5G和WIFI6 是当前最火热的通信技术,新一代通信技术能怎样提升通信的效率,怎么能让人们的生活更美好。
什么是Wi-Fi 6
Wi-Fi 6标准在2019年中正式发布,是IEEE 802.11无线局域网标准的最新版本,提供了对之前的网络标准的兼容,也包括现在主流使用的802.11n/ac。电气电子工程师学会为其定义的名称为IEEE 802.11ax,负责商业认证的Wi-Fi联盟为方便宣传而称作Wi-Fi 6。
此前的802.11n/ac也在这次更名运动中统一改称Wi-Fi 4和Wi-Fi 5。这对设备厂商们来说是极大利好,不用再花功夫去教育用户、或是想出花里胡哨的营销词汇,用简单的数字就能说明产品的优劣。
Wi-Fi 6名称的诞生,让这一技术与消费者走得更近,它像5G一样成了浅显易懂的科技名词。Wi-Fi也开始转变为面向消费者的商业品牌,不再是单纯的技术标准,在网络技术进化的道路上有了更广阔的前景。
Wi-Fi 1:802.11a(1999)
Wi-Fi 2:802.11b(1999)
Wi-Fi 3:802.11g(2003)
Wi-Fi 4:802.11n(2009)
Wi-Fi 5:802.11ac(2014)
Wi-Fi 6:802.11ax(2019)
802.11a,802.11b,802.11g,802.11n,802.11ac…
wifi6关键技术
性能提升(WIFI5&WIFI6)
Wi-Fi 6引入了多个新技术,得益于上行MU-MIMO、1024QAM调制方式、160MHz信道带宽、8*8MIMO等技术的引入,Wi-Fi 6的最高速率可达9.6Gbps。
但是,Wi-Fi 6关注的重点并不是单设备的峰值速率。Wi-Fi 6更关注的是密集用户场景下的平均吞吐率,关注的是应用、用户体验和整个无线生态。
Wi-Fi 6是史上速率最快,也是最灵活通用的Wi-Fi技术。
调制技术升级:性能提升125% 256QAM(WIFI5)->1024QAM(WIFI6)
增强至1024-QAM的调制方式让数据的收发过程更加紧密,同样的信号下可以传输更多的信息量,相比Wi-Fi 5的256-QAM最大可有25%的速度提升。
OFDMA:提升效率
引入OFDMA(正交频分多址)让传输中的数据内容不再死板地占用整个信道,把数据分为更细致的资源块进行管理和传输,实现了对网络更有效率的利用。就像是大货车载货,从无论大小一车只能拉一种货物变成合理分配每趟货车都装满,最大化单次运输量。
OFDMA不仅提升了每个终端的平均速率、降低了时延,以面向高清视频、多屏、VR/AR等应用,OFDMA还面向智慧家庭场景。
据估计,到2020年,一个普通家庭将拥有50台无线连接设备,Wi-Fi 6引入灵活的OFDMA技术,可支持家庭的门铃、冰箱、灯泡等多种设备的无线接入。
UL/DL MU-MIMO:终端只有一根或者两根天线,AP会有很多天线。WIFI6同时收发的量(4个终端提升至8个终端)增加,同时支持多个终端的收和发(WIFI5 只支持DL MU-MIMO)
Wi-Fi 6在上下行都使用了MU-MIMO技术,让路由器利用多天线同时跟多个终端设备进行沟通,做到“一心多用”。比起过去只能单天线单设备同时通信的设计,MU-MIMO更能胜任提升网络速率,连接更多设备的需求。
空间复用SR : 减少同频干扰(WIFI 5 同频 <如同是1信道> 会有干扰)
如2.4G频段, 有三个信道1 、6、11,如果一个房间四个AP就会信道有冲突。
干扰就是排队等待
BSS Coloring让信号源有了属于自己的“颜色”,多达63种“颜色”让手机等终端有了查找路由器的高效途径。和不同的外卖服务有不同的主题色一样,染色后路由器和终端设备可以更精准高效地找到彼此,通信功率和用时得以降低。
Wi-Fi采用CSMA/CA机制,即每次在传送数据之前,会监听无线信道上有无其他AP也在传送数据,如果有,先避让,等下个时间段再传送。这意味着多个AP工作于同一信道时,由于采用轮流单独通信的方式,会大幅降低网络容量。
BSS Coloring为每个AP“着色”,即在数据报头加入6bits的BSS Color来指定不同的AP,这样一来,当路由器或设备在发送数据前侦听到信道已被占用时,会首先检查该“占用”的BSS Color,确定是否是同一AP的网络,如果不是,则不用避让,从而允许多个AP在同一信道上运行,并智能管理多用户同时并行传输。
简单的理解,这个BSS Coloring就类似于4G LTE网络中的PCI(物理小区标识),而智能管理就相当于LTE的ICIC( Inter-Cell Interference Coordination ,小区间干扰协调)技术,用于资源调度管理和减小干扰。
频道:5G频道+重启2.4G频道
Wi-Fi 6也同时利用到2.4 GHz和5GHz两个频段,多频段收发减少一边网络拥堵一边闲置的尴尬情形
节能:TWT节点管理
TWT(目标唤醒时间)则让Wi-Fi 6更加省电,对手机等移动设备以及物联网设备都有帮助。允许终端设备在不进行数据传输时进入休眠状态,从而可节省高达7倍的电池功耗。相当于劳逸结合而不是整日工作,提升了两边的功耗表现和传输效率。
比如,你家里有多台智能家居设备接入Wi-Fi,AP可以与每台设备单独建立“唤醒协议”,终端设备仅在收到自己的“唤醒”消息之后才进入工作状态,而其余时间均处于休眠状态。
此外,TWT可配合OFDMA技术,同时唤醒多个设备实现传输视频、语音和物联网等不同业务的多设备并行连接,并根据不同业务调整流量比例和优先级,从而提升家庭用户体验。
5G&WIFI6
在无线的世界里,有两大高手仗剑江湖,一个是蜂窝网络,一个是Wi-Fi,一个从室外走向室内,一个从室内走向室外,多年来Wi-Fi是蜂窝网络的室内覆盖补充,也承担着大量的数据流量卸载,两者既爱又恨,同时又谁也离不开谁。
如今5G已在起跑线上,但5G高频段信号更难走进室内,同时运营商的传统室内分布系统在5G时代还将面临大规模的升级改造或替换,因此,面向不断发展的视频和物联网业务,这个世界将需要更强的Wi-Fi来卸载流量和填补5G覆盖缺口。
5G频谱是授权频段,WIFI6非授权频段
5G&WIFI6融合部署是园区接入的最佳方案。
总的来说,Wi-Fi 6呈现出了无线局域网技术拥抱时代变化的态度,不只是跟进有线网络带宽提升,也把利用效率当作了优化重点。同时也注意到作为个人移动终端的手机的普及化,以及各类物联网设备的流行,为多设备连接预留了大量空间。
WHY WIFI6
体验过5G网络网络速度和质量的人都会有所震撼,目前存在的流量限制以及5G覆盖,使得我们目前并不能每时每刻都享受这样的5G网络。
不少人家里的网络设备路由器还是在2.4G 的802.11,理论的最大速率300Mbps.
感受过5G的速度还能再接受家里这样的WIFI吗?
电信的千兆网络已经开始普及,提速降费,目前的口号都是三千兆。
家庭有线、家庭无线、5G都能实现千兆网络。
电信侧能够提供千兆网络,千兆网络能力的路由器就在看Wi-Fi 6在理论性能上相匹配的场景。
不少用户家中的网络设备也到了即将升级换代的时刻,大部分人家中的路由器还运行在2.4GHz的802.11n,理论最大速度300Mbps明显满足不了对标5G、释放千兆速度的使用需求。越过略显乏力的11ac直接使用Wi-Fi 6。
SOMETHING NEW
如果是在一个信道上,存在协商速率特别低的终端,就会影响整个这个信道的所有终端实际速率(不影响协商速率)。
类似于一条道被一个开的特别慢的车占了,后面就算是一辆法拉利,也没有办法发挥性能。
如果家里有一一个人在信号特别差的地方,家里所有人用这个信道的速率都特别差。
解决方案是考虑用两个频段。