Wi-Fi 7: Avanços para a Internet das Coisas

22/05/2025

ÍNDICE DE CONTEÚDO

A troca do Wi-Fi 6 para o Wi-Fi 7 vale a pena?

O Wi-Fi® tem sido um serviço de rede amplamente utilizado tanto por empresas quanto por residências. Empresas que mudam suas redes para um novo padrão Wi-Fi frequentemente se deparam com desafios que podem prolongar o processo de integração. Por outro lado, os ciclos de adoção residencial para novos padrões Wi-Fi tendem a ocorrer um pouco mais rapidamente, à medida que provedores de internet doméstica e fabricantes de roteadores Wi-Fi para consumidores buscam manter uma vantagem competitiva.

Integrar um novo padrão Wi-Fi em dispositivos de consumo e empresariais não é tarefa fácil, e geralmente há um atraso entre o lançamento e a certificação de um novo padrão Wi-Fi e quando esses recursos começam a aparecer em produtos populares.

Esses obstáculos de integração estiveram presentes em todas as gerações anteriores de Wi-Fi, embora o Wi-Fi 6E tenha dado um salto que abriu o primeiro novo espectro Wi-Fi em mais de 10 anos. Muitas empresas buscaram equipamentos para combater a congestão nas bandas de frequência de 2,4 GHz e 5 GHz. Embora o Wi-Fi 7 não ofereça nenhum espectro mais recente, ele aumenta substancialmente a taxa de transferência em relação ao Wi-Fi 6/6E devido às configurações expandidas de largura de canal (320 MHz) e à nova modulação de amplitude em quadratura 4K (QAM). Além da velocidade, que muitos podem achar adequada no Wi-Fi 6/6E, há o aumento significativo nos recursos de Internet das Coisas (IoT) que só o Wi-Fi 7 oferece, como o tempo de ativação do alvo (TWT), redes temporais sensíveis (TSN) e operação de múltiplos links.

Neste artigo, destacamos as melhorias significativas de desempenho do Wi-Fi 7 para aplicações IoT, analisamos as considerações de design na adoção do Wi-Fi 7 e exploramos uma solução que oferece aos projetistas uma maneira prática de realizar a atualização.

Melhorias de Desempenho e Eficiência do Wi-Fi 7

O mais recente padrão de Wi-Fi até o momento, o 802.11be, foi projetado para ser retrocompatível com as versões anteriores de Wi-Fi, ao mesmo tempo em que oferece um aumento substancial de velocidade e recursos adicionais que justificam a migração para muitos usuários. Um desses recursos habilitados pelo Wi-Fi 7 é o suporte para tri-band, permitindo o uso simultâneo das bandas de Wi-Fi de 2,4 GHz, 5 GHz e 6 GHz. Além de uma taxa de transferência muito maior, esse recurso de Operação de Múltiplos Links (MLO) cria uma plataforma para uma série de sistemas IoT com diversos requisitos de canal de frequência e taxa de transferência. Por exemplo, sistemas de muito alta taxa de transferência, baixa latência ou críticos em termos de tempo poderiam operar nas bandas de 5 GHz ou 6 GHz para evitar congestionamento e garantir os requisitos de desempenho dos sistemas conectados, enquanto o canal de 2,4 GHz poderia simultaneamente atender a serviços de menor taxa de transferência e dispositivos IoT que não são críticos em termos de tempo. Além disso, ter MLO e várias bandas de frequência permite que sistemas IoT legados continuem sendo usados de forma contínua, juntamente com a tecnologia mais recente e de maior desempenho.

O Wi-Fi 7 oferece o recurso tri-band, com suporte para as novas larguras de banda de canal de 320 MHz e 4K-QAM, permitindo uma taxa de transferência máxima total de 46 Gbit/s. O 4096-QAM facilita que cada símbolo carregue 12 bits, em comparação com o 1024-QAM do Wi-Fi 6, que é capaz de carregar apenas 10 bits por símbolo. A largura de banda máxima do canal de 320 MHz pode ser contígua ou não contígua para o Wi-Fi 7, como dois canais de 160 MHz ou várias sub combinações. Além disso, o Wi-Fi suporta até 16 fluxos espaciais com melhorias adicionais no protocolo MIMO (multi-input, multi-output).

O Wi-Fi 7 também permite uma utilização de canal mais flexível, mesmo em bandas de frequência altamente congestionadas. Com as gerações anteriores de Wi-Fi, o uso simultâneo de um canal Wi-Fi ou a interferência nesse canal tornaria o canal inteiro inutilizável. O Wi-Fi 7, por outro lado, permite o preamble puncturing (perfuramento do preâmbulo) e o uso da parte não afetada do canal para maior confiabilidade e melhor utilização do espectro.

Outras melhorias do Wi-Fi 7 incluem recursos de redes temporais sensíveis que possibilitam um maior determinismo nas redes sem fio. Além disso, o tempo de ativação do alvo (TWT) e outros recursos de baixo consumo de energia e dispositivos com bateria facilitam ainda mais o uso do Wi-Fi com dispositivos IoT que não precisam operar continuamente e apenas em horários agendados.

Desafios e Aspectos para a Adoção do Wi-Fi 7

A atualização para dispositivos com Wi-Fi 7 traz benefícios significativos, mas, como em qualquer decisão de engenharia, uma série de aspectos e requisitos precisam ser atendidos. Atualmente, a tecnologia de padrões Wi-Fi legados está mais amplamente disponível, pois foi lançada e está em circulação há vários anos. Existem cadeias de suprimentos bem estabelecidas e diversas opções de hardware e módulos com gerações anteriores de Wi-Fi. Esses fatores significam que há uma leve vantagem de custo ao usar hardware desenvolvido para gerações anteriores de Wi-Fi.

No entanto, muitos provedores de infraestrutura de rede pretendem avançar com o Wi-Fi 7 — com implantações de banda dupla como uma medida custo-efetiva. E, na maioria das soluções, ainda será necessário o uso de filtros BAW para reduzir interferências e manter um bom desempenho.

Além disso, os recursos do Wi-Fi 7 também exigem que os engenheiros projetem esses recursos aprimorados em seus equipamentos. Como qualquer recurso de protocolo sem fio, esses avanços demandam tempo e recursos substanciais para implementação e podem exigir licenciamento ou o desenvolvimento de nova propriedade intelectual (IP). Qualquer novo recurso também aumenta a complexidade e a necessidade de certificação para novos equipamentos e módulos. Felizmente, os recursos de próxima geração do Wi-Fi 7 podem mais do que compensar o investimento inicial com as expansões significativas que não estão disponíveis nas gerações anteriores de Wi-Fi. Claro, há uma vantagem competitiva potencial em desenvolver sistemas Wi-Fi 7 antes da concorrência.

Simplificar o Design e Acelerar o Tempo de Chegada ao Mercado

Uma maneira de enfrentar o desafio de levar um novo produto Wi-Fi 7 ao mercado é aproveitar módulos em vez de projetar os circuitos RF do zero. Um exemplo disso são os Módulos de Front-End Wi-Fi® 7 da Qorvo, que possuem um amplificador de potência integrado, interruptores SPDT (single-pole, double-throw) e amplificador de baixo ruído com possibilidade de bypass.^[1] Esses módulos são extremamente eficientes em termos de energia e compactos, e oferecem suporte para toda a capacidade do padrão Wi-Fi 7, incluindo 16 × 16 MIMO, operação tri-band, MLO, 4K-QAM, tempo de ativação de alvo restrito, larguras de banda de canal de 320 MHz e perfuração de preâmbulo/largura de banda.

Ao utilizar FEMs não-lineares, os novos designs Wi-Fi 7 irão refletir uma redução na mitigação térmica necessária, permitindo um design mais compacto e industrial, possibilitando fontes de alimentação menores e “mais verdes”, além de atender às iniciativas de redução de energia em muitas partes do mundo.

Conclusão

O Wi-Fi 7 oferece uma ampla gama de melhorias de desempenho que beneficiam especificamente as aplicações de IoT em relação às gerações anteriores de Wi-Fi. Embora geralmente haja um foco significativo na maior taxa de transferência teórica de cada geração, os recursos adicionais podem ser ainda mais benéficos para muitas aplicações de IoT. No entanto, para oferecer esses recursos em um produto, é necessário um grande esforço em termos de recursos de design e certificação. Felizmente, módulos integrados, como os Módulos de Front-End Wi-Fi 7 da Qorvo, oferecem um caminho prático para atualizar os designs com o que há de mais recente no Wi-Fi.