802.11ax和蓝牙5.0

双十二刚败了个Intel 8265AC无线网卡,然后看到这个消息(┬_┬):

近一年来,Quantenna、高通等厂商都发布了802.11ax的无线网络规格产品,如今作为老大哥的Marvell也站了出来,连续发布了三款802.11ax的产品,上下链接都支持1024-QAM、MU-MIMO、OFDMA:

  • 芯片88W9068:面向大型企业和高端零售AP,且支持5GHz频段上8x8的8条空间流,但不支持2.4GHz的频段,也没有蓝牙技术。

  • 芯片88W9064:面向主流企业和零售AP,分为2.4GHz和5GHz频段,而且均有4x4的4条空间流,内整合蓝牙5.0技术。

  • 芯片88W9064S:低端方案,面向OTT机顶盒等,只支持2x4 2条空间流,集成蓝牙5.0技术。

802.11ax

802.11 a/b/g/n/ac 是什么以及它们有什么区别

首先802.11 是一种无线局域网标准。
802.11 a/b/g/n/ac 都是由802.11 发展而来的。不同的后缀代表着不同的物理层标准工作频段和不同的传输速率,也就是说它们的物理层和传输速度不同。

协议 频率 信号 最大传输速率
802.11 2.4Ghz FHSS 或 DSSS 2Mps
802.11a 5GHz OFDM 54Mps
802.11b 2.4GHz HR-DSSS 11Mps
802.11g 2.4GHz OFDM 54Mps
802.11n 2.4GHz或5GHz OFDM 540Mps
802.11ac 2.4GHz或5GHz 400M 2.4GHz,900M 5GHz

速率对比

802.11ax和蓝牙5.0_第1张图片

802.11ax技术特点

802.11ax主要有以下几个技术特点:

  1. 继续维持后向兼容特性,这对技术的平滑过渡起到了重要的作用,802.11ax同时支持2.4G,5G两个频段,可兼容802.11a/b/g/n/ac。广泛的兼容性得益于几乎不变的前导码结构以及新的PHY层设计
  2. 在高密部署的场景中(例如火车站,机场,体育馆等),用户的平均吞吐量能达到802.11ac标准的4倍,这是802.11ax期望能够达到的一个目标
  3. MCS相比802.11ac有提升,从原来的MCS9(256QAM)提升到了MCS11(1024QAM),1条空间流80M带宽的关联速率从433Mbps提升到了600.4Mbps,理论最大关联速率(160M带宽,8条空间流)从6.9Gbps提升到9.6Gbps左右
  4. 支持多用户同时传输技术即上下行MU-MIMO与上下行OFDMA
  5. 支持更多的FFT点数(802.11ac的4倍),更窄的子载波间隔(802.11ac的4倍),更长的符号时间(802.11ac的4倍)。在多径衰落以及室外环境中有更好的鲁棒性与性能。
  6. 更好的节电管理技术(TWT)

蓝牙5.0

蓝牙5.0是由蓝牙技术联盟在2016年提出的蓝牙技术标准,蓝牙5.0针对低功耗设备速度有相应提升和优化,蓝牙5.0结合wifi对室内位置进行辅助定位,提高传输速度,增加有效工作距离。
802.11ax和蓝牙5.0_第2张图片

蓝牙4.0时代

SIG在2010年发布了4.0的specification,2013年发布了4.1的specification,一年以后,在2014年又发布了4.2的specification,specification的调整很快。从4.0版本起,革命性的加入了BLE协议部分,同时将2.1+EDR和3.0+HS全都包含在内,4.1和4.2在4.0的基础上做了改进,主要包括连接速度,传输效率等等,可以看出是向着适用于物联网的方向做的改进(蓝牙也在布局智能家居,笔者认为如果蓝牙能改善联网特性的话,蓝牙比zigbee和WiFi协议更加适合智能家居的互联需求)。

首先,比较蓝牙4.0、4.1、4.2 specification的可以看出最明显的特点是,4.1和4.2增加了一个volume 7:Wireless Coexistence volume。主要介绍手机的无线共存测试。移动通讯采用4G-LTE标准后会占用2.4GHz频段,4.1和4.2的specification对此做出了测试。

4.1和4.2在4.0的基础上添加了IPv6和6LowPAN,搭载蓝牙芯片的设备可以取得在互联网上的唯一标记,与其他的联网设备进行通讯。

4.1和4.2提高了4.0的传输速率,4.0的协议栈规定了每包承载有效数据不大于20字节,4.2把这个数值扩大了10倍,最终将BLE的传输速率提高了2.5倍,不过据说要等硬件升级才能感受到这一低功耗高速率的传输方式。

4.1和4.2实现了主从一体,比如你的智能手环作为主和防丢器连接的时候,智能手环同时也可以作为从和智能手机相连。

4.1和4.2再有一个很重要的方面是改进了蓝牙连接的安全性。

物联网构成无线连接一定是组网灵活,低功耗,带宽适用,安全的,蓝牙在向着这样的方向发展,与WiFi和zigbee相比,无疑是最有竞争力成为物联网协议的无线连接规范。

5.0和4.2区别

蓝牙版本 传输速度 有效范围 主打功能 发布日期
1.1 748~810Kb/s 10m -
1.2 748~810Kb/s 10m 改善抗干扰跳频
2.0 1.8Mb/s~2.1Mb/s 10m 双工,Stereo译码 2004
2.1 1.8Mb/s~2.1Mb/s 10m 改善设备配对 2007.08
3.0 24Mbps 10m 协同802.11WI-FI 2009.04
4.0 24Mbps 100m BLE 省电 2010.07
4.1 24Mbps 100m IOT改善通讯功能 2013.12
4.2 24Mbps 100m 省电 2014.12
5.0 24Mbps 300m 物联网应用 2016.06

目前支持蓝牙5.0的手机

  • 三星 Galaxy S8/S8+,Note 8
  • HTC U11(硬件支持,需更新系统)
  • 索尼 Xperia XZ Premium
  • 苹果 iPhone 8/8P,iPhone X
  • 一加5
  • 小米6

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