WiFi 6來了:更新家里路由器正當時

摘要:北京時間2019-06-19 13:30 中國網為您報道關于【WiFi 6來了:更新家里路由器正當時】的具體情況和說明,讓www.yjoicc.tw新聞頻道的以圖文形式為您慢慢道來。

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標準而言,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換代嗎?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上的升級?

先來認識下Wi-Fi 6

去年10月初,Wi-Fi聯盟將基于802.11ax標準的Wi-Fi正式納入正規軍,成為第六代Wi-Fi技術,并借著推廣802.11ax的機會,將Wi-Fi規格重新命名,新標準802.11ax改名為Wi-Fi 6。不僅改了命名規范,在Wi-Fi設備網絡連接方面,也采用了新圖標。

當然,Wi-Fi 6的新并不僅僅體現在圖標上而已。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,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,完美取代舊標準。

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迭代標準。未來,無疑將取代市面上的11n和11ac產品。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,實現與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技術相比,Wi-Fi 6為我們帶來了更極致的用網體驗與更大的容量;不僅如此,它還將助力物聯網發展,同時結合AR/VR、云計算、人工智能等諸多創新技術,滲透進各行業,更好地服務于客戶的業務創新。

首先,Wi-Fi 6帶來了速率上的大幅提升。哪些因素與Wi-Fi速率有關呢?如公式"Wi-Fi理論帶寬=(符號位長×碼率×數據子載波數量)×(1/傳輸周期)×空間流數"所示,速率提升主要由調制方式、數據子載波數量、碼率、傳輸周期和空間流等幾個指標共同決定。

其中,調制方式決定無線信號子載波單個符號的數據密度,在相同頻寬下,使用更高階的調制技術就能實現更高速率的提升,而Wi-Fi 6采用便是更高階的調制編碼方案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,用戶數據承載在每個資源塊上, 而不是占用整個信道,實現在每個時間段內多個用戶同時并行傳輸。

相較Wi-Fi 5的OFDM方案是按訂單發車,不管貨物大小,來一單發一趟,哪怕是一小件貨物,也發一輛車,這就導致車廂經常是空蕩蕩的,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實現了多個用戶同時進行數據傳輸,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/駛入,而不再是依次排隊行駛,大大提高效率。

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,但既不是迭代關系,也不是競爭關系,而是互補關系。它們的技術原理不盡相同,適用的場景也有所區別,具體使用時需要根據服務的應用類型而定。

此外,Wi-Fi 6厲害的另一個體現,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,會導致數據損壞;另一方面,是同頻干擾,雖不會損壞數據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境中經常遇到很多孤立安裝的AP,因此無線信號出現了很多交叉覆蓋從而造成了干擾;但從技術原理層面來看,造成干擾的原因是由于傳統802.11技術是使用了載波監聽多路訪問/沖突避免技術(CSMA/CA)來實現接入控制。

為了解決CSMA/CA技術在密集AP環境中性能低下的問題,Wi-Fi 6提出了一種信道空間復用技術(Spatial Reuse Technique),使用BSS(Basic Service Set,基礎服務集合)著色位(Color Bit)來標識這個數據幀屬于哪個BSS,因此也被稱作"BSS著色"(BSS coloring)技術。

通過"BSS著色"技術,無線設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,動態的降低BSS內部的CCA-SD門限來實現對OBSS相應數據幀的忽略。

之所以說Wi-Fi 6可以助力物聯網的發展,原因在于其支持TWT(Target Wakeup Time,即目標喚醒時間)技術。其允許AP規劃與設備的通信,協商什么時候和多久會喚醒發送/接受數據,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航表現,同時也減少喚醒后同時競爭無線資源的設備數量。

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、出入庫掃碼設備等多種類型智能設備都可接入Wi-Fi。得益于TWT,每臺設備可單獨建立"喚醒協議",終端設備僅在收到自己的"喚醒"信息之后才進入工作狀態,而其余時間均處于休眠狀態,可以節省高達7倍的電池功耗。

同時,這使得一些需高帶寬通信的物聯網設備成為可能,比如智能辦公設備,TWT可以可以節省高達7倍的電池功耗。但TWT并不是對所有設備都有幫助,例如筆記本電腦需要持續的互聯網訪問,因此不太可能過多地受益于此功能(或許進入睡眠狀態時影響更大),對偶爾需要更新其狀態的小型、低功耗設備更有益處。所以說,TWT技術表明了Wi-Fi 6擁抱物聯網的決心。

需要現在更新家里的路由器嗎?

既然Wi-Fi 6這么牛,那到底需不需要現在就將家里的路由器進行更新換代呢?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、筆記本等終端已經支持Wi-Fi 6標準。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絡的輸出端,路由器如果不支持Wi-Fi 6,那終端支持也是如同虛設。大家在購買時,還要認準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準陳過時了,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標準的新品,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換代,可以考慮直接購買支持Wi-Fi 6的無線路由器。

目前,已經有華碩、網件等廠商推出了支持Wi-Fi6無線標準的旗艦級無線路由器。例如華碩這款售價2599元的RT-AX88U,就支持最新的Wi-Fi6標準(802.11ax)。其中,2.4G速率高達1148Mbps,5G速率高達4804Mbps,雙頻無線并發速率更是高達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。

(CP)


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