Wi-Fi 7 與頻率控制的關係

Wi-Fi 需要一定範圍的無線電頻率，讓裝置進行通訊。Wi-Fi 多年來一直使用 2.4 GHz 和 5 GHz 頻帶，裝置能以最少干擾使用頻道。

但連線裝置數量呈現爆炸性成長，對容量造成了壓力。Wi-Fi 聯盟指出，僅 2024 年，預計就有 41 億台支援 Wi-Fi 的裝置出貨。指定頻帶內的存取點和頻道數量有限，若有數百萬台裝置爭相進入，難免會有流量擁堵和連接中斷的情形。因此需尋求其他頻帶，也就是 Wi-Fi 7 及其上一代 Wi-Fi 6E。

有了 Wi-Fi 7，裝置還可以使用 6 GHz 頻帶。添加全新的頻帶就像加入一條嶄新的高速公路，增加了額外的車道，可以容納更多交通。Wi-Fi 7 特別的是，還將頻道大小從 160 MHz 增加到 320 MHz。因此，使用 6 GHz 會增加更多通道 (頻道)，並使每個頻道更寬，代表更多裝置的資料能夠更快傳輸。最終可達到更高資料傳輸量、更佳可靠性、更少延遲。

Wi-Fi 7 的數據傳輸率超過 30 Gbps，可為 AR、VR、高解析度視訊串流、物聯網連接等各式應用提供高速、低延遲的覆蓋範圍。

轉用 6 GHz 頻帶有其難處，在於其他實體已在使用。美國國防部和 NASA 等美國聯邦機關使用此頻帶進行衛星通訊，他們應該不希望 Wi-Fi 裝置使用此範圍。使用 6 GHz 頻帶時，若要不干擾已建立的頻帶使用者，需要採用一種稱為自動頻率協調 (AFC) 的附加技術。

Wi-Fi 7 的補充技術

使用 Wi-Fi 7 可以獲得更多且更寬廣的連線頻道。一系列補充技術允許使用者從頻帶中充分運用傳輸量，進而更有效使用各頻道。

AFC

AFC 支援 Wi-Fi 使用，但不會侵犯 6 GHz 頻帶已建立的使用者。其工作原理是將既有使用者的資訊 (包括天線位置及其方向) 以及其他參數輸入資料庫。新的 Wi-Fi 7 連線會檢查該資料庫，以確保不會侵犯相同頻譜鄰域並造成干擾。

多鏈路操作 (MLO)

MLO 指將資料流分割成多個單元，並同時透過同一頻帶中的不同頻道進行路由。Wi-Fi 7 中的 MLO 進一步強化此能力，資料可在多重頻道和頻帶串流。此時，單一資料流可透過 2.4 GHz、5 GHz、6 GHz 進行路由，頻率視可用性而定。如此，資料傳輸速度更快，且在頻道受損或無法使用時不易出現延遲。

4K 正交振幅調變 (4K QAM)

QAM 藉由疊加不同振幅和相位的訊號，傳輸大量資訊，充分運用頻譜。由於波形不重疊，因此傳輸沒有雜訊。4K 代表可以同時傳輸 4000 多個訊號。Wi-Fi 7 將技術標準化，並增加容量以減少延遲。

此外，Wi-Fi 7 在正交分頻多重存取 (OFDMA) 上運作，具有多重資源單元 (MRU)，可將資料分割成更小的封包，使傳輸速度更快。MRU 降低多重使用者延遲達 25%；MLO 降低單一使用者延遲達 80%。

Wi-Fi 頻率控制

支援 Wi-Fi 7 的技術令人印象深刻，並且依賴嚴格的頻率控制。將資料封裝至頻道，無論效率為何，都需要絕對精密度；否則訊號可能會相互干擾，導致效能不佳。

新的 Wi-Fi 標準要求在裝置和存取點都要配備現代無線電。這些無線電功能強大，可以同時調諧至多個頻帶，依照 AFC 的描述避開保留頻道，並使用 4K QAM 將頻譜填滿密集的資訊。採用的電子元件需有極低相位雜訊和高穩定度，以確保訊號傳輸穩定。

儘量保持最低的相位雜訊和抖動，對於維護資料完整性和降低錯誤率非常重要。現在，擁有穩定的頻率還不夠；訊號不可隨時間和溫度的變化而衰減。振動、衝擊、長期降額會影響效能，這些因素在設計階段就需要考量。

頻率控制元件

Wi-Fi 系統需要進行高精密度頻率控制，必須由晶體、振盪器、功率電感提供。

振盪器進行資料傳輸所需的所有任務，包括產生穩定的訊號、確保所有通訊的計時同步，以及確定運作的載波頻率。晶體通常搭配振盪器使用，可以微調振盪器產生的輸出，作用類似音叉，以保持頻率訊號緊密聚集且準確。電感與電容結合使用時，會形成 LC 電路，讓 Wi-Fi 系統能夠專注於特定頻帶並濾除外部雜訊。

ECS Inc. 生產 Wi-Fi 7 系統所需的各種晶體、振盪器、電感。例如，ECS 的表面黏著 (SMD) 晶體提供多種封裝尺寸，並具有高達 +150°C 的寬廣溫度範圍。

ECX-1637B 系列 (圖 1) 非常適合無線應用。此款緊湊型 SMD 晶體，採用 2.0 mm x 1.6 mm x 0.45 mm 4 焊盤封裝。在 -30°C ~ +85°C 提供 ±1 ppm 的低第一年老化以及 ±10 ppm 的容差和穩定性。

圖 1：ECX-1637B 低老化緊湊型晶體表面黏著 (SMD) 晶體具有 16 MHz 至 96 MHz 的寬廣頻率範圍，非常適合無線應用。(圖片來源：ECS)

ECX-2236B 系列採用 SMD 石英晶體，具有低 ESR 和低第一年老化 (最大 ±1 ppm)。ECS-33B 系列提供 10 MHz ~ 54 MHz 的頻率範圍，並在 -40°C ~ +85°C 標準工業溫度範圍提供緊密的第一年 ±1 ppm 老化。這些功能非常適合現代物聯網、無線和 Wi-Fi 應用。

ECS 也銷售一系列陶瓷振盪器。ECS-2520MV 系列非常適合 0.750 MHz 至 160 MHz 範圍，而ECS-2520SMV 系列最適合 8 MHz 至 60 MHz。兩個系列的溫度範圍均為 -40°C 至 +105°C。

圖 2：ECS-2520MV 系列是小型 SMD 高速 CMOS 振盪器，非常適合無線應用。(圖片來源：ECS Inc.)

ECS 還提供一系列功率電感，涵蓋寬廣的電感值和溫度範圍。ECS-MP12520、ECS-MP14040 或 ECS-MPIL0530 的規格取決自其系列。

圖 3：ECS 的功率電感涵蓋寬廣的電感值和溫度範圍，是 Wi-Fi 系統的重要組成部分。(圖片來源：ECS Inc.)

總結上文

為了充分發揮 Wi-Fi 7 的潛力，需一些組件。振盪器會固定電路，創造一個基頻，接著讓晶體進行微調。電路中的功率電感可確保無外部訊號妨礙所需的頻率並消除電壓波動。接著，使用此頻率控制系統，並結合天線 (傳輸訊號) 與微控制器 (資料處理) 等元件。

結論

Wi-Fi 7 具有穩健的頻率控制能力，因此預計將可在網路可靠性方面造成重大的突破。振盪器、晶體、電感等硬體組件支援先進的 Wi-Fi 電路，是此類長期通訊技術的可靠主力。從長遠來看，工業自動化和人工智慧的發展可能會增加 Wi-Fi 的壓力，通訊技術將再次演變。