuk bergerak. WiFi 7 , melalui MLO mengagregatkan jalur 2.4GHz dan 5GHz , boleh memberikan kadar 1.5Gbps secara stabil dalam jarak 10 meter, dengan kependaman serendah 0.8ms, membebaskan set kepala VR wayarles daripada kabel. Ini menyediakan sokongan infrastruktur untuk sosialisasi metaverse, pejabat maya dan senario yang serupa.

2. Hab Neural untuk Industri 4.0

Di kilang pintar, teknologi OFDMA WiFi 7 yang dipertingkatkan boleh membahagikan saluran kepada 264 Unit Sumber (RU), setiap satu diperuntukkan secara berasingan kepada peranti seperti penderia atau lengan robot. Sebagai contoh, kilang Volkswagen Wolfsburg menggunakan WiFi 7 pada tahun 2023, mencapai kawalan segerak ke atas 200 robot lukisan di kedai cat. Memanfaatkan lebar jalur 320MHz dan redundansi berbilang pautan, kadar penghantaran data robot tunggal meningkat kepada 800Mbps, mengurangkan kadar kegagalan daripada WiFi 6 0.3% kepada 0.05%. Kilang Qingdao Haier menggunakan rangkaian hibrid WiFi-7 dan 5G untuk penjadualan masa nyata lebih 2000 Automated Guided Vehicles (AGVs) di kawasan gudang pintar, mencapai ketepatan kedudukan 5 sentimeter dan meningkatkan kecekapan pengendalian bahan sebanyak 40%.

3. Kawalan Muktamad untuk Rumah Pintar

Sistem rumah pintar biasa mungkin mengandungi 50-100 peranti. Teknologi 16×16 MU-MIMO WiFi 7 membolehkan penghala berkomunikasi secara serentak dengan 16 peranti. Digabungkan dengan fungsi Target Wake Time (TWT) yang dipertingkatkan, ia mengurangkan penggunaan kuasa peranti sebanyak 40%. Ujian menunjukkan bahawa dalam mod rangkaian frekuensi tinggi 288Hz, masa tindak balas kunci pintar menurun daripada 300ms pada WiFi 6 kepada 80ms, manakala kependaman untuk interaksi antara peranti seperti penghawa dingin dan lampu jatuh di bawah 20ms.

4. Kapilari Bandar Pintar

Di stadium yang menampung puluhan ribu, teknologi Coordinated Beamforming (CBF) WiFi 7 boleh meningkatkan liputan isyarat secara berarah dan mengelakkan gangguan antara bahagian bersebelahan. Sebagai contoh, rangkaian WiFi 7 yang digunakan di Pusat Sukan Olimpik Hangzhou mengekalkan kadar gagap siaran setiap penonton di bawah 0.5% walaupun dengan 80,000 sambungan serentak, sambil menyokong perkhidmatan nilai tambah seperti navigasi AR dan kemas kini skor masa nyata. Keupayaan sokongan berketumpatan tinggi ini menjadikan WiFi 7 sebagai infrastruktur kritikal untuk pembangunan bandar pintar.

IV. Cabaran dan Tinjauan Masa Depan

Walaupun potensinya yang besar, penggunaan meluas WiFi 7 menghadapi tiga cabaran penting:

• Jurang Serantau dalam Sumber Spektrum: Pada masa ini, hanya wilayah seperti Amerika Syarikat dan EU telah membuka jalur 6GHz; China masih belum mengumumkan jadual waktu komersial. Walau bagaimanapun, perkakasan WiFi 7 sudah mempunyai keupayaan 6GHz dikhaskan. Setelah dasar membenarkan, mengaktifkan prestasi penuhnya tidak memerlukan penggantian peranti sedia ada.

• Pertimbangan Kos Naik Taraf Peranti: Penghala WiFi 7 biasanya berharga lebih ¥500 ($70 USD lebih kurang), dan memerlukan telefon/komputer serasi WiFi 7 untuk menggunakan semua ciri. Walau bagaimanapun, memandangkan telefon perdana arus perdana mengguna pakai sepenuhnya WiFi 7 menjelang 2025, halangan kos untuk penukaran peranti akan berkurangan secara beransur-ansur.

• Terobosan dalam Kecekapan Kuasa: Walaupun lebar jalur 320MHz membawa kelajuan tinggi, ia juga meningkatkan penggunaan kuasa modul frekuensi radio. Sebagai tindak balas, WiFi 7 memperkenalkan Unit Berbilang Sumber (MRU) dan teknologi penjimatan kuasa dinamik, mengurangkan penggunaan tenaga di bawah beban tinggi sebanyak 25% berbanding WiFi 6.

Melihat ke hadapan, WiFi 7 akan melengkapkan 5G: Senario dalaman akan memanfaatkan WiFi 7 sebagai penyelesaian utama disebabkan kos yang lebih rendah dan lebar jalur yang lebih tinggi, manakala senario mudah alih akan bergantung pada 5G untuk perayauan yang lancar. Rangkaian tertumpu ini akan memacu kematangan teknologi canggih seperti pemanduan autonomi dan komunikasi holografik. Seperti yang dinyatakan oleh Jeetu Patel, Ketua Pegawai Produk Cisco: ' WiFi 7 bukan hanya tentang peningkatan kelajuan; ia merupakan evolusi menyeluruh dalam kecerdasan rangkaian, keselamatan dan kebolehsuaian.' Dengan selesainya fasa kedua standard (Keluaran 2) pada tahun 2024, WiFi 7 akan terus menyokong ciri seperti 16×16 MIMOpeat wayarles dan komunikasi tanpa wayar Hibrid (Requesting ground ) era 6G.

Daripada WiFi 1 hingga WiFi 7, teknologi rangkaian wayarles telah mencapai peningkatan kelajuan sepuluh ribu kali ganda dalam tempoh 28 tahun. Revolusi teknologi yang tidak berhenti ini mentakrifkan semula cara manusia berhubung dengan dunia digital. Memandangkan isyarat WiFi 7 menyelubungi setiap sudut, kami bukan sahaja memperoleh kelajuan yang lebih pantas, tetapi pintu masuk untuk membuka era baharu pintar yang ditandai dengan kecerdasan yang saling berkaitan dan responsif masa nyata.