什麼是wifi6

802.11ax(也稱為“高效無線”)與Wi-Fi 6是同一個東西。Wi-Fi 6的單使用者資料速率比802.11ac快37%

802。11ax進行了各種更改,包括從蜂窩行業借用的幾種多使用者技術,即

MU-MIMO和OFDMA

,這些技術透過實現更多同時連線和頻譜吞吐量的使用,而大大提高了網路的容量和效能。

雖然Wi-Fi 6並非旨在顯著提高下載速度,但隨著區域中裝置數量的增加,這些新功能將真正發揮作用。它具有更細緻入微的方法,有望隨著時間的推移帶來搬遷收益。這最終將為即將到來的智慧基礎架構(例如,物聯網裝置)上預期的節點數量奠定基礎。除了解決因物聯網推出而出現的大量裝置和網路部署重疊覆蓋的問題外,Wi-Fi 6還可以滿足不斷增長的對多使用者資料速率的需求。

以下是Wi-Fi 6的主要優點:

為超高畫質和虛擬現實流提供的更高的每使用者總頻寬

支援更多同時資料流,並提高了吞吐量

總頻譜更多(2.4GHz和5GHz,

最終頻帶在1GHz和6GHz

所述頻譜分為更多的通道,以實現更多的通訊路徑

資料包包含更多資料,網路可以一次處理不同的資料流

在接入點的最大範圍內提高了效能

(多達4倍)

在室外和多路徑(雜亂)環境中更好的效能/魯棒性

能夠從接收效果較差的蜂窩網路中分流無線流量

802。11n與802。11ac與802。11ax

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802。11ac(也就是WiFi 5)在2013年進行了標準化。雖然該規範在很大程度上適合當今的典型家庭使用,但它僅使用5GHz頻譜的頻段,缺乏多使用者技術水平這將支援越來越多的裝置同時連線。

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作為Wi-Fi 6中即將發生的變化的參考,以下是802.11ac(Wi-Fi 5)在802.11n(Wi-Fi 4)上擴充套件的內容:

較寬的頻道(80MHz或160MHz,而5GHz頻段中最大為40MHz)

八個空間流(spatial streams ),而不是四個

256-QAM與64-QAM調製(每個QAM符號傳輸更多位)

802.11ac Wave 2上的多使用者MIMO(MU-MIMO),一次可實現四個下行鏈路連線,而不是單使用者MIMO上僅一個(上行鏈路仍為1x1)

該規範與以前的標準一樣向後相容,合併了2。4GHz和5GHz,並最終擴充套件了該頻譜,使其在可用時包括1GHz和6GHz頻段。

可能比將這些附加頻譜包含進來更值得注意的是將這一頻寬投入使用的技術。有了更多可用頻譜,Wi-Fi 6可以將頻寬劃分為更窄(更多)的子通道,從而為客戶端和接入點建立更多的通訊渠道,並支援任何給定網路上的其他裝置。在較舊的802。11n中,由於重疊太多,您基本上只能同時使用3個獨立的通道。由於每個人的路由器都在互相競爭,這使公寓等擁擠的地方變得一團糟。802。11ac在5GHz頻帶中增加了額外的空間,但是802。11ax在處理此問題方面做得更好。

另一個需要考慮的領域是單個網路上的多裝置效能。這就是所謂的多輸入多輸出,它允許單個裝置一次透過多個通道進行通訊。基本上就像將多個無線介面卡連線到同一網路一樣。在接入點端的擴充套件稱為MU-MIMO或多使用者MIMO。顧名思義,它允許接入點透過MIMO一次連線到多個使用者。

儘管MU-MIMO可以使Wi-Fi 5一次為下游的四個使用者提供服務(相對於Wi-Fi 4上的單使用者MIMO而言有很大的改進),但此功能不是必需的,僅在較新的802。11ac裝置中才新增。在紙面上,802。11ax可以將上行和下行鏈路的使用者數增加到8個,並有可能向單個客戶端交付四個同時的流。

但是,上行鏈路MU-MIMO不太可能使用。當前幾乎沒有任何裝置可以從四個空間流中受益,因為大多數現有的配備MU-MIMO的智慧手機和膝上型電腦只有2x2:2或3x3:3 MIMO無線電,

因此幾乎沒有Wi-Fi 6支援的八個空間流。

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此數字格式(AxB:C)用於演示MIMO無線電支援的最大發送天線(A),最大接收天線(B)和最大空間資料流(C)。雖然Wi-Fi裝置必須支援MU-MIMO才能直接從該技術中受益,但是不帶MU-MIMO晶片的硬體應間接受益於啟用MU-MIMO的接入點上可用的額外廣播時間。

為了幫助您視覺化這些技術,MU-MIMO和OFDMA的組合可以等同於擁有許多職員和多條線路,而每個職員能夠一次為多個客戶提供服務,而不是一個職員單獨為單個客戶服務。此外,802。11ax可以在路由器可用時更清楚地通知客戶端,而不是讓它們爭用訪問許可權。

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儘管Wi-Fi 6的總體資料速率和通道寬度與Wi-Fi 5相似,但根據已更新的規範實施了數十種技術,這些技術將顯著提高未來Wi-Fi網路的效率和吞吐量,這可能會為數十種Wi-Fi網路服務在單個通道上以每秒幾千兆的速度傳輸裝置。我們現在將討論其中的一些。

OFDMA:

Wi-Fi 6還引入了對上行和下行鏈路“正交分頻多重進接”(OFDMA)的支援,該調製方案等效於OFDM的多使用者版本(802。11ac / n規範)。

OFDMA透過一次允許多達30個使用者共享一個通道來減少延遲,提高容量並提高效率。請勿將此與正交頻分複用(OFDM)混淆。

OFDMA允許在給定的頻寬中更好地分配資源單元。整合在Wi-Fi 6中,因此更多的客戶端(多達30個)可以共享同一通道而不是等待,同時還可以透過組合不同的流量型別來提高效率。OFDMA被比較為OFDM的多使用者版本。

為了簡化起見,OFDM將通道分成幾個子載波,從而允許多個並行資料流。但是,每個使用者必須使用其完整的子載波。另一方面,OFDMA將其進一步細分為可以單獨分配的資源單元。這種細粒度的分配是OFDMA效能優勢的關鍵。

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1024-QAM:

下一個重大效能改進是從256-QAM躍升至1024-QAM。當無線裝置傳輸訊息時,它必須發出模擬訊號,因為無法直接傳輸二進位制資料。該模擬訊號有兩個部分,分別稱為振幅(訊號的強度)和正交(訊號從參考點偏移了多少)。透過控制正交和幅度,我們可以透過模擬訊號有效地傳輸數字資料。

802。11ac中使用的256-QAM系統將幅度和正交分為16個預定義級別。這總共提供了256(16 * 16)個可能的傳輸值,並且每次傳輸最多允許8位(2 ^ 8 = 256)。自從引入802。11ac以來,傳送器和接收器技術有了長足的進步,因此我們現在能夠為傳輸分配更精確的值。802。11ax可以將傳輸的正交和幅度劃分為16個可能的值,而不是將其劃分為多達32個級別。這為我們提供了1024(32 * 32)個可能的傳輸值,每次傳輸最多10位。

當然,隨著我們將越來越多的資料打包到相同數量的資源中,我們的靈敏度和準確性也必須提高。256-QAM訊號的接收中的小錯誤可能不會引起問題,但是由於1024-QAM將符號打包得更近,因此同一錯誤可能會導致解碼不正確的值。裝置足夠智慧,可以知道如果許多傳輸被不正確地解碼,則應將其降至較低的方案。

使用80MHz通道,1024-QAM可以產生600Mb / s的理論單流資料速率,這比Wi-Fi 5的理論433Mb / s單流資料速率高39%。

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更長的OFDM符號:將OFDM符號的傳輸時間從Wi-Fi 5上的3。2us增加到Wi-Fi 6上的12。8us,併為每個符號支援更長的迴圈字首(cyclic prefix:CP)。

迴圈字首(CP)將OFDM符號結尾的一部分新增到有效負載的前面,以提供一個防止符號間干擾的保護間隔並提高魯棒性,因為可以在必要時使用此部分。該數字可以根據開銷要求進行調整(較長的CP會重複更多的資料,並在符號中佔用更多的空間,從而導致較低的資料速率)。

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動態分段(Dynamic fragmentation):Wi-Fi 5具有靜態分段,這要求資料包的所有分段都具有相同的大小(最後一個分段除外),而動態分段允許這些分段具有不同的大小,以便更好地利用網路資源。

空間頻率複用/ OBSS(BSS著色):如果多個接入點在同一通道上執行,則它們可以傳輸帶有唯一“顏色”識別符號的資料,從而使它們可以同時透過無線介質進行通訊,而無需等待顏色使它們能夠區分彼此的資料。

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波束成形:

這存在於Wi-Fi 5上,儘管該標準支援四個天線,

而Wi-Fi 6卻將其增加到八個

。波束成形透過將訊號定向到特定的客戶端而不是同時在每個方向上定向,從而提高了資料速率並擴充套件了範圍。這有助於MU-MIMO,它不適用於快速移動的裝置。可以在Wi-Fi 4裝置上進行波束成形,但隨著Wi-Fi 5 Wave 2上MU-MIMO的實現,波束成形成為必要。在一個新的方向。

TWT(目標喚醒時間):

喚醒時間排程,而不是基於競爭的訪問。路由器可以告訴客戶端何時入睡以及何時醒來,這預計會大大延長電池壽命,因為裝置會知道何時收聽頻道。

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上行資源排程程式:同樣,Wi-Fi 6不會像在較舊的無線網路上那樣使用者爭相上傳資料,而是排程上行鏈路以最大程度地減少衝突,從而實現更好的資源管理。每個人都有自己的發言空間,因此沒有人需要大聲喊叫或與他人交談。

基於觸發器的隨機訪問:還可以透過在其他屬性中指定上行鏈路視窗的長度來減少資料衝突/衝突,這些屬性可以改善資源分配並提高效率。

TWO NAVs(網路分配向量):無線站正在傳輸時,它會通告完成所需的持續時間,以便其他站可以設定其NAV以避免訪問無線介質時發生衝突。Wi-Fi 6引入了兩種NAV:一種用於站點所屬的網路,另一種用於鄰近的網路。這還將透過最小化對載波偵聽的需求來減少能耗。

改進的室外操作:這些功能中的一些功能將帶來更好的室外效能,包括新的資料包格式,更長的保護間隔和模式,以改善冗餘和錯誤恢復。

Wi-Fi 6E:將Wi-Fi 6擴充套件到包括6GHz

Wi-Fi 6E是對現有Wi-Fi 6標準的新擴充套件的名稱,表示它能夠支援全新的6 GHz頻率。這將增加頻譜,更高的吞吐量和更低的延遲。

高通等行業領導者確定,未來網路上適當的服務質量將需要的頻譜超出2.4GHz或5GHz所能提供的範圍。長期以來,2.4GHz頻段已被諸如微波之類的常見電子裝置所飽和。另一種選擇是5GHz,它的頻譜不足以用於更寬的頻寬通道(例如80MHz或160MHz),並且5GHz的某些部分受到限制以限制其使用的限制。

2020年初,美國聯邦通訊委員會(FCC)正式批准了Wi-Fi,將其覆蓋範圍擴充套件到美國6 GHz頻段的新無線電頻譜。具體來說,新的Wi-Fi 6E標準將可訪問1.2 GHz或1200 MHz的無線電頻譜,範圍從5.9 GHz到7.1 GHz(並在其之間合併所有6 GHz頻率,因此也包含6 GHz參考)。

標準Wi-Fi面臨頻譜短缺的問題,因為如果全世界使用的裝置數量不斷增加並且6GHz的增加將有助於緩解這一問題。一旦允許,6GHz將促進Wi-Fi的持續增長,以及其他優勢,例如更寬的通道大小以及更少的來自傳統Wi-Fi 4(802.11n)和Wi-Fi 5裝置的干擾。分析師預測批准將觸發裝置製造商對該頻段的快速採用。

從新的頻譜來看,即使毫米波5G的最寬連線(現有最快的5G連線)也被限制在800 MHz。換句話說,新的Wi-Fi連線可以訪問的頻率幾乎是最快的5G連線的1.5倍。

從理論上講,這意味著Wi-Fi 6E的連線速度可能比5G所能提供的最高速度明顯快得多。另外,由於物理和訊號傳播的基本規律,Wi-Fi 6E的覆蓋範圍實際上可以比毫米波5G寬。

Wi-Fi 6E的影響力將在高度擁擠的地區真正發揮作用。路由器將具有更寬的通道,可以以更高的吞吐率容納更多的裝置。

Wi-Fi 6或802.11ax只是為滿足不同型別裝置將要滿足的各種網路需求而開發的眾多即將到來的無線標準之一。802.11ad / ay將透過使用毫米波頻率帶來數千兆位的速度。相反,802.11ah專為超低功耗而設計,可能會導致幾年的電池壽命。

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總結:Wi-Fi 6的空中視野

作為接替802.11n和802.11ac的下一個WLAN標準,802.11ax或Wi-Fi 6將為人口密集的中心帶來網路效率和容量的顯著提高,峰值資料速率將得到適度的提高,在整個資料中心將得到更好的維持。一次增加裝置。

就像高通公司喜歡說的那樣,“問題不在於Wi-Fi能走多快,而在於Wi-Fi網路是否具有足夠的容量來滿足對許多不同的連線裝置和服務的不斷增長的需求。

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當前沒有很多Wi-Fi 6客戶端,因此採用尚需時日。直到更多的裝置使用該標準,才能真正感受到這一代的改進。像往常一樣,Wi-Fi 6向後相容,但較舊的裝置將無法利用較新的功能。

從更廣泛的角度考慮Wi-Fi 6,隨著對使用者資料的需求不斷增加,多使用者支援的增加,尤其是同時上行連線的增加已經到來。這些資料將從物聯網裝置中收集,並用於機器學習,推動人工智慧發展,整個技術的未來以及不斷髮展的數字經濟等目的。