จาก WiFi 1 สู่ WiFi 7: เผยโฉมการปฏิวัติทั้งเจ็ดครั้งในระบบเครือข่ายไร้สาย

I. วิวัฒนาการทางเทคโนโลยี: เจ็ดชั่วอายุคนกระโจนจากหอยทากสู่จรวด

มาตรฐาน WiFi 1 (802.11) ถือกำเนิดในปี 1997 สามารถให้อัตราการถ่ายโอนเพียง 2Mbps เท่านั้น ซึ่งเทียบเท่ากับการส่งข้อมูลเพียง 200KB ต่อวินาที การเปิดภาพที่มีความคมชัดสูงเพียงภาพเดียวต้องใช้เวลานานอย่างเจ็บปวด WiFi 4 (802.11n) ในปี 2546 ได้เปิดตัวเทคโนโลยี MIMO ซึ่งเพิ่มความเร็วเป็น 600Mbps ผ่านการส่งข้อมูลแบบขนานหลายเสาอากาศ ช่วยให้เล่นวิดีโอความละเอียดสูงได้อย่างราบรื่นเป็นครั้งแรก WiFi 5 (802.11ac) ในปี 2556 ผลักดันอัตราสูงถึง 6.9Gbps ​​โดยใช้การมอดูเลต 256-QAM และแบนด์วิดท์ช่องสัญญาณ 160MHz วางรากฐานสำหรับยุคสตรีมมิ่ง 4K WiFi 6 (802.11ax) ในปี 2019 ปฏิวัติวงการด้วยการแนะนำเทคโนโลยี OFDMA ซึ่งเพิ่มประสิทธิภาพพร้อมกันหลายอุปกรณ์ถึง 4 เท่า รองรับการเชื่อมต่อที่เสถียรแม้ในสนามกีฬาที่เต็มไปด้วยผู้ใช้นับหมื่นคน

WiFi 7 รุ่นล่าสุด (IEEE 802.11be) เสร็จสิ้นมาตรฐานเฟสแรก (รุ่นที่ 1) ในปี 2022 โดยบรรลุการก้าวกระโดดเชิงคุณภาพผ่านเทคโนโลยีหลักสี่ประการ: แบนด์วิดท์กว้างพิเศษ 320MHz ขยายช่องทางการรับส่งข้อมูลไปยัง 'ทางหลวงคู่' การปรับ 4096-QAM ช่วยให้แต่ละสัญลักษณ์สัญญาณสามารถรับส่งข้อมูลได้มากขึ้น 20%; การทำงานแบบมัลติลิงค์ (MLO) ช่วยให้อุปกรณ์สามารถเชื่อมต่อกับคลื่นความถี่สามย่านพร้อมกัน (2.4GHz, 5GHz, 6GHz) เพื่อความซ้ำซ้อนอัจฉริยะ เทคโนโลยี 16×16 MU-MIMO ช่วยให้เราเตอร์สามารถให้บริการอุปกรณ์ 16 เครื่องพร้อมกันได้โดยไม่เกิดความล่าช้า การรวมกันของเทคโนโลยีเหล่านี้ทำให้อัตราสูงสุดตามทฤษฎีของ WiFi 7 เป็น 46 Gbps เทียบเท่ากับการถ่ายโอน 5.75 GB ต่อวินาที การดาวน์โหลดภาพยนตร์ 4K ขนาด 50GB ใช้เวลาเพียง 8 วินาที

ครั้งที่สอง เทคโนโลยีหลัก: การสร้างตรรกะพื้นฐานของการสื่อสารไร้สายขึ้นใหม่

1. การตั้งเวลาอัจฉริยะพร้อมการทำงานแบบมัลติลิงค์ (MLO)

อุปกรณ์ WiFi แบบดั้งเดิมสามารถทำงานได้บนคลื่นความถี่เดียวเท่านั้น เทคโนโลยี MLO ของ WiFi 7 ช่วยให้เทอร์มินัล เช่น โทรศัพท์และคอมพิวเตอร์เชื่อมต่อกับย่านความถี่ 2.4GHz, 5GHz และ 6GHz ได้พร้อมกัน ตัวอย่างเช่น ในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อนซึ่งแยกจากกันด้วยกำแพงสองด้าน ย่านความถี่ 5GHz จะรองรับการส่งสัญญาณวิดีโอ 4K ความเร็วสูง ในขณะที่ย่านความถี่ 2.4GHz จะรักษาการเชื่อมต่อพื้นฐานไว้ หากแบนด์หนึ่งประสบปัญหาการรบกวน (เช่น จากเตาไมโครเวฟ) ข้อมูลจะสลับไปยังแบนด์อื่นโดยอัตโนมัติ ช่วยลดความผันผวนของเครือข่ายได้ถึง 76% โหมด 'การรวมกลุ่มแบบไตรแบนด์' นี้ไม่เพียงแต่เพิ่มความเร็วเท่านั้น แต่ยังรักษาความเสถียรของเวลาแฝงที่ต่ำกว่า 1 มิลลิวินาที ซึ่งตรงตามข้อกำหนดการตอบสนองระดับมิลลิวินาทีที่เข้มงวดสำหรับการเล่นเกมบนคลาวด์

2. การปฏิวัติความหนาแน่นของ 4096-QAM

เทคโนโลยีการมอดูเลตนั้นคล้ายกับ 'หนังสือรหัส' สำหรับสัญญาณ 1024-QAM ของ WiFi 6 ส่งข้อมูล 10 บิตต่อสัญลักษณ์ ในขณะที่ 4096-QAM ของ WiFi 7 จะเพิ่มเป็น 12 บิต ซึ่งหมายความว่าที่ความแรงของสัญญาณเท่ากัน ประสิทธิภาพการรับส่งข้อมูลจะดีขึ้น 20% การทดสอบแสดงให้เห็นว่าในขณะที่เล่นวิดีโอ 4K การใช้พลังงานโมดูล WiFi ของโทรศัพท์ลดลงจาก 8.3%/ชั่วโมง เป็น 4.8%/ชั่วโมง และอุณหภูมิลดลง 5.2°C ความก้าวหน้านี้ทำให้ WiFi 7 สามารถเพิ่มอัตราได้ 20% แม้ในย่านความถี่ 5GHz โดยไม่ต้องพึ่งคลื่นความถี่ 6GHz ที่ยังไม่เปิดเต็มที่

3. ทางหลวงความเร็วสูงแบนด์วิธ 320MHz

ด้วยการรวมช่องสัญญาณ 80MHz สี่ช่อง 7 จะสร้างช่องสัญญาณกว้างพิเศษ 320MHz WiFi ซึ่งเทียบเท่ากับการขยายการรับส่งข้อมูล 'เลนเดียว' ให้เป็น 'สี่เลน' ตามหลักทฤษฎีแล้ว จะทำให้สามารถสตรีมวิดีโอ 16 8K ได้พร้อมกัน การทดสอบในโลกแห่งความเป็นจริงที่สถานีรถไฟ Shanghai Hongqiao แสดงให้เห็นว่าสามารถรักษาปริมาณงานได้มากกว่า 1 Gbps ภายในรัศมี 40 เมตร รองรับการรับส่งข้อมูลแบบเรียลไทม์จากกล้องวงจรปิด 4K และการโรมมิ่งที่ราบรื่นสำหรับผู้โดยสาร แม้ว่า ย่านความถี่ 6GHz จะยังไม่เปิดให้บริการในประเทศจีน แต่ WiFi 7 ยังสามารถบรรลุ แบนด์วิดท์ 240MHz ได้โดยใช้ย่านความถี่ย่อยที่สูงกว่า (เช่น 5.8GHz ) ภายในสเปกตรัม 5GHz ทำให้มีความเร็วเพิ่มขึ้นในทางปฏิบัติถึง 150% เมื่อเทียบกับ WiFi 6.

4. Network Intelligence พร้อมการประสานงานแบบ Multi-AP

WiFi 7 นำเสนอเทคโนโลยีต่างๆ เช่น Coordinated Spatial Reuse (CSR) และ Joint Transmission (JXT) ซึ่งช่วยให้เครือข่าย Mesh ที่ประกอบด้วยเราเตอร์หลายตัวสามารถปรับความแรงของสัญญาณและการจัดสรรย่านความถี่ได้อย่างชาญฉลาด ตัวอย่างเช่น ในโรงพยาบาล บริการต่างๆ เช่น การควบคุมหุ่นยนต์ผ่าตัด การดึงบันทึกทางการแพทย์แบบอิเล็กทรอนิกส์ และการให้คำปรึกษาระยะไกลสามารถกำหนดเวลาได้ผ่านการประสานงานหลาย AP ซึ่งช่วยเพิ่มปริมาณงานของผู้ใช้คนเดียวได้ 100% เมื่อเทียบกับ WiFi 6 ทำให้มั่นใจได้ถึงลักษณะแบบเรียลไทม์และความเสถียรของการดำเนินการทางการแพทย์ การออกแบบ 'เครือข่ายเสมือนสมอง' นี้เปลี่ยนแนวทาง 'นักรบผู้โดดเดี่ยว' ของ WiFi แบบดั้งเดิมโดยพื้นฐาน

III. สถานการณ์การใช้งาน: ปลดล็อกความเป็นไปได้ที่ไม่มีที่สิ้นสุดสำหรับชีวิตดิจิทัล

1. ประสบการณ์อันน่าดื่มด่ำที่ Metaverse Gateway

อุปกรณ์ VR ต้องการแบนด์วิดธ์อย่างน้อย 200Mbps และมีเวลาแฝงต่ำกว่า 5ms เพื่อการโต้ตอบในโลกเสมือนจริงโดยไม่มีอาการเมารถ WiFi 7 ผ่าน MLO ที่รวม ย่านความถี่ 2.4GHz และ 5GHz สามารถให้อัตรา 1.5Gbps อย่างเสถียรภายในระยะ 10 เมตร โดยมีเวลาแฝงต่ำเพียง 0.8ms ทำให้ชุดหูฟัง VR ไร้สายไม่ต้องมีสายเคเบิล ซึ่งให้การสนับสนุนโครงสร้างพื้นฐานสำหรับการเข้าสังคม metaverse สำนักงานเสมือน และสถานการณ์ที่คล้ายกัน

2. Neural Hub สำหรับอุตสาหกรรม 4.0

ในโรงงานอัจฉริยะ เทคโนโลยี OFDMA ที่ได้รับการปรับปรุงของ WiFi 7 สามารถแบ่งช่องสัญญาณออกเป็นหน่วยทรัพยากร (RU) ได้ 264 หน่วย โดยแต่ละหน่วยจะกำหนดให้กับอุปกรณ์อย่างเซ็นเซอร์หรือแขนหุ่นยนต์อย่างอิสระ ตัวอย่างเช่น โรงงานโฟล์คสวาเก้น โวล์ฟสบวร์กติดตั้ง WiFi 7 ในปี 2023 ทำให้สามารถควบคุมหุ่นยนต์พ่นสี 200 ตัวในโรงพ่นสีแบบซิงโครไนซ์ได้ ด้วยการใช้ประโยชน์จาก แบนด์วิธ 320MHz และความซ้ำซ้อนแบบมัลติลิงก์ อัตราการส่งข้อมูลด้วยหุ่นยนต์ตัวเดียวเพิ่มขึ้นเป็น 800Mbps ซึ่งลดอัตราความล้มเหลวจาก WiFi 6 0.3% เหลือ 0.05% โรงงานในชิงเต่าของไฮเออร์ใช้ เครือข่ายไฮบริด WiFi-7 และ 5G สำหรับการตั้งเวลาแบบเรียลไทม์สำหรับยานพาหนะนำทางอัตโนมัติ (AGV) มากกว่า 2,000 คันในพื้นที่คลังสินค้าอัจฉริยะ ทำให้สามารถกำหนดตำแหน่งได้แม่นยำที่ 5 เซนติเมตร และเพิ่มประสิทธิภาพการขนถ่ายวัสดุถึง 40%

3. การควบคุมขั้นสูงสุดสำหรับบ้านอัจฉริยะ

ระบบสมาร์ทโฮมทั่วไปอาจมีอุปกรณ์ประมาณ 50-100 เครื่อง เทคโนโลยี 16×16 MU-MIMO ของ WiFi 7 ช่วยให้เราเตอร์สามารถสื่อสารกับอุปกรณ์ 16 เครื่องพร้อมกันได้ เมื่อรวมกับฟังก์ชัน Target Wake Time (TWT) ที่ได้รับการปรับปรุง จะช่วยลดการใช้พลังงานของอุปกรณ์ลง 40% การทดสอบแสดงให้เห็นว่าในโหมดเครือข่ายความถี่สูง 288Hz เวลาตอบสนองของล็อคอัจฉริยะลดลงจาก 300ms บน WiFi 6 เป็น 80ms ในขณะที่เวลาแฝงสำหรับการโต้ตอบระหว่างอุปกรณ์ เช่น เครื่องปรับอากาศและไฟลดลงต่ำกว่า 20ms

4. เส้นเลือดฝอยของเมืองอัจฉริยะ

ในสนามกีฬาที่รองรับผู้ชมได้หลายหมื่นคน เทคโนโลยี Coordinated Beamforming (CBF) ของ WiFi 7 สามารถเพิ่มการครอบคลุมสัญญาณในทิศทางและหลีกเลี่ยงการรบกวนระหว่างส่วนที่อยู่ติดกัน ตัวอย่างเช่น เครือข่าย WiFi 7 ที่ใช้งานที่ศูนย์กีฬาโอลิมปิกหางโจว รักษาอัตราการออกอากาศต่อผู้ชมที่ต่ำกว่า 0.5% แม้ว่าจะมีการเชื่อมต่อพร้อมกัน 80,000 รายการ ขณะเดียวกันก็รองรับบริการเสริมเช่นการนำทาง AR และการอัปเดตคะแนนแบบเรียลไทม์ ความสามารถในการรองรับความหนาแน่นสูงนี้ทำให้ WiFi 7 เป็นโครงสร้างพื้นฐานที่สำคัญสำหรับการพัฒนาเมืองอัจฉริยะ

IV. ความท้าทายและแนวโน้มในอนาคต

แม้จะมีศักยภาพมหาศาล แต่การนำ WiFi 7 มาใช้อย่างแพร่หลายต้องเผชิญกับความท้าทายที่สำคัญสามประการ:

• ความแตกต่างในระดับภูมิภาคในทรัพยากรสเปกตรัม: ปัจจุบัน มีเพียงภูมิภาคเช่นสหรัฐอเมริกาและสหภาพยุโรปเท่านั้นที่เปิดย่านความถี่ 6GHz; จีนยังไม่ได้ประกาศตารางเวลาเชิงพาณิชย์ อย่างไรก็ตาม ฮาร์ดแวร์ WiFi 7 มีความสามารถ 6GHz ที่สงวนไว้อยู่แล้ว เมื่อนโยบายอนุญาต การเปิดใช้งานอย่างเต็มประสิทธิภาพจะไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนอุปกรณ์ที่มีอยู่

• ข้อควรพิจารณาเกี่ยวกับค่าใช้จ่ายในการอัปเกรดอุปกรณ์: โดยทั่วไปเราเตอร์ WiFi 7 มีราคาสูงกว่า 500 เยน (ประมาณ 70 ดอลลาร์สหรัฐ) และต้องใช้โทรศัพท์/คอมพิวเตอร์ที่รองรับ WiFi 7 เพื่อใช้ฟีเจอร์ทั้งหมด อย่างไรก็ตาม เนื่องจากโทรศัพท์เรือธงกระแสหลักนำ WiFi 7 มาใช้อย่างเต็มรูปแบบภายในปี 2568 อุปสรรคด้านต้นทุนสำหรับการเปลี่ยนอุปกรณ์จึงจะค่อยๆ ลดลง

• ความก้าวหน้าในด้านประสิทธิภาพการใช้พลังงาน: แม้ว่า แบนด์วิธ 320MHz จะให้ความเร็วสูง แต่ก็ยังเพิ่มการใช้พลังงานของโมดูลความถี่วิทยุอีกด้วย เพื่อเป็นการตอบสนอง WiFi 7 ได้เปิดตัว Multi-Resource Unit (MRU) และเทคโนโลยีประหยัดพลังงานแบบไดนามิก ซึ่งช่วยลดการใช้พลังงานภายใต้ภาระงานสูงได้ถึง 25% เมื่อเทียบกับ WiFi 6.

เมื่อมองไปข้างหน้า WiFi 7 จะเข้ามาเสริม 5G: สถานการณ์ภายในอาคารจะใช้ WiFi 7 เป็นโซลูชันหลักเนื่องจากมีต้นทุนที่ต่ำกว่าและแบนด์วิธที่สูงขึ้น ในขณะที่สถานการณ์บนมือถือจะใช้ 5G เพื่อการโรมมิ่งที่ราบรื่น เครือข่ายที่หลอมรวมกันนี้จะขับเคลื่อนการเติบโตของเทคโนโลยีล้ำสมัย เช่น การขับขี่อัตโนมัติและการสื่อสารแบบโฮโลแกรม ดังที่ Jeetu Patel ประธานเจ้าหน้าที่ฝ่ายผลิตภัณฑ์ของ Cisco กล่าวว่า ' WiFi 7 ไม่ได้เป็นเพียงแค่การเพิ่มความเร็วเท่านั้น แต่ยังเป็นวิวัฒนาการที่ครอบคลุมในด้านข่าวกรองเครือข่าย ความปลอดภัย และความสามารถในการปรับตัว' เมื่อเสร็จสิ้นระยะที่ 2 ของมาตรฐาน (รุ่นที่ 2) ในปี 2024 แล้ว WiFi 7 จะรองรับฟีเจอร์ต่างๆ เช่น 16×16 MIMO และ Hybrid Automatic Repeat Request ( HARQ ) ต่อไป ซึ่งจะเป็นการวางรากฐานสำหรับการสื่อสารไร้สายในยุค 6G

จาก WiFi 1 ถึง WiFi 7 เทคโนโลยีเครือข่ายไร้สายมีความเร็วเพิ่มขึ้นหนึ่งหมื่นเท่าในระยะเวลา 28 ปี การปฏิวัติทางเทคโนโลยีอย่างไม่หยุดยั้งนี้กำลังกำหนดวิธีที่มนุษย์เชื่อมต่อกับโลกดิจิทัล เนื่องจากสัญญาณ WiFi 7 ครอบคลุมทุกมุม เราไม่เพียงแต่ได้รับความเร็วที่เร็วขึ้น แต่ยังเป็นประตูสู่การเปิดยุคใหม่อันชาญฉลาดที่โดดเด่นด้วยความอัจฉริยะที่เชื่อมโยงถึงกันและการตอบสนองแบบเรียลไทม์