WIFI6的推广普及将大大提升用户体验
WiFi之于5G,也是一个不可或缺的角色,在当前5G商用初期,网络还没有实现全方位覆盖,特别是很多智能终端设备不支持5G的情况下,采用“5G+WiFi”的CPE,大行其道,被业内人士戏称为“伪5G”的过渡方案。就算是在不久的将来5G普及了,受限于高频率下的基站覆盖广度,也不可能覆盖每一个犄角格拉,在高速率、低成本的驱动下,强调高传输速率的 WiFi6更会进一步普及。
WiFi6在WLAN中角色,就像5G在WWAN中的角色,属于在迎合消费者高带宽需求下的一步步通信制式的升级演进。
在主流的WLAN网络技术派别中,WiFi扮演着一个亲民、大众的角色,你可以不用Bluetooth,不用Zigbee,但你不可能不用WiFi……
这里需要进一步说明的是,WiFi中的5G,和我们通常听到的5G不是一回事。我们经常说的5G是第5代移动通信,而WiFi中的5G,是5GHz,指的是无线频率/频谱。
下面我们看看WiFi6到底是什么。
Wi-Fi 6(原称:IEEE 802.11.ax)即第六代无线网络技术,是Wi-Fi标准的名称。是Wi-Fi联盟创建于IEEE 802.11标准的无线局域网技术。Wi-Fi 6将允许与多达8个设备通信,速率可达9.6Gbps。
WiFi标准(802.11系列)诞生于1999年,经历了20年的发展,几乎每5年左右就会有标准升级,主要目的是为了带宽的升级。
其实在几年之前,WiFi 还没有像2G、3G、4G、5G一样,用断代的方式进行区分,行业内一般都按照802.11系列标准来区分,比如这款路由器支持802.11b/g/n/ac……真正的断代,是从 2018.10 月开始,WiFi联盟,作为一个“非盈利”的商业组织,为了更好的推广WiFi技术,仿照移动通信命名的方式,给WiFi分了层级,这样一来,清晰无比,大大方便了商业推广。
WiFi6的功能特点:
Wi-Fi 6主要使用了OFDMA、MU-MIMO等技术,MU-MIMO(多用户多入多出)技术允许路由器同时与多个设备通信,而不是依次进行通信。MU-MIMO允许路由器每次与四个设备通信,Wi-Fi 6将允许与多达8个设备通信。Wi-Fi 6还利用其他技术,如OFDMA(正交频分多址)和发射波束成形,两者的作用分别提高效率和网络容量。Wi-Fi 6的速率可达9.6Gbps。
Wi-Fi 6中的一项新技术允许设备规划与路由器的通信,减少了保持天线通电以传输和搜索信号所需的时间,这就意味着减少电池消耗并改善电池续航表现。
Wi-Fi 6设备要想获得Wi-Fi联盟的认证,则必须使用WPA3,因此一旦认证计划启动,大多数Wi-Fi 6设备都会具有更强的安全性。
相比于前几代的WiFi技术,新一代WiFi 6主要特点在于:
1、速度更快
相比于上一代802.11ac的WiFi 5,WiFi 6的传输速率由前者的3.5Gbps,提升到了9.6Gbps,理论速度提升了近3倍。
频段方面WiFi 5只涉及5GHz,WiFi 6则覆盖2.4/5GHz,完整涵盖低速与高速设备。
调制模式方面,WiFi 6支持1024-QAM,高于WiFi 5的256-QAM,数据容量更高,意味着更高的数据传输速度。
2、延时更低
WiFi 6采用了OFDMA(正交频分多址)技术,它是WiFi 5所采用的OFDM技术的演进版本,将OFDM 和 FDMA技术结合,在利用OFDM对信道进行父载波化后,在部分子载波上加载传输数据的传输技术,允许不同用户共用同一个信道,允许更多设备接入,响应时间更短,延时更低。
WiFi 6通过Long DFDM Symbol发送机制,将每个信号载波发送时间从WiFi 5的3.2μs提升到12.8μs,降低丢包率和重传率,使传输更加稳定。
3、容量更大
多用户MU-MIMO技术允许电脑讯网时间多终端共享信道,使多台手机/电脑一起同时上网,再结合OFDMA技术,WiFi 6网络下的每个信道都可进行高效率数据传输,提升多用户场景下的网络体验,可以更好的满足WiFi热点区域,多用户使用,并且不容易卡顿,容量更大。
4、更安全
WiFi 6设备若需要通过WiFi联盟认证,必须采用WPA 3安全协议,安全性更高。
5、更省电
WiFi 6引入了TARget Wake Time(TWT)技术,允许设备与无线路由器之间主动规划通信时间,减少无线网络天线使用及信号搜索时间,能够一定程度上减少电量消耗,提升设备续航时间。
对于WiFi6,WiFi联盟2019年开始对设备进行认证,因此,2019年也被成为 WiFi6产业元年。
WiFi6,就是基于新的802.11ax标准,前文提到过,802.11标准的演进,目的主要还是针对传输速率的提升。
因此WiFi6的重点放在了5GHz频段,80MHz的单频宽下速率达到600Mbps,用户体验可以大大提升。
除了频率提升之外,WiFi6还采用了MU-MIMO和OFDMA物理层技术,其实在无线通信领域,不同制式的无线通信方式,特别是底层技术,有着太多的重叠之处。
所谓OFDM和OFDMA,形象来说就像京藏高速的车道,每个用户的通信就是一个车队,车队上拉着各种各样的数据,有小轿车车队,有出租车车队,有货车车队……每个车队来了,都给分配一条固定的车道,这就是OFDM。因此就会出现小轿车车道空闲,而货车车队拥堵的情况,资源无法有效利用。而OFDMA则允许不同车队根据车道空闲情况,见缝扎针地挤进去,每条车道又形成了几个“子虚拟车道”,提升了效率和车道的利用率。
而MU-MIMO(MulTI-User MulTIple-Input MulTIple-Output,多用户-多输入多输出)就更好理解了,MIMO指的是多根天线,多根天线传输数据的能力肯定大大提高,就如同一车道变成四车道;而多用户指的是基站同时可以跟多个用户进行通信(注意,是同时,不是能支持多少用户连接)。
其实从WiFi4开始,就已经支持下行的MU-MIMO,无线路由器支持多天线多用户,到了 WiFi6,上行和下行都支持多天线多用户,可以支持8个用户同时上行下行进行数据传输。
以上为WiFi6的两个核心技术,总的来说,无线通信也就差不多这样了,技术发展也基本上到顶了。不同通信的核心原理大同小异,技术重叠性很大。区别更多在于商业应用场景上,还有采用的无线通信频谱,是授权频段还是非授权频段。
接下来我们看一下具体的产业发展情况,同别的移动通信领域一样,WiFi产业链也包括:芯片、模组、设备三大环节。其中设备包含发射终端(无线AP)和接收端(各种3C、物联网设备等)。
终端的需求,是驱动WiFi产业核心动力,每年全球WiFi芯片的出货量高达数十亿,其中智能手机每年2019年出货量就高达13亿,而WiFi几乎是标配,占据了WiFi芯片的半壁江山。其余为笔记本电脑,平板电脑,物联网终端设备,如智能家居、可穿戴设备、VRAR、车载电子设备等。
WiFi6的相关信息:
2020年高通发布了全新的WiFi6E解决方案,将WiFi6的关键性频段提高了6GHz频段,吞吐下载速率放马可达数千兆比特之高,实现无线网络跟有线网络一样速度的体验。
2020年11月19日,天津移动正式发布中国移动Wi-Fi6全千兆光猫。是基于华为OptiXstar Wi-Fi6千兆智能光猫升级服务。本场首发会通过天津移动官方商城线上直播方式在天津移动南马路旗舰厅举行,发布会上华为工程师为用户讲解了Wi-Fi 6全千兆光猫的技术性能。
据外媒新消息,2019年9月16日,Wi-Fi联盟宣布启动Wi-Fi 6认证计划,这意味Wi-Fi 6技术标准即将进入我们的工作生活。
2020年3月30日,华为举办线上沟通会,对WiFi 6+技术进行讲解,并发布两款支持该技术的路由器。
2021年12月29日,根据日经中文网报道,华为将扩大 Wi-Fi 专利的授权范围,首次将其持有的 Wi-Fi 6 专利授予给国外企业。
新消息称:
2022年1月,Wi-Fi 联盟宣布了 Wi-Fi 6 第 2 版标准( Wi-Fi 6 Release 2)。
Wi-Fi 6 第 2 版标准( Wi-Fi 6 Release 2)改进了上行链路以及所有支持频段(2.4GHz、5GHz 和 6GHz)的电源管理,适用于家庭和工作场所的路由器和设备以及智能家居 IoT 设备。