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隨著(zhù)即將到來(lái)的重大更新，Wi-Fi將變得更好更快。雖然很多路由器已經(jīng)配備了使用規范草案的芯片，但802.11ax Wi-Fi直到2019年9月正式獲得Wi-Fi 6認證時(shí)才*定型。WIFI聯(lián)盟也在近日開(kāi)啟了WIFI 6認證計劃。這將帶來(lái)一波更新設備的浪潮，它們兜售新的無(wú)線(xiàn)功能，將為下一代網(wǎng)絡(luò )帶來(lái)更快的速度和更少的擁塞。但你真的了解WIFI 6嗎？
我們平常所說(shuō)的Wi-Fi 6，也就是802.11ax，同時(shí)也也被稱(chēng)為“無(wú)線(xiàn)”。這是由Wi-Fi聯(lián)盟設定的新命名標準，前幾代現在被稱(chēng)為Wi-Fi 5（802.11ac）和Wi-Fi 4（802.11n）。該標簽慣例將出現在下面的設備上。
從技術(shù)上講，Wi-Fi 6的單用戶(hù)數據速率比802.11ac快37％，但更重要的是，更新后的規范將為擁擠環(huán)境中的每個(gè)用戶(hù)提供四倍的吞吐量，以及更高的能效，這將提高設備的電池壽命。
為了實(shí)現這些改進(jìn)，802.11ax實(shí)現了多種變化，包括從蜂窩行業(yè)借鑒的幾種多用戶(hù)技術(shù)，即MU-MIMO和OFDMA，這些技術(shù)通過(guò)支持更多的同時(shí)連接和更*地使用頻譜，極大地提高了容量和性能。
升級硬件的家庭用戶(hù)可以期待從這些技術(shù)中得到一些改進(jìn)，特別是隨著(zhù)時(shí)間的推移，每家設備數量的增加。一些估計表明，到2022年，每家將有多達50個(gè)節點(diǎn)。
然而，如前所述，Wi-Fi 6預計將在網(wǎng)絡(luò )高度擁擠的地區產(chǎn)生更直接的影響，并終有助于為即將到來(lái)的智能基礎設施(如物聯(lián)網(wǎng)設備)的節點(diǎn)數量打下基礎。隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)的推出，設備和網(wǎng)絡(luò )部署的數量不斷增加，覆蓋范圍不斷重疊，Wi-Fi 6也將配備起來(lái)，以滿(mǎn)足對更快的多用戶(hù)數據速率的日益增長(cháng)的需求。
總體而言，Wi-Fi 6基于802.11ac構建，具有50多種更新功能，但并非所有功能都必須包含在終規范中。
為超高清和虛擬現實(shí)流媒體提供更高的每用戶(hù)總帶寬
支持更多的數據流同時(shí)增加吞吐量
更多的總頻譜(2.4GHz和5GHz，終頻段為1GHz和6GHz)
所述頻譜分成更多信道以實(shí)現更多的通信路由
數據包包含更多的數據，網(wǎng)絡(luò )可以同時(shí)處理不同的數據流
在訪(fǎng)問(wèn)點(diǎn)的大范圍內改進(jìn)性能(多4倍)
在室外和多路徑（雜亂）環(huán)境中提供更好的性能/穩健性
能夠從接收較差的蜂窩網(wǎng)絡(luò )offload 無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)
2013年發(fā)布的802.11ac（現在也被稱(chēng)為Wi-Fi 5）在2013年實(shí)現了標準化，雖然該規范在很大程度上適用于今天的普通家庭使用，但它只使用5GHz頻段，缺乏支持同時(shí)連接越來(lái)越多設備的多用戶(hù)技術(shù)水平。
作為Wi-Fi 6中即將發(fā)生的變化的參考，以下是802.11ac（Wi-Fi 5）在802.11n（Wi-Fi 4）上的擴展：
更寬的信道(80MHz或160MHz，而5GHz頻段的大值為40MHz)
8個(gè)空間流而不是4個(gè)(空間流圖示)
256-QAM與64-QAM調制(每個(gè)QAM symbol傳輸更多的比特)
802.11ac Wave 2上的多用戶(hù)MIMO (MU-MIMO)，可以同時(shí)實(shí)現四個(gè)下行連接，而不是單用戶(hù)MIMO上只有一個(gè)(上行仍然是1x1)
當Wi-Fi 6全面啟動(dòng)時(shí)，該規范將向后兼容先前的標準，包括2.4GHz和5GHz，并終將該頻譜擴展到包括1GHz和6GHz的頻段。
可能比包括這個(gè)附加頻譜更值得注意的是將使用這個(gè)帶寬的技術(shù)。隨著(zhù)可用頻譜的增加，Wi-Fi 6可以將帶寬分成更窄(更多)的子信道，為客戶(hù)端和接入點(diǎn)提供更多的通信途徑，同時(shí)支持任何給定網(wǎng)絡(luò )上的其他設備。
盡管Wi-Fi 5可以通過(guò)MU- MIMO同時(shí)為下游的四個(gè)用戶(hù)提供服務(wù)（這比Wi-Fi 4上的單用戶(hù)MIMO有很大的改進(jìn)），但今天的AC無(wú)線(xiàn)（Wi-Fi 5）仍然只能在上游一次處理一個(gè)用戶(hù)。從理論上講，802.11ax將在上行和下行兩個(gè)方向上增加到8個(gè)用戶(hù)，并有可能同時(shí)向一個(gè)客戶(hù)端提供4個(gè)流。
然而，我們已經(jīng)了解到，在輪802.11ax認證的硬件上可能不支持上行MU-MIMO，目前幾乎沒(méi)有任何設備能夠從4個(gè)空間流中獲益，更不用說(shuō)支持Wi-Fi 6的8個(gè)了，因為大多數現有的MU-MIMO配備的智能和筆記本電腦只有2x2:2或3x3:3的MIMO無(wú)線(xiàn)電。
（說(shuō)明一下，此數字格式(AxB:C)用于演示MIMO無(wú)線(xiàn)電支持的大發(fā)射天線(xiàn)數量(A)、大接收天線(xiàn)數量(B)和大空間數據流數量(C)。雖然Wi-Fi設備必須支持MU-MIMO才能直接受益于該技術(shù)，但沒(méi)有MU-MIMO芯片的硬件應該間接受益于啟用了MU-MIMO的接入點(diǎn)的額外air time。）
Wi-Fi 6還引入了對上行和下行鏈路“正交頻分多址”（OFDMA）技術(shù)的支持，OFDMA是一種調制方案，等同于多用戶(hù)版本的OFDM（802.11ac / n規范），它將通過(guò)允許多達30個(gè)用戶(hù)同時(shí)共享一個(gè)信道來(lái)減少延遲、提高容量和提率。
為了幫助您直觀(guān)地看到這些技術(shù)，我們來(lái)舉一個(gè)簡(jiǎn)單的類(lèi)比：
MU- MIMO和OFDMA的結合可以等同于擁有多個(gè)職員和多條線(xiàn)路，而不是一個(gè)職員單獨為一行客戶(hù)提供服務(wù)，每個(gè)職員能夠同時(shí)為多個(gè)客戶(hù)提供服務(wù)。
此外，802.11ax可以更清楚地通知客戶(hù)路由器什么時(shí)候可用，而不是讓他們爭用訪(fǎng)問(wèn)權，并通過(guò)1024-QAM編碼提高每個(gè)有效負載中傳輸的數據量，而不是Wi-Fi 5上的256-QAM調制和Wi-Fi 4上的64-QAM調制。
盡管Wi-Fi 6的總體數據速率和信道寬度與Wi-Fi 5相似，但許多技術(shù)已實(shí)現到更新的規范中，這將顯著(zhù)提高未來(lái)Wi-Fi網(wǎng)絡(luò )的效率和吞吐量，未來(lái)的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò )可能在一個(gè)通道上為數十臺設備提供服務(wù)，速度可達每秒幾次。
Wi-Fi 6改變的一些核心技術(shù)
Wi-Fi 5 Wave 2引入了多用戶(hù)MIMO，但僅支持下游的四個(gè)同時(shí)連接（上游一個(gè)），而Wi-Fi 6將能夠處理上下行的八個(gè)數據流，同時(shí)支持更多用戶(hù)，并提供比Wi-Fi 5理論上大吞吐量的4倍。
與SU-MIMO APs相比，MU-MIMO接入點(diǎn)還可以處理更多的信號處理，從而減輕端點(diǎn)設備的負擔，在開(kāi)發(fā)出處理信號的工具之前，MU-MIMO業(yè)務(wù)被認為是安全的，因為只有預期的接收方可以讀取數
不是Wi-Fi 5的一部分，它有常規的OFDM。借用4G LTE網(wǎng)絡(luò )。允許在給定帶寬內分配資源單元。與Wi-Fi 6連接，使更多的客戶(hù)(多達30個(gè))可以共享同一頻道，而不是等待，同時(shí)還可以通過(guò)梳理不同的流量類(lèi)型來(lái)提率。OFDMA被認作OFDM的多用戶(hù)版本來(lái)進(jìn)行比較。
比Wi-Fi 5上的256-QAM有所增加，盡管這一代路由器的一個(gè)實(shí)驗特性是1024-QAM。這通過(guò)在每個(gè)數據包中塞入更多的數據來(lái)提高吞吐量。
1024-QAM每OFDM symbol 使用10 bits，而256 QAM使用8 bits，25%的容量提升導致使用80MHz信道的理論單流數據速率為600Mb/s(比Wi-Fi 5的理論上433Mb/s單流數據速率高39%)。
增加OFDM Symbol從Wi-Fi 5上的3.2ms傳輸時(shí)間到Wi-Fi 6上的12.8ms的持續時(shí)間，并為每個(gè)符號支持更長(cháng)的循環(huán)前綴。（Longer OFDM Symbols - Increases the duration that an OFDM symbol is transmitted from 3.2ms on Wi-Fi 5 to 12.8ms on Wi-Fi 6 and supports a longer cyclic prefix for each symbol.）
循環(huán)前綴(CP)將OFDM符號末尾的一部分添加到負載前端，以提供防止符號間干擾的保護間隔，并提高魯棒性，因為如果需要，可以使用這部分。這個(gè)數字可以根據開(kāi)銷(xiāo)需求進(jìn)行調整(較長(cháng)的CP重復更多的數據，并在符號中占用更多的空間，從而導致較低的數據速率)。
雖然Wi-Fi 5具有靜態(tài)分配（static fragmentation），它要求數據包的所有片段具有相同的大?。ê笠粋€(gè)片段除外），但動(dòng)態(tài)分配允許這些片段具有不同的大小，以便更好地利用網(wǎng)絡(luò )資源。
如果多個(gè)接入點(diǎn)在同一個(gè)信道上運行，它們可以使用一個(gè)*的“顏色”標識符傳輸數據，使它們可以在無(wú)線(xiàn)介質(zhì)上同時(shí)通信，而無(wú)需等待，因為顏色使它們能夠區分彼此的數據。
存在于Wi-Fi 5上，雖然該標準支持四個(gè)天線(xiàn)，而Wi-Fi 6將此增加到八個(gè)。波束形成通過(guò)將信號定向到特定的客戶(hù)端而不是同時(shí)指向各個(gè)方向來(lái)提高數據速率和擴展范圍。這有助于MU-MIMO，它不適用于快速移動(dòng)的設備。波束形成在Wi-Fi 4設備上是可選的，但隨著(zhù)Wi-Fi 5 Wave 2上的MU-MIMO的實(shí)現，波束形成成為必要。
喚醒時(shí)間調度，而不是基于競爭的訪(fǎng)問(wèn)。路由器可以告訴客戶(hù)端何時(shí)休眠以及何時(shí)喚醒，這對電池的壽命有很大的影響，因為設備會(huì )知道什么時(shí)候在頻道上監聽(tīng)。
類(lèi)似地，Wi-Fi 6調度上行資源以小化沖突，從而實(shí)現更好的資源管理，而不是像今天的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )那樣，用戶(hù)競相上傳數據。
通過(guò)上行窗口的長(cháng)度和其他屬性，還可以減少數據沖突/沖突，從而提高資源分配和效率。
當一個(gè)無(wú)線(xiàn)站正在傳輸時(shí)，它會(huì )公布完成所需的時(shí)間，以便其他站可以設置其N(xiāo)AV，以避免在訪(fǎng)問(wèn)無(wú)線(xiàn)介質(zhì)時(shí)發(fā)生沖突。Wi-Fi 6引入了兩種NAV：一個(gè)用于站點(diǎn)所屬的網(wǎng)絡(luò )，另一個(gè)用于相鄰網(wǎng)絡(luò )。這還應通過(guò)小化對載波傳感的需求來(lái)降低能耗。
其中一些功能將帶來(lái)更好的戶(hù)外性能，包括新的數據包格式，更長(cháng)的保護間隔和模式，以改善冗余和錯誤恢復。
將Wi-Fi 6擴展到6GHz
像高通這樣的行業(yè)已經(jīng)確定，未來(lái)網(wǎng)絡(luò )上的足夠服務(wù)質(zhì)量將需要比2.4GHz或5GHz更多的頻譜。2.4GHz頻段長(cháng)期以來(lái)一直被普通電子產(chǎn)品所飽和使用，而5GHz頻譜不足以用于更寬帶寬信道（例如80MHz或160MHz），5GHz的部分頻段受到限制使用。
高通已建議，監管機構應預期在5GHz頻段的某個(gè)地方，為未*技術(shù)分配約1280MHz的無(wú)*頻譜。
美國聯(lián)邦通信委員會(huì )(FCC)在2017年7月呼吁公眾就3.7GHz至24GHz之間的中頻頻譜擴展發(fā)表意見(jiàn)，對此，包括高通(Qualcomm)在內的30多家科技公司提交了一份提案，堅稱(chēng)5925-7125MHz頻段(“6GHz頻段”)“對于滿(mǎn)足下一代無(wú)線(xiàn)寬帶服務(wù)的需求至關(guān)重要”。
為了滿(mǎn)足即將到來(lái)的Wi-Fi需求，兩家公司提出對未經(jīng)許可的技術(shù)開(kāi)放6GHz，并分成四個(gè)具有不同技術(shù)規則和干擾保護的子頻段。
鑒于Wi-Fi - 6目前正在開(kāi)發(fā)中，美國和其他國家正在開(kāi)放6GHz頻段，IEEE 802.11ax任務(wù)組決定在下一代Wi-Fi 6上實(shí)現對該頻段的支持。
將6GHz頻段分配為無(wú)牌照頻段對企業(yè)頗具吸引力，因為它們可以在不向FCC申請接入的情況下使用這一頻段。隨著(zhù)所謂的第四次工業(yè)革命的展開(kāi)，FCC有望推動(dòng)創(chuàng )新和投資。
“通過(guò)向無(wú)*無(wú)線(xiàn)電本地接入網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商開(kāi)放整個(gè)頻段，委員會(huì )將允許我們能夠為消費者帶來(lái)更快的服務(wù)，更低的延遲和更廣泛的覆蓋范圍，并使國家能夠獲得與無(wú)*技術(shù)相關(guān)無(wú)經(jīng)濟和公共安全利益”，這些公司在提交給FCC的提案中寫(xiě)道。
Wi-Fi 6或802.11ax只是許多即將推出的無(wú)線(xiàn)標準之一，這些標準正在開(kāi)發(fā)中，以滿(mǎn)足不同類(lèi)型設備對網(wǎng)絡(luò )的各種需求。
標準范圍從802.11aj/ay（每秒可傳輸數十千兆比特，超過(guò)60 GHz毫米波頻率）到802.11ah（為物聯(lián)網(wǎng)傳感器提供更低帶寬/更好范圍）等低于1GHz的規范，所有這些（或更多）都將是經(jīng)許可和無(wú)*的5G頻譜的一部分。
總結：俯瞰Wi-Fi 6
為了取代802.11n和802.11ac成為下一個(gè)WLAN標準，802.11ax或Wi-Fi 6正在開(kāi)發(fā)中，以顯著(zhù)提高密集人口中心的網(wǎng)絡(luò )效率和容量，并適度提高峰值數據速率，這將在更多設備上同時(shí)得到更好的支持。
或者像高通喜歡說(shuō)的那樣，“問(wèn)題不在于Wi-Fi的速度有多快，而是Wi-Fi網(wǎng)絡(luò )是否有足夠的容量來(lái)滿(mǎn)足對許多不同連接設備和服務(wù)日益增長(cháng)的需求。”
由于Wi-Fi 6將對體育場(chǎng)館或公寓樓等擁擠場(chǎng)所的網(wǎng)絡(luò )性能產(chǎn)生直接影響，因此該標準預計將比以前的Wi-Fi迭代更快地采用，并且終將成為家庭用戶(hù)的必需品。100Mb / s到1Gb / s的寬帶連接變得更加可用，并且隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)的推出導致“一切”在線(xiàn)。
從更廣泛的角度考慮Wi-Fi 6，對多用戶(hù)支持的提升，特別是上游同時(shí)連接的增加，將加速對用戶(hù)數據的需求，這些數據將從物聯(lián)網(wǎng)設備收集，用于機器學(xué)習、推動(dòng)人工智能、整體技術(shù)的未來(lái)和不斷增長(cháng)的數字經(jīng)濟等目的。
本文在介紹中提到的,路由器已經(jīng)可用基于802.11 ax規范草案,終批準的標準和終的認證,于2019年9月發(fā)行。此外，輪的設備可能不支持Wi-Fi 6的全部功能，而第二波硬件可能會(huì )進(jìn)一步支持更高階的MU-MIMO和6GHz頻譜等功能。
