Wi-Fi加速改朝换代 测试挑战逐步浮现

Wi-Fi 6，也称为802.11ax。802.11ax是无线局域网络的下一代标准，是专为现在人人上网、万物连网世界设计的新标准。前几代的Wi-Fi着眼于速度，在迈入802.11ax之后，则是效率与速度并重，同时要让众多使用者同时享有更好的连网速度。由于Wi-Fi频谱相当拥挤，而旧有标准在设计之初，未并将机场、体育场、公寓大楼等用户密度较高的情境纳入考虑。802.11ax结合Wi-Fi与LTE两者之特色，可提供2倍以上的流量，数据容量也可达到10倍以上。

更好的网络效率

Wi-Fi 6可提供更好的网络效率，特别是在壅塞区域，可提供更低的延迟，以及比上一代Wi-Fi标准更大的传输范围。目前包括蓝牙、Wi-Fi和蜂巢式物联网是全球最流行的三大无线物联网技术。W-Fi已被纳入苹果计算机、亚马逊、Google、三星和其他数百家消费性物联网企业所倡导的智慧家居Matter协议。而Wi-Fi 6规格为物联网带来了全新的机会，其规格也是近年来物联网领域最重要的里程碑。
边缘AI设备需要可靠且实时的Wi-Fi云端连接来实现生命周期管理功能，例如透过无线更新（OTA）部署AI模型。许多AI应用需要实时混合效果，从真人动作到计算机生成的图像或影片，例如电竞和AR与VR的产业应用。设备必须处理数据并同时将数据串流。在这些应用中，高吞吐量和低延迟的无线传输至关重要。
目前的物联网无线设备使用未经许可的频谱进行连接。无论在哪里制造，它们都需要认证与授权，但全球法规环境很复杂。而新一代的Wi-Fi 6E让设备能够在未经许可的6GHz频段运行，同时也带来了新的限制。随着元宇宙、AR及VR应用、4k与8k电视、远程教学与工作应用，无线网络的速度与实时性的要求，在Wi-Fi技术的演进下，得到了更好的解决方法。最佳的频谱利用与更大的带宽，更复杂的调变与天线设计等，当然这些也带来设计、量产与测试的复杂度。

Wi-Fi 6为WLAN主要成长动能
根据IDC研究发现，全球企业WLAN市场在2022年第一季强劲成长，营收年成长17.1％，达到19.5亿美元。企业WLAN市场的成长继续由最新的Wi-Fi标准推动，即Wi-Fi 6或802.11ax。家用WLAN市场也持续采用Wi-Fi 6。在2022年第1季，Wi-Fi 6占市场营收的31.4％。IDC网络基础架构研究经理Brandon Butler表示，全球的企业继续投资在WLAN技术上，来作为其网络和数字转型的关键组成部分。同时，随着企业在最新Wi-Fi技术中的部署，Wi-Fi 6标准也继续成为企业WLAN市场成长的重要动力。在过去两年因疫情导致动荡的总体经济环境之后，随着企业对无线连网的投资，企业WLAN市场继续具有韧性。
IDC台湾资深市场分析师叶振男则认为，台湾企业WLAN市场呈现强劲的成长态势，营收年成长58.9%，达到1700万美元水平。企业市场的营收成长动能同样建立在过去几年的年成长率基础上，企业客户持续升级无线基地台至Wi-Fi 6标准是市场成长的主因之一，另一原因是过去两年台湾制造业返乡加大投资规模，带动周边相关产业在基础设施上的加速转型，特别是半导体上下游供应链。

Wi-Fi 7带动市场加速改朝换代
联发科技智慧联通事业部协理叶信忠指出，Wi-Fi是连接网络的最后一哩路，从因特网闸口、网络中继器到电子终端，Wi-Fi的应用需求可以说是无所不在。在2019年刚推出Wi-Fi 6之后，仅三年的时间便达到50％市占率。根据Wi-Fi Alliance 2021的数据显示，平均每个人一生会拥有超过6台Wi-Fi装置，仍在使用中的有2.3台，且每年每人会再增加0.6个，是手机数量的三倍。统计上有63％的手机流量是由Wi-Fi来分担，且持续增加。
在未来五年，最新的Wi-Fi 7市场将更蓬勃发展，包含半导体、相关零组件与终端产值预计达到约7,700亿台币，而次世代的无线网络Wi-Fi 7也将能带给用户更快的速度、更低延迟的体验。
Wi-Fi 7的重要规格创新，包括了单芯片多重链接模式（Multi-Link Operation；MLO）。相较于Wi-Fi 6一次只能使用一个频段，MLO可同时聚合频段上的多个信道，在有些信道出现壅塞受到干扰情况下，数据仍可无缝传输，让连网更快、更可靠。除了在网速上可以产生最高3倍于以往的加成效果，该技术也可在不同通道之间快速流畅地切换，可用于负载平衡，将重试次数的情况降至最低，有助于减少延迟。
Wi-Fi 7另一项市场竞争利器是天线的设计。无线传输最在乎的就是有效距离，透过多天线技术，可以增加传输天线，进而提供更广的覆盖范围与传输效能，无论对讲求讯号无死角的路由器，还是对于讲究低功耗的行动装置如手机等，都特别有帮助。

Wi-Fi 6的测试挑战

 
图二 : Wi-Fi 6提供了更好的传输效能，但也带来新的测试挑战。

安立知指出，Wi-Fi 6增加了6GHz频段后，使现有频谱资源较过去大幅增加3倍。随着FCC开放了6GHz频段作为未授权频段，解决了过去2.4与5GHz频段的许多问题。包括：
●支持达1.2GHz的较宽带段，解决了拥塞问题；
●最终落实以160MHz通道进行操作；
●支持仅由IEEE 802.11ax装置配置的高速、高效率网络；
●支持以最新WPA3技术保护的安全网络。

安立知认为，6GHz频段具有许多明显的优势，然而直到现在，这一频段还无法自由地用作WLAN资源，因为先前已将优先权分配给获授权的系统了。为了确保高可靠性的通讯而不至于对其他服务造成干扰等问题，支持6GHz频段的装置必须内建自动频率协调（Automated Frequency Coordination；AFC）功能，以便限制发射（Tx）功率和抑制干扰。
6GHz其他的问题还包括，该频段先前一直用于无线通信，但只有特定的通讯用途能获得授权，而且无线产品的数量受到限制，大多数装置在移动中也无法进行通讯。由于智能型手机在尺寸大小、质量、电源及其他特性等方面存在很大差异，因此在受限制的6GHz区域所使用的零组件无法转移。解决6GHz频段设计挑战的过程才刚刚开始，许多其他未知的挑战未来可能还会一一浮现。开发6GHz频段的WLAN产品仍将需要考虑以下因素：
●结合能与授权系统共存的新功能;
●支持6GHz消费产品的大规模量产;
●在1200MHz带宽上实现同质的高RF性能;
●支持160MHz通道带宽。

结语
Wi-Fi 6与6E刚进入市场，以额外的1.2GHz频谱并确保更高效率的运行，然而，市场上对更高传输速度和更低延迟的需求有增无减。业界已着手推出下一代Wi-Fi产品，也就是IEEE 802.11be（亦即Wi-Fi 7）。Wi-Fi 7可提供高达40Gbps的传输速率，透过使用更宽的通道、更高的调变方式和多链路操作，来实现更快的传输速度与更低的延迟性。