6GHz频谱助力Wi-Fi 6E更上一层楼

shuszhao

2020年1月，Wi-Fi联盟宣布了Wi-Fi 6的“扩展”版本 ─ Wi-Fi 6E。Wi-Fi 6E技术与Wi-Fi 6基本相同，其中最显著的变化在于使用额外的非授权频谱:  6GHz频段中的1200MHz新频谱，这意味着大量增加了非拥塞频谱。
几个月后，也就是2020年4月，联邦通信委员会(FCC)提议开放5.925GHz-7.125GHz频谱作为非授权频谱使用。2020年10月，FCC正式采纳了这一提议，为Wi-Fi 6E在美国的发展开辟了道路。从那时起，其它几个国家也为Wi-Fi - 6E分配了6GHz频谱。
通过提供可用的160MHz信道，Wi-Fi 6E使Wi-Fi 6的吞吐量立即翻倍；相比之下，Wi-Fi 5/6的信道为80MHz。虽然之前在5GHz频段中存在两个160MHz信道，但鉴于FCC对动态频率选择(DFS)的要求 ─ 即路由器必须避开被现有发射器(如天气雷达)占用的信道，它们基本上都无法使用。在美国，7个新的160 MHz信道都没有DFS方面的要求，这使得它们至少可在室内使用。如果附近的Wi-Fi 6E网络尚未占用，路由器甚至可以使用多个160 MHz信道。

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就分配新频谱的重要性而言，1200MHz新频谱是先前在 2.4GHz 和 5GHz 频段中分配的570MHz频谱的两倍多。当考虑到旧频段的拥塞情况，分配6GHz频谱甚至比额外的带宽显得更加重要。


管理6GHz频段上的既有服务

6GHz频段不是一个新频段。许多遗留应用（如固定微波服务(FMS)、固定卫星服务(FSS)、射电天文和其它服务）继续在上面运行，因此必须保护它们不受Wi-Fi干扰。为此，FCC要求实施自动频率协调(AFC)，从而避免Wi-Fi与这些服务之间发生冲突。AFC类似于更新的、更复杂的DFS版本，是一种避免与6GHz频段上既有服务争用频率的机制。
FCC定义了两类在6GHz频段使用的Wi-Fi设备。室外使用的标准功率接入点(AP)和室内使用的低功率AP。低功率AP的功率水平降低，并且内墙、外墙和其它障碍物会导致其进一步衰减，进而降低干扰现有设备的风险。因此，它们不受AFC要求的约束。不过，户外标准功率AP对6GHz频段中的既有服务构成更严重的威胁，因此FCC采用AFC机制来降低风险。
AFC要求AP向AFC协调器发送关于AP的信息，以获得使用6GHz Wi-Fi信道的许可。AP必须发送其位置坐标、位置估计精度、天线高度、所需频带和所需发射功率等信息。AFC协调器将根据既有服务数据库对信息进行查对，继而确定是否可能发生干扰情况。如果不会发生干扰，AFC协调器将批准请求。
低功率室内(LPI) AP不需要AFC机制。Omdia认为，鉴于AFC的复杂性和隐私问题，大多数消费级AP和路由器都不会实施AFC。


Omdia的分析

Omdia预测，在全球范围内，Wi-Fi 6E终端出货量将从1900万部（2021年）增至9.14亿部（2025年），期间的复合年增长率（CAGR）达到163%(参见图1)。
在2021年，Wi-Fi 6E市场将缓慢起步；主要限制因素包括今年产品发布时间较晚、高昂的价格以及尚未完全接受Wi-Fi  6（更不用说Wi-Fi 6E）的消费者缺乏紧迫感。

Figure 1: Wi-Fi 6E annual device shipments, 2021–25

                               
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Source: Omdia

监管部门对6GHz频段用于非授权使用的审批过程也比较慢，这也将减缓Wi-Fi 6E在2021年和2022年的发展势头，尤其是在亚洲&大洋洲。中国、印度、马来西亚和印尼等大型市场尚未采取行动。
像往常一样，智能手机将引领Wi-Fi 6E的普及。Wi-Fi  6E将在智能手机上迅速普及—先从高端和旗舰机型开始（2021-2025年），然后再扩展到中端机型（2023-2025年）。
2021年，在全球范围内，Wi-Fi 6E对Wi-Fi 6终端的渗透率将仅有4%，但到2025年这一数字预计将上升至54%。


结论

就可用于Wi-Fi应用的新频谱数量而言，Wi-Fi 6E带来了变革性的影响。添加6GHz频段使得Wi-Fi 可用的频谱量是之前的三倍。此外，由于6GHz频段是Wi-Fi 6E的专有频段，它不会被传统Wi-Fi 版本拖慢，这就消除了主要的网络拥塞源头。
Omdia预测Wi-Fi 6E在最初的发展较为缓慢，这是因为早期采用者产品在2021年才刚刚出现，而且世界各地的监管机构都在循序渐进地批准用于Wi-Fi的6GHz频谱。然而，大量新频谱终将让Wi-Fi用户无法抗拒。在2023年和2024年，随着主流终端采用Wi-Fi 6E，Wi-Fi 6E将开始取代Wi-Fi 6应用于基础设施中并支持更高的性能。

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