Wi-Fi 6來了,到底是先換終端還是先換路由器?這似乎是一個“先有雞還是先有蛋”的問題。況且就802.11ac標(biāo)準(zhǔn)而言,其單頻的傳輸速率已達到1733Mbps,真的需要這么著急為家里的路由器更新?lián)Q代嗎?正好,趁著618到來之前,不妨先在這里討論討論,再做決定。
都說Wi-Fi 6能夠我們帶來更快更穩(wěn)定的連接,然而這么說卻過于泛泛。因此,在正式討論這個問題之前,我們需要先了解Wi-Fi 6究竟好在哪?以及都帶來了哪些技術(shù)上的升級?
先來認(rèn)識下Wi-Fi 6
去年10月初,Wi-Fi聯(lián)盟將基于802.11ax標(biāo)準(zhǔn)的Wi-Fi正式納入正規(guī)軍,成為第六代Wi-Fi技術(shù),并借著推廣802.11ax的機會,將Wi-Fi規(guī)格重新命名,新標(biāo)準(zhǔn)802.11ax改名為Wi-Fi 6。不僅改了命名規(guī)范,在Wi-Fi設(shè)備網(wǎng)絡(luò)連接方面,也采用了新圖標(biāo)。
當(dāng)然,Wi-Fi 6的新并不僅僅體現(xiàn)在圖標(biāo)上而已。這里,我們給大家匯總了一下:
Wi-Fi 4(11n)誕生于2009年,憑借40MHz頻寬與MIMO技術(shù),將Wi-Fi理論帶寬從11a/g的54Mbps升至600Mbps(150Mbps x 4條空間流),且并11n同時支持2.4G和5G雙頻段,完美取代舊標(biāo)準(zhǔn)。
Wi-Fi 5(即11ac)誕生于2013年。最初版本(Wave 1)憑借80MHz頻寬,將WiFi單流帶寬提升至433Mbps;到了2016年第二版(Wave 2)借鑒部分11ax特性,將頻寬再次翻倍到160MHz。但值得注意的是,Wi-Fi 5只支持5G頻段。
Wi-Fi 6(11ax)同時支持2.4G和5G頻段,是真正意義上的第六代Wi-Fi迭代標(biāo)準(zhǔn)。未來,無疑將取代市面上的11n和11ac產(chǎn)品。此外,Wi-Fi 6還帶來了完整版的MU-MIMO(支持8個終端上行/下行MU-MIMO),同時引入OFDMA技術(shù),實現(xiàn)與MU-MIMO互補的另外一種并行傳輸能力,而且比MU-MIMO更靈活更實用。
Wi-Fi 6到底厲害在哪?
與前幾代Wi-Fi技術(shù)相比,Wi-Fi 6為我們帶來了更極致的用網(wǎng)體驗與更大的容量;不僅如此,它還將助力物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展,同時結(jié)合AR/VR、云計算、人工智能等諸多創(chuàng)新技術(shù),滲透進各行業(yè),更好地服務(wù)于客戶的業(yè)務(wù)創(chuàng)新。
首先,Wi-Fi 6帶來了速率上的大幅提升。哪些因素與Wi-Fi速率有關(guān)呢?如公式“Wi-Fi理論帶寬=(符號位長×碼率×數(shù)據(jù)子載波數(shù)量)×(1/傳輸周期)×空間流數(shù)”所示,速率提升主要由調(diào)制方式、數(shù)據(jù)子載波數(shù)量、碼率、傳輸周期和空間流等幾個指標(biāo)共同決定。
其中,調(diào)制方式?jīng)Q定無線信號子載波單個符號的數(shù)據(jù)密度,在相同頻寬下,使用更高階的調(diào)制技術(shù)就能實現(xiàn)更高速率的提升,而Wi-Fi 6采用便是更高階的調(diào)制編碼方案1024-QAM(Wi-Fi采用的是256-QAM),使其最大連接速率提升至9.6Gbps。
此外,Wi-Fi 6的“6”還體現(xiàn)在了高密度接入。其使用了OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access,即正交頻分多址),能將無線信道劃分為多個子信道(子載波),形成一個個頻率資源塊,用戶數(shù)據(jù)承載在每個資源塊上, 而不是占用整個信道,實現(xiàn)在每個時間段內(nèi)多個用戶同時并行傳輸。
相較Wi-Fi 5的OFDM方案是按訂單發(fā)車,不管貨物大小,來一單發(fā)一趟,哪怕是一小件貨物,也發(fā)一輛車,這就導(dǎo)致車廂經(jīng)常是空蕩蕩的,效率低下,浪費了資源。OFDMA方案則會將多個訂單聚合起來,盡量讓卡車滿載上路,使得運輸效率大大提升。
通過了解OFDMA的工作機制可以看到,OFDMA實現(xiàn)了多個用戶同時進行數(shù)據(jù)傳輸,這增加了空口效率,接下來我們分別看一下上行OFDMA和下行OFDMA的工作原理。
另一個很重要的方面是,Wi-Fi6支持MU-MIMO,也就是我們常說的多用戶多入多出,允許路由器一次與多達8個設(shè)備同時通信,且同時支持上下行MU-MIMO,無需依次進行通信;相比之下,雖然Wi-Fi 5也支持MU-MIMO,但路由器一次只允許與四個設(shè)備通信,且只支持下行MU-MIMO。
這么說可能有點抽象,我們用交通打個比方,就意味著道路由4車道單向擴充為8車道雙向,同時多個設(shè)備也不再像許多車輛排隊等待從一個出口駛出那樣,它們可以從不同的道路同時、高效地駛出/駛?cè)耄辉偈且来闻抨犘旭?,大大提高效率?/p>
不過,這里要說明一下的是,雖然OFDMA和MU-MIMO針對多用戶的上下行,都提高了無線的接入密度,但其實兩者差別還是很大的。盡管兩者均為并行傳輸解決方案,但既不是迭代關(guān)系,也不是競爭關(guān)系,而是互補關(guān)系。它們的技術(shù)原理不盡相同,適用的場景也有所區(qū)別,具體使用時需要根據(jù)服務(wù)的應(yīng)用類型而定。
此外,Wi-Fi 6厲害的另一個體現(xiàn),就是其抗干擾能力。我們說,Wi-Fi信號無處不在,使得無線之間的干擾也是無處不在的,一方面是來自相鄰頻段的無線電波疊加引起干擾,會導(dǎo)致數(shù)據(jù)損壞;另一方面,是同頻干擾,雖不會損壞數(shù)據(jù)卻會是競爭開銷增加。
表面上看,造成這些干擾的原因是由于我們環(huán)境中經(jīng)常遇到很多孤立安裝的AP,因此無線信號出現(xiàn)了很多交叉覆蓋從而造成了干擾;但從技術(shù)原理層面來看,造成干擾的原因是由于傳統(tǒng)802.11技術(shù)是使用了載波監(jiān)聽多路訪問/沖突避免技術(shù)(CSMA/CA)來實現(xiàn)接入控制。
為了解決CSMA/CA技術(shù)在密集AP環(huán)境中性能低下的問題,Wi-Fi 6提出了一種信道空間復(fù)用技術(shù)(Spatial Reuse Technique),使用BSS(Basic Service Set,基礎(chǔ)服務(wù)集合)著色位(Color Bit)來標(biāo)識這個數(shù)據(jù)幀屬于哪個BSS,因此也被稱作“BSS著色”(BSS coloring)技術(shù)。
通過“BSS著色”技術(shù),無線設(shè)備就能通過新增的著色位來識別來無線報文是來自BSS還是OBSS(0verlapping Basic Service Sets,重疊基本服務(wù)集)的信號,這樣就能利用提升BSS之間的CCA-SD(Clear Channel Assessment Signal Detection)的門限,動態(tài)的降低BSS內(nèi)部的CCA-SD門限來實現(xiàn)對OBSS相應(yīng)數(shù)據(jù)幀的忽略。
之所以說Wi-Fi 6可以助力物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,原因在于其支持TWT(Target Wakeup Time,即目標(biāo)喚醒時間)技術(shù)。其允許AP規(guī)劃與設(shè)備的通信,協(xié)商什么時候和多久會喚醒發(fā)送/接受數(shù)據(jù),可將終端分組到不同的TWT周期,減少了保持天線通電以傳輸和搜索信號所需的時間,意味著減少電池消耗并改善電池續(xù)航表現(xiàn),同時也減少喚醒后同時競爭無線資源的設(shè)備數(shù)量。
未來,智慧建筑場景中的智能水表,煙感,門禁…智能工廠場景的機床、AGV、出入庫掃碼設(shè)備等多種類型智能設(shè)備都可接入Wi-Fi。得益于TWT,每臺設(shè)備可單獨建立"喚醒協(xié)議",終端設(shè)備僅在收到自己的"喚醒"信息之后才進入工作狀態(tài),而其余時間均處于休眠狀態(tài),可以節(jié)省高達7倍的電池功耗。
同時,這使得一些需高帶寬通信的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備成為可能,比如智能辦公設(shè)備,TWT可以可以節(jié)省高達7倍的電池功耗。但TWT并不是對所有設(shè)備都有幫助,例如筆記本電腦需要持續(xù)的互聯(lián)網(wǎng)訪問,因此不太可能過多地受益于此功能(或許進入睡眠狀態(tài)時影響更大),對偶爾需要更新其狀態(tài)的小型、低功耗設(shè)備更有益處。所以說,TWT技術(shù)表明了Wi-Fi 6擁抱物聯(lián)網(wǎng)的決心。
需要現(xiàn)在更新家里的路由器嗎?
既然Wi-Fi 6這么牛,那到底需不需要現(xiàn)在就將家里的路由器進行更新?lián)Q代呢?其實,還要看你具體的使用需求,具體問題具體分析。
一種情況是,你的手機、筆記本等終端已經(jīng)支持Wi-Fi 6標(biāo)準(zhǔn)。那么此時,我們建議大家將家里的路由器也進行升級換代,畢竟作為家庭無線網(wǎng)絡(luò)的輸出端,路由器如果不支持Wi-Fi 6,那終端支持也是如同虛設(shè)。大家在購買時,還要認(rèn)準(zhǔn)路由器盒子上寫著支持802.11 ax或者 Wi-Fi 6就可以了。
此外,另一種情況是上網(wǎng)的智能終端目前還不支持Wi-Fi 6,但家里的路由器所支持的無線標(biāo)準(zhǔn)陳過時了,比如還支持Wi-Fi 4。如果是這種情況,我們建議不妨直接將家里的路由器升級到支持Wi-Fi 6標(biāo)準(zhǔn)的新品,一步到位。畢竟除了手機、筆記本外,隨著Wi-Fi 6的迅速普及,智能家居領(lǐng)域也會順勢推出大量支持Wi-Fi 6的新品,左右都要為路由器更新?lián)Q代,可以考慮直接購買支持Wi-Fi 6的無線路由器。
目前,已經(jīng)有華碩、網(wǎng)件等廠商推出了支持Wi-Fi6無線標(biāo)準(zhǔn)的旗艦級無線路由器。例如華碩這款售價2599的RT-AX88U,就支持最新的Wi-Fi6標(biāo)準(zhǔn)(802.11ax)。其中,2.4G速率高達1148Mbps,5G速率高達4804Mbps,雙頻無線并發(fā)速率更是高達6000Mbps。不僅外觀看上去科技感十足,還為用戶提供了2個USB3.0接口,1千兆WAN口,8個千兆LAN口。