雷鋒網(wǎng)消息,10月3日,,WiFi聯(lián)盟將基于IEEE 802.11ax標(biāo)準(zhǔn)的WiFi正式納入正規(guī)軍,,成為第六代WiFi技術(shù),即WiFi 6,。
在解讀這個(gè)問題之前,,我們先要有一個(gè)小插曲。WiFi聯(lián)盟在確定第六代WiFI的同時(shí),,為了更易于用戶理解,,還正式公布了采用數(shù)字的新的命名標(biāo)準(zhǔn)。
WiFi新命名標(biāo)準(zhǔn)
在WiFi聯(lián)盟最新公布的命名系統(tǒng)中,,用數(shù)字大小按時(shí)間順序(也是性能的強(qiáng)弱順序)依次取代了原有復(fù)雜的技術(shù)命名方式,,用戶可以通過數(shù)字大小來識別WiFi標(biāo)準(zhǔn)的性能,,包括速率、吞吐量,、用戶體驗(yàn)等,。例如,就性能而言,,WiFi 6 > WiFi 5就顯而易見,。
這樣的方式也可用于指定先前的WiFi標(biāo)準(zhǔn),并可用戶識別使用相應(yīng)WiFi標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備,。例如,,802.11n或802.11ac。數(shù)字序列包括:
WiFi 6用于識別支持802.11ax技術(shù)的設(shè)備
WiFi 5用于識別支持802.11ac技術(shù)的設(shè)備
WiFi 4用于識別支持802.11n技術(shù)的設(shè)備
另外,,在識別WiFi設(shè)備網(wǎng)絡(luò)連接方面,,也用到了新的UI圖標(biāo)。圖標(biāo)將通過顯示W(wǎng)iFi信號指示符和連接的數(shù)字表示,。當(dāng)用戶在提供不同用戶體驗(yàn)的WiFi網(wǎng)絡(luò)之間移動時(shí),,圖標(biāo)也將會進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。當(dāng)用戶設(shè)備顯示伴有數(shù)字6的信號指示符圖標(biāo)時(shí),,表示該設(shè)備正在使用WiFi 6,。
WiFi 6技術(shù)能力的提升
WiFi 6,也就是802.11ax,,曾在2016年11月和2017年9月分別提出了第一版和第二版標(biāo)準(zhǔn)草案,,然而均未能獲得802.11ax工作小組75%以上成員投票認(rèn)可,目前的第三版,,也就是3.0版本草案仍在商討中,,預(yù)計(jì)會在2019年完成正式標(biāo)準(zhǔn)化。
雖然正式標(biāo)準(zhǔn)化并未完成,,但是并不影響802.11ax的技術(shù)發(fā)展,。
與前代相比(802.11ac),802.11ax主要目標(biāo)是在密集用戶環(huán)境中將用戶的平均吞吐量提高至少4倍,。這自然就需要在技術(shù)能力上有足夠的提升,,就具體技術(shù)提升,本文主要從MU-MIMO,、OFDMA,、MCS三方面進(jìn)行分析。
首先是MU-MIMO技術(shù),。MU-MIMO即多用戶輸入輸出技術(shù),,也是主要應(yīng)用于802.11ac WAVE2的技術(shù),。相較應(yīng)用在802.11n上的MIMO(多天線傳輸)技術(shù)而言,,主要改善了路由器天線閑置的情況,,允許路由器分割天線,獨(dú)立地為不同的設(shè)備傳輸,。
2015年推出的802.11ac Wave 2一個(gè)主要特性是應(yīng)用了MU-MIMO技術(shù),,使得其AP節(jié)點(diǎn)可以同時(shí)向多個(gè)支持MU-MIMO的客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)包,解決了無線路由器之前一次只能和一個(gè)終端通信的問題,。802.11ac Wave 2當(dāng)時(shí)支持的最大規(guī)格是4×4 MU-MIMO,,可以同時(shí)向4個(gè)終端共享下行的MU-MIMO數(shù)據(jù)包。
相較而言,,802.11ax擁有8×8 MU-MIMO,,可以同時(shí)向8個(gè)終端共享上行、下行的MU-MIMO數(shù)據(jù)包,。另外,,采用802.11ax標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備從AP向終端發(fā)送數(shù)據(jù)包時(shí),一個(gè)數(shù)據(jù)包可以面向多個(gè)終端節(jié)點(diǎn)發(fā)送,,而且這幾個(gè)終端節(jié)點(diǎn)也能夠協(xié)調(diào),,同時(shí)向AP端、網(wǎng)絡(luò)上行發(fā)送數(shù)據(jù)包,。數(shù)據(jù)包同時(shí)到達(dá)AP,,AP也可以解碼、同時(shí)接收所有的數(shù)據(jù)包,,因此效率就有所提高,。
然后是OFDMA技術(shù)。802.11ac及之前WiFi標(biāo)準(zhǔn)采用的都是OFDM(正交頻分復(fù)用)調(diào)制方式,,是多載波傳輸方案實(shí)現(xiàn)方式之一,。采用該方式的設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)中在同一幀里只有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)包,傳給客戶端的時(shí)候不管幀的大小,,從網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的角度來看,,在信道發(fā)送方面額外的系統(tǒng)開銷都是一樣的。另外,,在OFDM系統(tǒng)中,,用戶占用了整個(gè)信道,隨著用戶數(shù)量的增多,,用戶之間的數(shù)據(jù)請求會發(fā)生沖突,,從而導(dǎo)致當(dāng)這些用戶發(fā)送請求數(shù)據(jù)時(shí),服務(wù)質(zhì)量較差,。
802.11ax采用的是OFDMA(正交頻分多址)調(diào)制方式,,該技術(shù)是OFDM技術(shù)的演進(jìn)。OFDMA如今已經(jīng)在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中普遍應(yīng)用,其可以把各種大小的數(shù)據(jù)包從調(diào)制的角度組合在一起,,系統(tǒng)開銷可以通過共享而降低,,并能同時(shí)支持上行和下行,因而效率得到提高,。同時(shí),,OFDMA的符號的長度也得以增長,每一個(gè)調(diào)制信號的符號長度變成802.11ac的4倍,。調(diào)制的長度越長,,在多路徑的情況下,AP端,、客戶端就能有更多的機(jī)會可以充分利用多路徑,,通過更寬的窗口把不同角度反射過來的信號組合在一起。這就讓實(shí)際應(yīng)用場景中,,特別是遠(yuǎn)距離傳輸?shù)臅r(shí)候,,在多路徑比較強(qiáng)的情況下,解碼能力增強(qiáng),,接受的穩(wěn)定性也更大了,。
MCS(調(diào)制與編碼策略)的提升。這里涉及到的是QAM,,即正交振幅調(diào)制,,正交振幅調(diào)制正交載波調(diào)制技術(shù)與多電平振幅鍵控的結(jié)合。802.11ac最高只支持256-QAM,,802.11ax可以支持到1024-QAM,。由于調(diào)制碼的密度越大,承載的數(shù)據(jù)量也就越大,,802.11ax相較802.11ac在承載數(shù)據(jù)量的能力上提高了2到3倍,。如果從數(shù)據(jù)角度來看,單條空間流80M帶寬的關(guān)聯(lián)速率從433Mbps提升到了600.4Mbps,,理論最大關(guān)聯(lián)速率(160M帶寬,,8條空間流)從6.9Gbps提升到9.6Gbps左右。
802.11ax支持2.4GHz和5GHz雙頻段,,也繼承了WiFi的向下兼容的特性,。關(guān)于802.11ac與802.11ax在頻段、信道帶寬,、FFT大小,、副載波間隔、數(shù)據(jù)傳輸速率等方面的具體性能對比,,見下表:
廠商的看好
前文也提到,,802.11ax標(biāo)準(zhǔn)預(yù)計(jì)會在2019年完成正式標(biāo)準(zhǔn)化,但這并不影響巨頭廠商的布局與競爭。
2017年2月,,高通推出支持802.11ax的兩款產(chǎn)品——IPQ8074和QCA6290,。
其中,IPQ8074是針對企業(yè)應(yīng)用的高集成的SoC,,采用14nm制程,支持多達(dá)四個(gè)千兆MAC,,擁有兩個(gè)10G接口的NBASE-T,,同時(shí)還支持80MHz通道寬度,并配有運(yùn)行在2GHz的Cortex-A53四核處理器和雙核網(wǎng)絡(luò)處理器,,具有8x8 5GHz + 4x4 2.4GHz的MU-MIMO的解決方案,。
QCA6290芯片組面向消費(fèi)類設(shè)備,采用28nm工藝制造,,并支持2x2 802.11ax連接,,并行雙頻操作。官方稱,,除了支持802.11ax標(biāo)準(zhǔn)節(jié)能特性,,還可通過高通Technologies的特定優(yōu)化,降低三分之二的功耗,。
2017年8月16日,,博通推出了基于802.11ax標(biāo)準(zhǔn)的Max Wi-Fi芯片,包括BCM43684(民用),、BCM43694(商用),、BCM4375三種型號。
其中,,BCM43684和BCM43694支持最高4條數(shù)據(jù)流,,峰值傳輸為4.8Gbps,其它技術(shù)指標(biāo),,包括前文提到的160MHz信道帶寬,、1024QAM、MU-MIMO,、OFDMA技術(shù)等也都支持,;BCM4375是用于移動平臺且集成了藍(lán)牙的一體式產(chǎn)品,考慮到功耗和芯片面積問題,,峰值速度降為1.429Gbps,,集成藍(lán)牙5.0,同樣也支持1024QAM,、MU-MIMO和OFDMA,。
WiFi 6的應(yīng)用場景
據(jù)此前高通產(chǎn)品管理總監(jiān)Jason Tao表示,802.11ax標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)勢主要在城市密集使用環(huán)境、企業(yè)級應(yīng)用,、運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)分流中將得以凸顯,。
一是城市里面密集度非常高的使用環(huán)境。802.11ax對辦公,、公寓,、密集型住宅甚至室外的應(yīng)用都有很大的提高;
二是企業(yè)級的應(yīng)用,。這也是現(xiàn)在非??春玫摹⒆钤绮杉{802.11ax標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用場景之一,。因?yàn)槠髽I(yè)級應(yīng)用基本把所有的關(guān)鍵業(yè)務(wù)都搬到了WiFi網(wǎng)絡(luò),,有線網(wǎng)絡(luò)連接已經(jīng)很少見了。無論是終端設(shè)備接到云端,,還是應(yīng)用于教育領(lǐng)域的電子課室都是在WiFi網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)的,。802.11ax使這些服務(wù)比以前的可靠度更高,支持的客戶端數(shù)量也更大,。比如說電子教室,,以前如果是100多位學(xué)生的大課授課形式,傳輸視頻或是上下行的交互挑戰(zhàn)都比較大,,802.11ax會使應(yīng)用場景的可靠度和使用效果有很好的提升,。
第三,新增應(yīng)用場景是對運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)分流起到了重要的輔助作用,。LTE網(wǎng)絡(luò)對移動終端的上網(wǎng)和數(shù)據(jù)流量方面確實(shí)起到了很大的改善作用,,但LTE的網(wǎng)絡(luò)對運(yùn)營商來說不管是帶寬還是網(wǎng)絡(luò)的部署都比較昂貴,所以很多情況下運(yùn)營商都愿意把其中一部分業(yè)務(wù)分流到WiFi網(wǎng)絡(luò)上,,因?yàn)閃iFi網(wǎng)絡(luò)相對更加經(jīng)濟(jì)實(shí)惠,。但之前的WiFi網(wǎng)絡(luò)存在穩(wěn)定性或者帶寬上的挑戰(zhàn),隨著802.11ax技術(shù)的演進(jìn),,從LTE網(wǎng)絡(luò)分流過來的應(yīng)用場景的用戶體驗(yàn)會比以前更好,。
雷鋒網(wǎng)小結(jié)
據(jù)雷鋒網(wǎng)(公眾號:雷鋒網(wǎng))了解,其實(shí)在802.11ax之前,,也有預(yù)測802.11ad將會成為第六代WiFi技術(shù),,然而802.11ad雖然摒棄了2.4GHz和5GHz擁擠的頻段,選用了60GHz高頻段,,但是卻帶來了諸如穿墻能力弱等局限性,。因而最終還是將802.11ax作為第六代WiFi技術(shù)。
至于此次正式入編,,成為正規(guī)軍的802.11ax,,同時(shí)又喜獲WiFi 6的稱號,。技術(shù)指標(biāo)包括8x8 MU-MIMO、OFDMA,、1024-QAM等,,同時(shí)也繼承了WiFi標(biāo)準(zhǔn)向下兼容的特性;從而實(shí)現(xiàn)了同時(shí)支持上行,、下行數(shù)據(jù)傳輸,,最大理論數(shù)據(jù)速率高達(dá)9.6Gbps左右,在密集用戶環(huán)境中將用戶的平均吞吐量提高至少4倍,。雖然現(xiàn)在還未正式完成標(biāo)準(zhǔn)化,,也沒有任何可用的WiFi 6客戶端設(shè)備,但是卻仍被視為各大廠商搶占的高地,。