就在4月23日，美國聯邦通信委員會（FCC）宣布，考慮允許將6GHz頻段中的1200MHz頻譜開放給免許可應用，同時，歐盟也採取了類似的舉措，將會釋放出足夠的頻譜給Wi-Fi，只是現在由於疫情的原因，進展有點延後。
圖1：FCC官方Twitter截圖。
其實早在2019年9月的時候，FCC就已經表明將會開放6GHz頻譜資源，讓更多的Wi-Fi聯網設備更加順利地連接網絡資源。此次投票表決通過了將6GHz(5.925~7.125GHz)頻段的1200MHz頻譜部分都開放給了免許可應用。
儘管之前遭到了廣播公司、公共事業公司和其他公司的反對，特別是汽車行業的反對，因為FCC在1999年時同意了在5.9GHz頻段範圍內，為V2X通信預留了專用的75MHz短程通信服務（DSRC）頻譜，不過，由於汽車行業發展V2X技術的步伐實在太慢，FCC決定重新分配頻譜資源。
FCC最終還是選擇了向Wi-Fi開放6GHz，可見對Wi-Fi的重視，這對Wi-Fi用戶來說應該感到高興，拿到批准後，用戶最快可以在2020年底體驗到新的超高速Wi-Fi了。
就在4月23日晚上，<電子發燒友網>特意邀請到了兩位在無線通信產業從業15年以上的嘉賓，他們是來自Qorvo的高級市場經理Jeff Lin和NXP大中華區市場經理邢國峰，跟他們一起討論了「Wi-Fi 6已來，解決方案如何選」的話題，其中更是談到了即將引入的6GHz頻段。
Wi-Fi 6為何受歡迎？
自從Wi-Fi聯盟在2019年9月正式推出Wi-Fi 6認證計劃後，受到了業界的廣泛關注，下游應用也快速啟動，產業鏈開始逐步完善。比如蘋果的iPhone 11系列、三星的Galaxy S10和S20系列、小米10、華為P40，以及近期各個手機廠商發布的旗艦機型基本都支持Wi-Fi 6了，而且路由器端的產品種類也越來越豐富，華為更是將入門版的Wi-Fi 6路由器價格定到了229元。
為什麼這麼多廠商都迅速推出了Wi-Fi 6產品呢？Qorvo的Jeff Lin和NXP的邢國峰分別從市場應用和技術層面進行了解讀。
圖2：Qorvo高級市場經理Jeff Lin。
Jeff Lin認為，這主要是因為現在用戶是使用習慣越來越多元化，「比如說，以前我們上網可能就只是瀏覽網頁、看看照片、尋找資料，但隨著網際網路時代的來臨，以及科技的發展，用戶除了之前的使用習慣，還需要觀看高清視頻，玩網路遊戲等等，這將需要更高的頻寬、更低的延時，以及更高的速率。」到了2018年，2019年後，網絡應用的多元化，之前的Wi-Fi4，Wi-Fi5開始有點捉襟見肘。因此，Wi-Fi 6便應運而生了，更是得到了業內廠商的大力支持。
NXP的邢國峰從另一個角度進行了解讀，在他看來，從Wi-Fi誕生，到Wi-Fi 5，一直在解決的問題是：把頻寬變寬；速率變高。但依然還存在著一個棘手的問題沒有解決，那就是，Wi-Fi的速率看起來很高，但並發數量和網絡的利用效率卻並不高。
「比如說路由器本身速率很快，但終端的IoT設備，手機等是1×1接收天線的，並不是MIMO，因此，整個通信帶寬就將受限於終端設備的帶寬，這樣的話，整體的通信速率其實是不高的。」邢國峰指出。
在Wi-Fi 5時，雖然加入了MU-MIMO技術，但只是在路由器側加入了，也就是說路由器可以用不同的天線同時給不同的終端發送信號，這樣可以成倍地提高空口的吞吐量，但依然只是解決了下行問題，上行速率依然沒有解決。
到了Wi-Fi 6之後，從MAC層引入了兩個最新的技術，一個是完整的MU-MIMO技術；另一個是OFDMA。使用這兩種技術，可以在頻帶和載波上，直接讓每一個不同的設備可以獲得一個穩定的載波通信，完成獨立信道的通信，這樣就可以保證Wi-Fi的並發數量和容量都很高。又因為是獨立信道，所以延時很低。
邢國峰還進一步指出，Wi-Fi 6還引入了Long OFDM symbol發送機制，將每個頻段的載波發送時間從Wi-Fi 5標準的3.2毫秒提升至12.8毫秒，增強了Wi-Fi的覆蓋範圍，降低了丟包率；此外，還引入了TWT技術，可以讓設備的功耗更低。
最後，他總結說，Wi-Fi 6是對前面幾代技術的一個很大升級，解決了很多痛點問題，因此，市場上的企業都這麼追捧Wi-Fi 6。
6GHz對Wi-Fi 6開放意味著什麼？
在Wi-Fi聯盟推出Wi-Fi 6標準後不久，隨後又推出了一個Wi-Fi 6E標準，將6GHz引入了Wi-Fi標準當中。就在4月23日，FCC宣布，考慮允許將6GHz頻段中的1200MHz頻譜開放給免許可應用，允許Wi-Fi使用。這對Wi-Fi 6來說意味著什麼呢？
在Wi-Fi 5標準時，Wi-Fi有2.4GHz和5GHz兩個頻段可以使用。不過2.4GHz和5 GHz頻段只能支持有限數量的非重疊20MHz和40MHz通道。Wi-Fi 5和Wi-Fi 6 (802.11ax)標準增加了對80MHz和160MHz通道寬度的支持，可實現更高的數據速度。只是在Wi-Fi 5時屬於選配項目，而Wi-Fi 6時已經屬於標準配置了。但實際上極少部署更寬的通道，因為目前在 5GHz頻段中只有六個80MHz通道和兩個160MHz通道可用。
在人員密集的環境或大型企業中，很難找到一個不受重疊通道上設備干擾的80MHz或160MHz通道。為應對這種情況，網絡管理員通常選擇禁用這些功能，從而限制其網絡上的數據速度。
圖3：NXP大中華區市場經理邢國峰。
邢國峰表示，將6GHz頻段引入Wi-Fi應用之後，就有足夠的頻譜來部署80MHz和160MHz通道，能夠實現高吞吐量和無擁塞的網絡訪問。可以說，引入6GHz頻段後，Wi-Fi 6的未來將更加美好。
6GHz頻段也稱為中頻帶頻譜，範圍為 5.925 GHz 至 7.125 GHz。按照IEEE的定義，它分為四個頻段：
UNII-5：5925-6425 MHz (500 MHz)
UNII-6：6425-6525 MHz (100 MHz)
UNII-7：6525-6875 MHz (350 MHz)
UNII-8：6875-7125 MHz (250 MHz)
其實，6GHz頻段目前是有一些應用在使用的，比如點對點微波鏈路以及在體育賽事中將信號傳回演播室的移動電視轉播車；還有一些專用的微波鏈路，目前，美國約有 10 萬個微波鏈路。這些鏈路的運營商包括公共運營商（AT&T 和 Verizon 等）、工商機構（公用事業、鐵路、石油和天然氣）和公共安全機構（安全、緊急服務和交通運輸）。
這些運營商對與免許可服務的共存和可能存在的信號干擾表示擔憂。FCC 裁決可能包括減輕由 6 GHz 頻段 Wi-Fi 運行所引起干擾的相關機制，具體措施包括使設備僅以低功率水平在室內運行或部署 AFC（自動頻率協調）機制。
儘管這些共存過程還沒有最終確定，但 Wi-Fi 晶片和設備製造商已經計劃在監管機構最終批准後不久便提供產品。IEEE 在 802.11ax 標準的最新草案中增加了全新 6 GHz 頻段通道的定義。
據公開資料顯示，6GHz頻段可以讓Wi-Fi實現59個20MHz通道；29個40MHz通道；14個80MHz通道和7個160MHz通道。
根據FCC的投票決定，美國是UNII-5~UNII-8全部都向Wi-Fi開放的。據Jeff Lin介紹，歐洲應該是只開放UNII-5，其他國家應該會等Wi-Fi聯盟和IEEE確定後，根據本地的需求制定相應的標準。
Jeff Lin透露說，Qorvo去年開始就已經在跟Wi-Fi主晶片廠商一起開發Wi-Fi 6E的產品了，由於目前市場上主要還是2.4GHz和5GHz的終端設備為主，並沒有6GHz的終端產品，因此，開始的6GHz主要應用在骨幹網絡中。比如mesh網絡中，AP與AP的通信就可能會使用6GHz。
還有就是，根據他透露，Wi-Fi 6的普及可能會面臨一個不確定因素，那就是由於Wi-Fi聯盟快速推出了引入6GHz的Wi-Fi 6E標準，一些運營商將他們本來計劃今年量產的一些Wi-Fi 6項目推遲了，甚至還取消了不少項目。這主要是因為他們想要等待更新的Wi-Fi 6E標準。
但新標準的推出，還需要等待主晶片、PA，濾波器、天線等市場供應鏈的成熟，即便供應鏈成熟了，也還需要看產品的價格和應用被用戶接受的情況，因此，這個時間可能會推後。也就是說，Wi-Fi 6E的推出將會延緩Wi-Fi 6產品的普及速度。
他估計要到2020年底到2023年才會陸續有一些產品推出到市面上。
中國的Wi-Fi 6市場有多大？
根據Wi-Fi聯盟的報告，2018年全球Wi-Fi貢獻的經濟價值為19.6億美元，預計到2023年，全球Wi-Fi的產業經濟價值將達到34.7億美元。這裡的經濟價值主要來源於包括在家庭中和企業Wi-Fi網絡中使用的Wi-Fi。
圖4：Wi-Fi的經濟價值。（數據來源：Wi-Fi聯盟）
現在不僅家裡有很多Wi-Fi產品，包括路由器、智能電視、智能空調、智能洗衣機、新風機等等產品，在商場、體育館、交通樞紐等場所越來越多地使用Wi-Fi熱點，Wi-Fi的覆蓋範圍越來越廣。
邢國峰表示，從路由器產品來看，包括TP-Link、騰達、華為、中興、華碩、網件等在內路由器廠商的總出貨量大概在8000多萬台左右；運營商的路由器總出貨量在2019年大概是1500萬台左右，加起來應該有1億的樣子。所有的這些路由器產品中，Wi-Fi 5雙頻路由器占比為92%左右。「現在路由器產品的出貨基本每年保持持平的態勢。」他指出。
對於Wi-Fi 6在中國市場的表現，邢國峰判斷2020年將會是Wi-Fi 6快速增長的一年，預計應該會有1500萬台左右的出貨量。「明年應該會有20%~30%的增長，然後逐年會以5%~10%的增長率逐步替代Wi-Fi 5。」他進一步指出。
除了路由器側，邢國峰還談到了終端側Wi-Fi的部署情況。在他看來，智慧型手機的出貨量是最大的，今年基本上所有的旗艦機型都會標配Wi-Fi 6；IoT產品中，智能電視應該會標配Wi-Fi 6，但諸如洗衣機、空調、電冰箱等白色家電由於對網絡速率要求不高，還是會以Wi-Fi 4為主；此外，在安防領域，用Wi-Fi 6來傳輸數據是一個不錯的選擇，一般來說，別墅和一些商業場景是有需求的，轉換率也會更高。
Jeff Lin認同邢國峰說的Wi-Fi 6產品出貨量數據。他同時指出，Wi-Fi 6最大的市場其實在美國，目前成長速度也數美國最快，因為他們有運營商的加持，在2019年就把Wi-Fi 6當作標配產品出貨了。歐洲因為有一些政治地理因素，Wi-Fi 6的普及速度相對緩慢，目前有些國家有相關產品推出，但整體出貨量不大。
在他看來，目前中國還主要以Wi-Fi 5的產品為主，不過現在小米、華為、騰達、華碩等廠商都推出了Wi-Fi 6產品，「估計今年會有10%~15%的產品採用Wi-Fi 6，不過，至少需要三四年的時間，Wi-Fi 6產品的市占率才會超過50%。」
Wi-Fi 6的成本高嗎？
Wi-Fi 6是一個新的標準，與之配套的主晶片、PA、濾波器、天線等都需要產業鏈重新設計開發，在市場還沒有大量出貨之前，總的來說成本是要比之前成熟的Wi-Fi 5標準產品要高一些。
在Jeff Lin看來，單純說Wi-Fi 6模塊的成本有點太過籠統，「如果是設備端，比如電視機等使用的Wi-Fi 6模塊是不會太貴的。一般簡單的2×2、4×4模塊，不需要外掛大功率PA，成本相比Wi-Fi 5可能高出15%~20%樣子。甚至有的廠商為了推廣Wi-Fi 6晶片，價格可能比Wi-Fi 5還便宜。」
不過，他也承認，如果是高端路由器的話，就會高出很多，因為需要外掛大功率PA，增加濾波器和天線等外設。
對此，邢國峰也表示贊同，「Wi-Fi 6畢竟還是一個新的技術，出貨量遠沒有Wi-Fi 5大，價錢肯定是貴一些的。」
他認為Wi-Fi 6晶片的成本要高於Wi-Fi 5的，至於模塊成本，邢國峰認為還是要看具體的應用。「總體來講，會比Wi-Fi 5貴出30%~50%，但隨著出貨量的上漲，轉化比例的提高，成本會迅速下降的。」
而且，他認為，以後Wi-Fi 6的產品隨著技術的演進，性能會更好，產品也會持續優化。比如現在的路由器方案，如果做三頻路由器，就需要三顆路由器晶片，「後面我們可以把多個頻段都集成到一顆晶片上，這樣只需要一顆晶片就可以了，成本也相應地會降低。」
Wi-Fi 6設計有哪些注意事項？
隨著物聯網的不斷發展，電視機、攝像頭、販賣機等越來越多的設備上搭載了Wi-Fi晶片，據統計，目前Wi-Fi晶片的出貨量每年超過10億片，而且還在增加中。其中，智慧型手機幾乎占了Wi-Fi晶片組出貨量的一半。
目前，支持Wi-Fi 6的晶片天線模式主要以1×1、2×2、4×4和8×8為主，其中無線AP以5GHz射頻支持2×2、4×4和8×8為主；移動終端、筆記本電腦和IoT設備以支持1×1和2×2天線為主。
邢國峰分析說，目前幾乎所有的智慧型手機、平板電腦、筆記本電腦等設備都是同時支持2.4GHz和5GHz的Wi-Fi。
在我們的直播訪談中，邢國峰還對終端設備和路由器設備的Wi-Fi設計給出了自己的建議。在他看來，路由器主要是用來管理終端設備核負責與外網的交互的，屬於網絡基礎設備。
而且路由器分為家用和企業級兩種，「一般來說，家用路由器更加注重功耗、成本、覆蓋範圍和穩定性等因素。目前國內的家庭路由器主流的還是以2×2晶片為主，在2.4GHz上做2×2的MIMO，同時在5GHz上做2×2的MIMO，這對大部分的家庭應用來說夠用了。」
「當然，如果有的家庭有遊戲，VR/AR需求的話，4×4和8×8的天線模式或許會更好。」他坦承。
企業Wi-Fi更加注重穩定性和覆蓋性能。他建議選擇4×4或8×8的MIMO天線模式更加合適，還需要同時支持2.4GHz和5GHz，5G上還要有5.1、5.3、5.8不同的頻段支持。「企業Wi-Fi路由器需要支持三頻或者四頻。主平台CPU需要考慮多核CPU。」邢國峰指出。
除了家用和企業Wi-Fi，邢國峰同時還指出，汽車內也同樣有Wi-Fi需求，特別是現在為了了減輕汽車的重量，減少線束的使用，越來越多的地方需要用到Wi-Fi，比如導航、手機投屏，將娛樂系統中的音視頻信號同步到後排座位上的螢幕等等。
據邢國峰了解，目前汽車廠商已經明確要求汽車用的Wi-Fi是Wi-Fi 6標準的，而且是2.4GHz和5GHz能夠同時工作的那種。
他同時還透露，恩智浦將會在今年年底前推出支持6GHz的4×4和8×8天線Wi-Fi 6晶片。
邢國峰分享說，目前很多路由器如果是三頻的話，需要使用3顆Wi-Fi晶片，每顆工作在某一個頻段上，這樣的系統成本會比較高，因此，恩智浦計劃明年年中推出一顆SoC，可以讓兩個頻段同時工作的路由器晶片。
Jeff Lin認為，要普及Wi-Fi 6，路由器扮演著非常重要的角色。據他觀察，Wi-Fi 6路由器中濾波器的使用量越來越大。「也就是說，工程師在設計AP的時候，會用到很多不同的濾波器，有的是為了濾除諧波，有的是為了做多頻設計，需要用濾波器將5G的兩個頻段分開，或者是為了避免干擾，要在天線前端或PA前端加濾波器，過濾掉不需要的信號。」
還有就是室外AP，目前有些室外AP是將Wi-Fi跟LTE設計在一個盒子裡的。此時，Wi-Fi和LTE之間極易發生干擾，因此需要加濾波器進行隔離。
除了使用濾波器減少Wi-Fi之間的干擾，還有一個問題需要注意，那就是散熱。現在的路由器性能越來越高，散發的熱量也越來越高，這個工程師在設計的時候也需要特別注意。
結語
隨著Wi-Fi 6從安全、接入、容量、速率、時延和節電等方面進行了優化後，解決了前面幾代Wi-Fi的痛點，再加上智慧型手機、可穿戴設備、智能家居、智能汽車、AR/VR設備等技術的推動，Wi-Fi 6標準的終端數量有望持續增長。
雖然Wi-Fi 6E的推出，讓不少廠商開始觀望，希望能夠採用更新的技術，但現在隨著6GHz可用頻段的確定，滿足Wi-Fi 6標準的產品起飛在即。
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