Wi-Fi 6 跟 Wi-Fi 6E有何不同? Wi-Fi 7 時代來臨了嗎?15個新世代 Wi-Fi 問題解答懶人包

Wi-Fi 6 跟 Wi-Fi 6E有何不同? Wi-Fi 7 時代來臨了嗎?15個新世代 Wi-Fi 問題解答懶人包

在當今這個時代,無線網路已經成為我們日常生活和工作中不可或缺的一部分。不論是從智慧手機到智慧家居,或是從線上娛樂到遠距辦公,大眾對於高性能、低延遲的無線連接需求,可說是從未停止增長,因此無線網路技術也在不斷進化與革新。雖然我們在去年已經初步介紹過 Wi-Fi 6E 以及 Wi-Fi 7 這兩項新的無線標準,不過隨著今年 8 月底台灣正式開放 6GHz 頻段,我們距離新一代無線網路又更靠近了些,相關網通產品也已經上市在即。在這次的特別企畫中,我們便透過 QA 的方式,舉出一般使用者對於 Wi-Fi 6E / Wi-Fi 7 以及 6GHz 頻段的相關疑惑,進一步加以解答。

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台灣數位發展部參考歐盟、日本、美國、加拿大等多個國家的規範,於今年的8 月 25 日完成〈中華民國無線電頻率分配表〉與〈無線電頻率供應計畫〉並公告發布,這也代表普羅大眾敲碗已久的 6GHz 頻段,終於在台灣正式開放免執照使用,伴隨 6GHz 頻譜開放而降落的 Wi-Fi 6E 和 Wi-Fi 7 新無線標準,也預計將對台灣的無線市場帶來一番新氣象。

Q 1:Wi-Fi 6 跟 Wi-Fi 6E 的差異是什麼?

其實早在 Wi-Fi 6 標準制訂之初,Wi-Fi 聯盟就已經預想到,即使擁有2.4GHz、5GHz 兩個工作頻段,隨著裝置數量不斷增加以及頻道干擾,Wi-Fi 6 在未來同樣會面臨頻道擁擠的問題,屆時必然需要額外的頻譜支援,因此產生了納入新頻段的規劃,也就是 2020 年所發佈的 Wi-Fi 6E。作為 Wi-Fi 6 的後續標準,Wi-Fi 6E 正式把工作頻段延伸至 6GHz。其實 Wi-Fi 6E 在無線技術層面上,包含 OFDMA、MU-MIMO、BSS Coloring、TwT 等等,與現行的 Wi-Fi 6 基本上是完全一致,包括 IEEE 的標準編號均為 802.11ax,差別在於 Wi-Fi 6E 是自 Wi-Fi 無線標準誕生以來,首次把 6GHz 頻段納入作為 WLAN 用途。

Q 2:使用 6GHz 頻段有什麼好處?

加入 6GHz 頻段所帶來的最大好處,就是能夠提供更多可用的頻道。根據美國聯邦通訊委員會(FCC)於 2020 年通過的 6GHz 頻段(5925∼7125MHz)使用原則,Wi-Fi 6E 在 6GHz 頻段,將擁有額外的 1200MHz 連續頻譜可供使用,相較於頻譜不連續的 5GHz 頻段,以及頻譜範圍不到 100MHz 的 2.4GHz 來說,6GHz 頻段能夠容納同時 14 個 80MHz 頻道或 7 個 160MHz 超寬頻道。此外,由於 6GHz 頻段僅允許支援 Wi-Fi 6E 及以上標準的設備使用,因此也不會被採用舊式標準的無線設備拖慢整體傳輸速度。

Q 3:台灣為何這麼晚才開放 6GHz 頻段?

根據政府釋出的資料,交通部其實早於 2020 年 6 月時,便已針對開放 6GHz頻段提出公開意見徵詢,並於 2021 年 4 月提出「中華民國無線電頻率分配表」修正草案。不過由於 6GHz 頻段涵蓋了台灣既有的離島微波鏈路服務以及警察通訊使用頻段,因此難以立即開放,直至 2022 年底才完成實證量測。後續則由交通部邀集相關利害關於人召開會議,並就修正草案進行公開意見徵詢,待行政院核定之後,才終於在今年 8 月 25 日正式公告發佈。

TP-Link 搶得頭香,在台首先發表 Wi-Fi 6E 及 Wi-Fi 7 新品。

Wi-Fi 6E 後綴的「E」即代表延伸(Extended)的意思。

Meta 今年中在台開賣 Quest PRO 頭戴式 VR 裝置,但因台灣當時尚未開放6GHz 頻段,故該頻段的連線功能被強制關閉。

Q 4:台灣開放的 6GHz 頻段是全頻段嗎?

6GHz 全頻段指的是頻率在 5925∼7125MHz 之間的頻段,目前已知包括歐盟、英國、日本、澳洲、紐西蘭、香港等已發展國家和地區,皆僅開放 5925∼6425MHz 或是 5945∼6425MHz 頻段供免執照使用,在國際電信聯盟(ITU)所劃定第三區的國家之中,僅有南韓是開放 6GHz 全頻段。台灣交通部在考量國際間主要頻譜政策之後,採用先開放 6GHz 部分頻段(5945∼6425MHz),並將剩餘的 6425∼7125MHz 頻段開放給創新實驗使用,藉此促進 6GHz 的創新技術發展與實現。在開放之後,任何人都可以自由使用免執照頻段,不會向其收取頻道使用費。此外,因應未來 5850∼5925MHz 頻段會規劃給車聯網使用,因此把 5925∼5945MHz 之間頻段保留作為護衛頻段。

Q 5:免授權的 6GHz 頻段有什麼限制?

台灣現行的免授權 6GHz 頻段,目前僅開放給 VLP(室外超低功率)及 LPI(室內低功率)的傳輸設備使用,其中 VLP 的設備功率限值需在 14dBm 以下,LPI 的設備功率則為 23dBm 以下,至於 SP(標準功率)裝置由於發射功率較大,可能會對 6GHz 頻段上既有的通訊服務造成影響,美國 FCC 的做法,是需要搭配本地的自動頻率協調(AFC)系統,以地理定位和禁止部分頻率的方式來錯開干擾,而交通部目前已經針對國內應用情境展開研究與實驗,作為未來提高設備功率上限的參考。另外,使用 5945∼6425MHz 頻段的裝置,皆須具備先聽後傳(Listen Before Talk, LBT)技術,也就是先進行通道量測後再傳送封包,同樣是為了避免干擾,唯一的例外是遙控無人機,因其完全被禁止使用該頻段。

 

Q 6:Wi-Fi 6E / Wi-Fi 7 的速度有多快?

Wi-Fi 6E 的最大理論速度可達到 9.6Gbps,這個數字其實與 Wi-Fi 6 相同,為何Wi-Fi 6E 加入了 6GHz 頻段,理論傳輸規格卻並未隨之提升?主要是因為 Wi-Fi 6E 的 MU-MIMO 同樣只支援 8 個空間串流,在調變技術與頻道寬度均保持不變的狀態下,傳輸能力的上限自然也不會改變,但這僅是「理論」而已,事實上,Wi-Fi 實際的速度會受到信號強度、設備能力和網路負載的影響。而 Wi-Fi 6E 由於應用了 6GHz 頻段,還能夠避免頻道擁擠、干擾,更帶來低延遲的優勢。而 Wi-Fi 7 則是基於全新的 IEEE 802.11be 無線協議,納入全新的技術與資源管理,能夠更妥善的運用 6GHz 連續頻譜,使理論速度可以達到驚人的 46Gbps。

家裡常見的無線路由器與A P,均屬於所謂的 LPI(室內低功率)設備。

6GHz 頻段透過寬廣且不中斷的頻譜,提供更多的頻道,遠超現有的 5GHz 頻段。(圖片來源:Qualcomm)

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Q 7:現有的 Wi-Fi 6 無線路由器能藉由韌體升級支援 Wi-Fi 6E 嗎?

不行。由於 Wi-Fi 6E 是首次引進 6GHz 頻段,從物理層面來說,其無線訊號的本質與以往的 2.4GHz 和 5GHz 都不相同,因此既有的晶片、天線都需要特別針對 6GHz 進行修改,從成本考量的角度,目前市面上的 Wi-Fi 6 無線路由器產品,在硬體方面都沒有預留升級的空間,自然也不可能透過升級韌體來支援 Wi-Fi 6E。不過,無論是 Wi-Fi 6E 或是 Wi-Fi 7 都可以支援向下相容,因此家裡既有的 Wi-Fi 5、Wi-Fi 6 設備,包括電腦、筆電、手機或各種智慧家電,依舊可以透過 Wi-Fi 6E 以及 Wi-Fi 7 路由器,走 2.4GHz 或 5GHz 頻段連上網路,不需要一起跟著換新。

Q 8:Wi-Fi 7 設備也需要等政府公告開放才可以使用嗎?

不需要。先前 Wi-Fi 6E 的相關網通設備,之所以未能進入台灣市場,主因是Wi-Fi 6E 所使用的 6GHz 頻段,在今年 8 月底之前,尚未核配給 Wi-Fi 使用,相關政策與規範也在制訂當中,因此就算國內的華碩、微星等廠商皆早就推出 Wi-Fi 6E 無線路由器,也無法在台灣販售。這也導致部分用戶以為,連 Wi-Fi 6E 都要等這麼久了,Wi-Fi 7 豈不是要等更久。其實政府所關注的重點,一直以來都是無線電頻譜資源的分配,並非無線標準的新或舊。而Wi-Fi 7所運作的頻段,與 Wi-Fi 6E 完全相同,即 2.4GHz、5GHz 和 6GHz,自然也不需要重新宣布一次開放 6GHz 頻段給 Wi-Fi 7 使用。

Q 9:Wi-Fi 7 相比 Wi-Fi 6 有哪些提升?

作為最新一代的無線標準,預計明年將會正式定案的 Wi-Fi 7(IEEE 802.11be),是在 Wi-Fi 6 和 Wi-Fi 6E 的技術基礎上進行改良,除了升級既有的物理傳輸規格,也採用更高階的調變方案,使其能最大化運用有限的頻譜資源。與前代相比,Wi-Fi 7 的最大頻道寬度從前代的 160MHz 拓展到了 320MHz,並支援 4K QAM 調變技術,因此 Wi-Fi 7 即使運作的頻段與 Wi-Fi 6E 相同,但傳輸速度卻擁有 4 倍以上的提升。

若用比較淺顯的載貨概念來說明,頻道寬度就像是道路,而資料封包就像是卡車,道路越寬,能夠行駛的卡車也越多,而 4K QAM 則代表每台卡車的載貨量,相較前代的 1024 QAM,能夠攜帶的數據也更多,在此狀態下,Wi-Fi 7 的傳輸效能當然大幅提升。而更多的空間串流(16x16 MU-MIMO),則確保每個設備都有足夠的頻寬流暢運行。

從 Wi-Fi 聯盟官方網頁上,即可查詢到目前已開放 6GHz 頻段的國家和區域。

Wi-Fi 6 跟 Wi-Fi 6E有何不同? Wi-Fi 7 時代來臨了嗎?15個新世代 Wi-Fi 問題解答懶人包

Q 10:Wi-Fi 7 應用了哪些新技術?

以往的 Wi-Fi 設備,不管是透過 2.4GHz 或 5GHz 連線,都只能透過單一頻段進行傳輸,頂多在訊號不良時,自動幫你切換到另一個頻段。Wi-Fi 7 新導入的多重連接模式(MLO),則允許裝置可同時在多個頻段上連線,這種方式帶來了兩種好處,除了傳輸速度能藉由多頻段的加總而獲得提升,也能夠把相同的封包同時透過兩個頻段傳輸,藉此避開受到單一頻段延遲的影響。

Wi-Fi 7 的關鍵技術還包括了 Multi-RU 及 Preamble Puncturing。Wi-Fi 7 可以依據單一用戶的需求,為其分配多個資源單位(RU)並組合成 RUs,以提高傳輸效率;而後者則是能夠「穿透」頻譜中被干擾或佔用的頻道,讓原本因為頻譜不連續而無法使用的頻道,也能被充分利用。

Q 11:Wi-Fi 7 的 6GHz 訊號會不會很弱?

2.4GHz 頻段之所以歷經 Wi-Fi 4、5、6、7 等無線標準而屹立不搖,除了相容性需求外,另一個重要的因素,是它的訊號波長較長,因此相較於 5GHz 無線訊號來說,擁有更佳的穿透力,能夠與 5GHz 進行互補。對比之下,頻率更高、波長也更短的 6GHz 訊號,理論上會比 5GHz 更弱,是否會導致訊號覆蓋不佳,或者需要部署比原來更密集的 Mesh 節點,才能夠確保無線訊號品質呢?經求證網通廠商後,6GHz 的穿牆能力確實是弱於 5GHz,不過由於 5GHz 至 6GHz 之間的頻率跨度較小,就實際體驗上來說,還不至於會跟目前的 5GHz 相差太遠。至於為何新技術的訊號反而越來越弱,除了 2.4GHz 和 5GHz 頻段已經出現壅塞,不得不向外尋求更乾淨的頻段,從另一角度來說,在台灣的高密度人口環境下,低穿透力的訊號也讓比鄰而居的住戶之間,比較不會互相干擾訊號。

Q 12:Wi-Fi 6E、Wi-Fi 7 的安全性怎麼樣?

近幾年的 Wi-Fi 6 無線路由器,已逐漸把 WPA3 無線加密協定納入支援,WPA3 作為新一代的無線加密標準,是由 Wi-Fi 聯盟在 2018 年所訂定的,目的是要修正 WPA / WPA2  的安全漏洞。Wi-Fi 6E、Wi-Fi 7 也繼續沿用 WPA3 協定,同時亦可向下支援 WPA / WPA2。不過由於 WPA / WPA2 在先前已被確認可用暴力方式破解,所以除非是特殊狀況,建議還是以 WPA3 來保護 Wi-Fi 6E、Wi-Fi 7 無線網路環境。WPA3 同樣以密碼為基礎,其主要的改進包括採用了對等實體同步驗證(SAE)來避免離線字典攻擊和金鑰重新安裝攻擊(KRACK),同時藉由把過去的 128-bit 加密增加至 192-bit,提高破解的難度,也是目前最安全的無線加密技術。

TP-Link 於產品發表會現場展示 Wi-Fi 6 與 Wi-Fi 7 的實際速度差距。

為了餵飽 Wi-Fi 6E、Wi-Fi 7 的高頻寬,10G 的 WAN 網路埠口將成為路由器的標配。

WPA3 同樣區分個人版與企業版,不過僅企業版可支援 192-bit 加密模式。

Q 13:有哪些設備或服務可受惠於新的無線技術?

6GHz 即使有著訊號覆蓋範圍較小的先天性弱勢,但 Wi-Fi 6E、Wi-Fi 7 無線技術所帶來的大頻寬、高吞吐量與低延遲等特性,讓依賴網路的創新科技得到了更大的發揮空間,不僅是上網速度變得更快而已,而是將對目前智慧居家、雲端應用、數位娛樂等既有生態產生重大的影響。首先,為了完整發揮 Wi-Fi 6E、Wi-Fi 7 的網路性能,勢必會帶動雙向寬頻固網建設往更高的速度發展;以 Wi-Fi 7 而言,除了新的 6GHz 頻段能容納更多頻道,支援 16×16 MU-MIMO 規格也意味著可以同時連接更多設備,以便應付日常生活中越來越多的智慧聯網裝置。另一方面,VR / AR 等穿戴式設備也可在高速無線、低延遲傳輸的狀態下,取消實體線路連接,而擁有更好的使用體驗。

Q 14:Wi-Fi 6E 及 Wi-Fi 7 的無線網通產品何時才買得到?

雖然在 6GHz 頻段在今年 8 月已經正式開放,但是截至 9 月底,國內仍未開賣任何一台 Wi-Fi 6E 無線路由器,原因在於 Wi-Fi 路由器、無線網卡等產品,依法規是屬於射頻器材,需先送交 NCC 進行審驗,符合規範才能正式在國內販售,因此最快到今年第四季,Wi-Fi 6E 產品應該就會陸續發表並上市了,同樣會有電競、Mesh 等依功能、情境劃分的產品類型。另外,前兩年有許多使用者為了嘗鮮,會從透過網路購物方式,取得國外已上市的 Wi-Fi 6E 機種,只要是符合自用以及進口數量的限制,之後依然可以照常使用,但要注意的是,這些產品由於沒有經過 NCC 認證,如果貿然拋售到二手網站,有可能會觸法。至於 Wi-Fi 7 無線路由器,為了避免與 Wi-Fi 6E 產品造成排擠效應,廠商應會排定到今年底或明年初陸續上市。

Q 15:該選擇 Wi-Fi 6E 或者 Wi-Fi 7 路由器?

由於台灣開放 6GHz 頻段的時間較晚,預計在明年的台灣市場上,將會出現Wi-Fi 6、Wi-Fi 6E 及 Wi-Fi 7 無線路由器同時並列的狀態,可能會有消費者認為,基於 3C 產品買新不買舊的原則,是不是應該直上 Wi-Fi 7 就好。關於這個問題,Wi-Fi 6E 與 Wi-Fi 7 相比,雖然引進了 6GHz 頻段,但在傳輸技術方面並沒有改變,比較像是一種過渡的產品。而 Wi-Fi 7 雖在無線傳輸效率方面有著顯著的升級,不過目前支援的裝置不多,包含明年的 iPhone 16 系列,是否會納入 Wi-Fi 7 也猶未可知,加上整體的售價較高,對於想要體驗高速無線網路的人來說,也需考慮自身錢包的厚度。根據產業分析師的預估,Wi-Fi 7 要達到真正普及,所花的時間應該會拉得更長,現階段若要更換無線路由器,Wi-Fi 6E 會是比較合理的選擇。

新一代無線技術的應用主力,將涵蓋商務、監控、雲端、娛樂以及醫療方面。

智慧家庭裡的大小家電都有聯網需求,除了訊號的覆蓋之外,對於路由器的效能更是一大考驗。

如同已經開賣的 Amazon,明年台灣市場上將會同時出現不同世代標準的無線路由器, 在選購上確實需要多費些心思了。

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小治
作者

《PC Home 電腦家庭》雜誌及 T 客邦網站編輯。負責遊戲類型新聞及評析、軟體應用教學及企劃撰寫、電腦相關周邊硬體測試,以及打雜…

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