軟體居研發要角 Wi-Fi 7考驗網路效能/管理設計

2022-09-01
Wi-Fi 6無線技術大躍升,下世代Wi-Fi 7更受矚目,特別在管理與最佳化各種可用頻段方面,提供多路鏈結運作(MLO)、正交分頻多重存取(OFDMA)、多重資源單位(MRU)和4096QAM等新技術,成為無線通訊市場升級的轉捩點。

全球三大無線晶片商高通(Qualcomm)、博通(Broadcom)、聯發科技(MediaTek)在2022年皆搶先展示Wi-Fi 7晶片,多數廠商表示2023年產品將可上市,高通更強調已正式出貨。隨著晶片逐漸完備以及技術的日益成熟,Wi-Fi 7將影響許多其他應用產品與服務提供。Qorvo亞太區資深市場行銷經理林建富表示,Wi-Fi 6與Wi-Fi 7導入的新興技術中,部分技術為4G LTE行動通訊正在運行的功能,因此,晶片商目前已掌握LTE研發技術,對於現今Wi-Fi 7無線晶片的製程設計並非難事,但新一世代的Wi-Fi 7孰將勝出?則取決於如何智慧管理與分配網路頻道,軟體將成為下一步重點。

軟體提升網路穩定度 Wi-Fi 7鞏固物聯網通訊應用

以往Wi-Fi技術被採用時,常因網路連線不穩定而為人詬病。林建富表示,Wi-Fi在多用戶、高密度的環境下更會突顯出Wi-Fi網路的缺點,如Wi-Fi工作頻段的干擾(Interference of ISM Bands),因多工分時切換延遲所產生的Time Out(Handshaking Time Out)、上行(Up-Link)與下行(Down-Link)的吞吐量不同步(Asymptomatic Throughput of Up-Link and Down-Link)等情況。

早期Wi-Fi最初設計理念只追求網路速度提升,卻未有嚴格的通訊架構,因此基於通道的共用性質,在同一時頻空間區域中運作時會相互干擾。林健富表示,目前Wi-Fi 7會導入運算能力更強的處理器核心,且支援更多元的功能,如Wi-Fi 7支援4096QAM比Wi-Fi 6提升20%傳輸速度;亦或者前導碼刪除(Preamble Puncturing)功能可允許選擇性地對頻譜的重疊部分進行刪除,使數據僅在清晰的頻率上傳輸。此舉將帶給Wi-Fi新的里程碑,尤其是在擁擠的網路環境中,可實現Wi-Fi管理與最佳化各種可用頻段。

而接下來,Wi-Fi 7廠商設計首要目標並非只有速度,而是透過軟體提升整體網路效率,有鑒於Wi-Fi 7架構的320MHz/10Gbps/4096QAM都已經接近物理特性極限,接下來廠商將針對AP端管理與分配頻道,提高頻寬使用率與降低延遲的問題,進而改善Wi-Fi的效能。對此,林建富表示,未來Wi-Fi 7技術更看重軟體管理的能力,隨著聯網裝置蓬勃發展,AP端智慧管理讓連接變得更有彈性,排程(Schedule)裝置將是下世代網路管理核心設計要素。

MLO軟體設計為晶片商最艱鉅挑戰

Wi-Fi 7各項技術中,MLO是一個非常重要的功能。林健富表示,當用戶端裝置,如智慧型手機、筆記型電腦等支援多個併發無線收發器(Transceiver)時,MLO不僅在裝置和AP之間建立一個更大的通訊管道,可以提高傳輸速率、鏈路穩健性、漫遊和減輕干擾,並降低延遲,而且還能改善用戶體驗,實現無縫漫遊。

Qorvo亞太區資深市場行銷經理林建富表示Wi-Fi 7新興功能之中,MLO是軟體研發最主要的挑戰之一。該技術對於晶片商來說,在研發過程中考驗軟硬體間的相容性、晶片技術規畫的完整性等發展能力。

Wi-Fi 7 MLO是MAC層方案,用於同時使用多個鏈路,並對高層協定和服務透明,使裝置能夠在多個不同的頻段和通道上同時收發,進一步減輕干擾和更好地共存。例如,三頻(6GHz、5GHz、2.4GHz)網狀節點或AP組成的網狀(Mesh)網路,MLO可用於幫助形成高速、低延遲的無線網路,並為連接到網狀節點/AP的裝置提供回傳服務,藉由MLO回傳使其更加穩健和可靠。林健富舉例,在5GHz鏈路被中斷的情況下,流量可以自動切換到6GHz和2.4GHz鏈路,不會出現服務中斷或服務品質(QoS)下降的情況。

與基於Wi-Fi 7 MLO的回傳相比,Wi-Fi 6和6E網狀解決方案使用4×4無線訊號中,只提供4.8Gbps的速度,如果該鏈路有干擾或中斷的話,整個回傳會受到影響或中斷,導致QoS下降或傳輸過程受阻。

對於晶片商來說,Wi-Fi 7須從晶片基礎展開全新設計。對此,林健富表示,在Wi-Fi 7新興功能之中,MLO是軟體研發最主要的挑戰之一。透過資料傳輸至AP、Router後台,並以軟體偵測目前現有的網路資源,進而協助裝置去連線合適的頻段。未來是否可在無線網路市場占一席之地,則考驗晶片商在後續研發過程中,對於軟硬體間的相容性、晶片技術規畫的完整性等發展能力。

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