当 Wi-Fi® 7 成为新闻头条时,人们的关注点往往集中在更快的家用路由器和新一代智能手机上。这些改进确实存在——然而,它们只是故事的一部分。Wi-Fi 7 所带来的真正变革,将在物联网(IoT)领域中体现出来,而目前全球已拥有超过 210 亿台互联设备。
凭借多链路操作(MLO)、确定性时延、更高效的频谱利用,以及显著提升的吞吐量和覆盖范围等能力,Wi-Fi 7 正逐渐成为下一代互联边缘 IoT 设备的基础无线标准。对于设计这些边缘 IoT 产品的工程师而言,讨论的重点已不再是是否应采用 Wi-Fi 7,而是如何尽快将其集成,以保持性能、可扩展性和竞争优势。
Wi-Fi 7 将如何重新定义 IoT 的可能性
随着 Wi-Fi 7 超越传统消费类设备,其作用变得更加关键。在工业物联网(IIoT)环境、智能家居以及边缘应用中,无线连接必须在射频干扰、时延限制以及不断变化的运行条件下依然保持可靠性能。
从挑战的角度来看,普通家庭如今已支持超过 20 台互联设备。再将这一现实扩展到高密度城市环境、工业场景或智能基础设施部署中,无线网络所承受的压力便显而易见。5G 等技术之所以被设计出来以应对有限空间内的大规模设备密度,并非偶然。边缘 IoT 设计工程师和开发人员也面临着类似的挑战:在日益拥挤且不可预测的环境中,提供一致、高质量的连接。这正是 Wi-Fi 7 改变局面的地方。以下示例展示了其先进能力如何正面应对这些真实世界的连接需求。
320 MHz 信道开启全新等级的 Wi-Fi 性能
可以将 Wi-Fi 7 视为拓宽了数字高速公路。通过将信道带宽扩展至最高 320 MHz——是 Wi-Fi 6 的两倍——它能够同时传输更多数据。其结果是更高的吞吐量、更低的拥塞以及更加一致的性能。在高密度 IoT 设备环境中,这种额外的容量意味着更快的数据传输、更高的可预测性,以及在边缘 IoT 设备数量持续增长时实现规模化所需的效率。
通过多链路操作(MLO)实现始终在线的连接
当时序至关重要时,IoT 设备需要既可靠又可预测的连接。Wi-Fi 7 所引入的时间敏感型多链路操作(TMLO)能力,使设备能够同时在多个频段——2.4 GHz、5 GHz 和 6 GHz——上进行通信,从而将干扰和拥塞的影响降至最低。
不同于早期 Wi-Fi 世代在条件变化时需要暂停以切换频段或重新路由流量,Wi-Fi 7 可同时保持多个链路处于活动状态。数据流能够即时切换到性能最佳的链路,确保平滑过渡和持续传输。
通过在不同频段之间分配流量,并在某一频段性能下降时提供内建冗余,TMLO 实现了更低的时延和更一致的时序——这是时间敏感型 IoT 应用的关键需求。
借助 4K QAM 实现更高吞吐量和更高效率
借助 Wi-Fi 7 引入的新功能——4K 正交幅度调制(QAM),每次传输中可以编码更多数据。在设备众多且信道资源有限的环境中,更快的传输速度可为其他设备释放空中时隙,并提升整体网络效率。更快完成传输还使设备能够更早返回到低功耗状态,从而降低功耗。这种效果就如同现代电动车,在提升性能的同时实现更高的运行效率。
强制采用 WPA3 带来更高的安全性
在 Wi-Fi 7 中,对 WPA3 安全协议的支持是强制性的,而非可选。WPA3 通过对等同时认证(SAE)增强了对暴力破解和离线字典攻击的防护能力。它还提供了更强的单设备加密和更完善的会话密钥管理,限制网络内的横向移动,并降低被攻破的 IoT 设备被用作攻击跳板的风险。
为下一代无线技术奠定更坚实的基础
Wi-Fi 7 将更高性能、更高效率以及更强的基础安全性融为一体,打造出一个能力更强的无线平台。其结果是更快的速度、更可预测的行为以及内建的安全防护——且无需权衡取舍。
这些进步为超低时延和高带宽应用带来了更加一致的性能表现,包括 AR 和 VR、4K 视频流媒体和 OTT 服务、面向回音壁和家庭影院系统的高端音频、游戏主机以及安防摄像头等。
选择合适的 Wi-Fi 7 解决方案
Wi-Fi 7 显著扩展了无线连接所能支持的应用范围——但要释放其全部潜力,需要经过深思熟虑的平台级设计。在将连接与处理能力集成到日益受限的边缘 IoT 系统中时,必须同时考量性能、效率、尺寸和安全性。
在 Synaptics,这些原则指导着我们为边缘 IoT 应用设计和交付 Wi-Fi 7 解决方案。
性能与效率
对于 IoT 设计人员而言,成功采用 Wi-Fi 7 意味着在不增加功耗的前提下,实现更高的吞吐量和更低的时延。要达成这一平衡,不仅取决于连接解决方案和 MCU 本身的能力,还取决于它们作为统一系统协同工作的设计效果。
尺寸与重量
简化的系统架构可同时带来技术和经济层面的优势。更高程度的集成能够提升性能、功耗效率和可靠性,同时降低物料清单(BOM)的复杂度和生产成本。更紧密的集成还可实现更小、更轻的设计——这对于 AR 和 VR 眼镜等受空间和重量限制的设备至关重要。
片上安全
尽管 Wi-Fi 7 在传输层面增强了安全性,但它并不能保护固件,也无法取代网络分段和基于防火墙的防御机制。要充分发挥其安全优势,设计人员应选择具备内建片上安全功能的平台,以帮助保护固件、凭证以及整体系统完整性。
原生 AI 的边缘处理与连接
低功耗、支持边缘 AI 的微控制器与先进的 Wi-Fi 7 连接技术的融合,标志着智能设备迈入了一个全新前沿。运行应用和端侧 AI 的 MCU 依赖于高度集成的连接模块或 SoC,才能充分发挥 Wi-Fi 7 的能力。
当处理能力与连接能力被设计为一个统一的平台协同工作时,设计人员便能解锁更高性能、更低时延和更高效率——以更少的资源实现更多功能。这正是下一代 Wi-Fi 7 边缘 IoT 设备成型的地方,由为无缝集成而构建的平台所驱动。