WiFi 6是由无线网络标准的WiFi联盟提出的命名规则,将802.11ax更名为WiFi 6,于2019年发布,并将前两代技术802.11n和802.11ac分别更名为WiFi 4和WiFi 5。当我们在使用Wi-Fi时,像你手机上会变化的3G和4G信号标识一样,可根据后面的数字来判断当前使用的技术标准和速率等级。
WiFi6技术能力的提升
- 同时与更多的设备通信
- 更大密度的设备部署
- 更低的延时
- 更高的速度
WIFI6的应用场景
- 城市密集使用环境
- 企业级的应用
- 运营商的网络分流
Wi-Fi 6增加了效率、灵活性和可伸缩性。这种性能的提高使下一代高级应用程序的速度和容量得以提升,例如无缝移动漫游、4K或8K视频、高清晰度协作应用程序、全无线办公室和物联网,甚至在高密度环境中也是如此。我们马上会在万人会场、高密办公、生产无线、智慧教学、智慧传媒以及城市和企业的数字化场景中感受到Wi-Fi 6带来的体验革命。最新一代的WiFi6技术,将为室内无线网络带来一次革新,彻底改变物联网和智能家居的实现方式,给人们以前所未有的网络体验。
WiFi6较之WiFi5的厉害之处
- WiFi 6的最高速率可达9.6Gbps,也就是说理论传输速度达到了1.2GB/s的传输速度。
- 多个终端可同时并行传输,不必排队等待、相互竞争,从而提升效率和降低时延,更好地支持家庭的门铃、冰箱、灯泡等多种设备的无线接入。
- WiFi 6扩展了覆盖范围,未来也利于其从室内走向室外,这是为未来部署园区物联网、智慧城市等铺路。
wifi6采用的新技术
支持多用户传输技术MU-MIMO和OFDMA
- 更多的子载波数量
- 更高阶的调制方式(1024-QAM)
- 更好的节电管理技术TWT
- BSS Coloring
支持多用户传输技术
支持多用户传输技术即上下行MU-MIMO(多用户多进多出)与上下行OFDMA(正交频分多址),提升高密度部署场景下的并发能力和终端平均速率。
OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)正交频分多址,是将无线信道划分为多个子信道(子载波)形成一个个频率资源块,用户数据承载在每个资源块上,而不是占用整个信道,实现在每个时间段内多个用户同时并行传输。WiFi5的OFDM(正交频分复用)终端设备在上传或下载数据时,在每个时间段内,占用整个无线信道。OFDMA(正交频分多址)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(正交频分多址)还面向智慧家庭场景。
MU-MIMO(Multi-User Multiple-Input Multiple-Output)多用户多入多出技术,即允许路由器同时与多个设备通信,而不是依次进行通信。WIFI5的MU-MIMO(多用户输入输出技术)允许路由器一次与四个设备通信,而且只支持下行MU-MIMO,WIFI6将允许路由器一次与多达8个设备同时通信,且同时支持上下行MU-MIMO
OFDMA(正交频分多址)和MU-MIMO(多用户多进多出)的比较:二者针对多用户的上下行,提高了无线的接入密度,但其实两者差别还是很大。尽管两者均为并行传输解决方案,但既不是迭代关系,也不是竞争关系,而是互补关系。它们的技术原理不尽相同,适用的场景也有所区别,具体使用时需要根据服务的应用类型而定。
BSS-Coloring
一直以来,Wi-Fi采用CSMA/CA(载波侦听多路访问/冲突避免)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着色”(Basic Service Set coloring)机制。为每个AP“着色”,即在数据报头增加 6bit 的标识符,区分不同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 Coloring,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。 BSS Coloring适用于体育场、商场、园区等密集场景组网,它允许密集地部署AP,在干扰可控的前提下,为更多的用户提供更大的Wi-Fi容量。
用交通类比,相当于在同一个车道的车辆,根据发送目的不同在空间上划分为相互独立不干扰的立体车道,有效的进行空间复用。
更好的节电管理技术
TWT(Target Wakeup Time)目标唤醒时间,允许AP规划与设备的通信,协商什么时候和多久会唤醒发送/接受数据,可将终端分组到不同的TWT周期,减少了保持天线通电以传输和搜索信号所需的时间,意味着减少电池消耗并改善电池续航表现,同时也减少唤醒后同时竞争无线资源的设备数量。WiFi6采用一种叫TWT的功能,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。低功耗方面的改进,可延长电池寿命,对那些使用电池的物联网设备特别友好。 得益于TWT,每台设备可单独建立“唤醒协议”,终端设备仅在收到自己的“唤醒”信息之后才进入工作状态,而其余时间均处于休眠状态,这使得一些需高带宽通信的物联网设备成为可能,比如智能办公设备,TWT可以节省高达7倍的电池功耗。 但该技术并不是对所有设备都有帮助,例如笔记本电脑需要持续的互联网访问,因此不太可能过多地受益于此功能(或许进入睡眠状态时影响更大)。该技术对偶尔需要更新其状态的小型、低功耗设备更有益处。
MCS(调制与编码策略)
正交振幅调制QAM(Quadrature Amplitude Modulation)是二维点阵调制方式,调制即将数据信号“01”转换为无线电波。Wi-Fi6支持1024QAM,即2的10次方bit,相比Wi-Fi 5的256QAM(2的8次方8bit)提升25% 。更高阶的调制方式(1024-QAM)、更多的子载波数量和更低的帧间隔开销等,通过这些技术Wi-Fi6的理论最大连接速率(160M带宽、8条空间流)从6.9bps提升到9.6 Gbps左右。
这就相当于对道路进行优化,即在不会造成交通混乱的前提下,让这条道路上的车道尽可能的靠近,增加车道数量。
WiFi6杀手锏:分布式WiFi架构
为了实现真正互联的智能家居,分布式 WiFi6架构所采用的One Pod Per Room设计应该是目前最佳的无线组网方案。每个Pod都用作无线接入点,每个接入点都将支持WiFi和物联网标准。这种智能家居网络架构一方面满足更高的WiFi要求,还可以加 入Zigbee和蓝牙设备,甚至还能通过语音辅助命令进行控制。此外,利用分布式WiFi6架构,智能设备搭配上最新的WiFi6标准所提升的数据吞吐量与带宽容量,可以在多个通道中与无线路由器通信,无需使用额外的网关或在家中安装多个以太网/电缆/光纤连接点,从而真正创建一个更高效的智能家居环境。当然,有了WiFi6的One Pod Per Room架构,也可以不再使用Zigbee和蓝牙网格(是把整个因特网整合成一台巨大的超级计算机)。此举意味着可延长设备的电池寿命,简化设置和故障 排查流程,进一步降低用户使用成本,这一点意义非凡。
传统的WiFi在与现在的蜂窝网络如2G、3G或者4G连接时,需要切换 SSID(Service Set Identifier,一个局域网的名称),WiFi 6则不同。WiFi 6的杀手锏在于,分布式WiFi及One Pod Per Room的设计将在最大程度上实现对整个住宅的网络覆盖。以家庭为例,我们在客厅中只需要接入一个路由器,在其他客厅、厨房或者任何一个其他房间都有这么一个Pod(小型无线接入点),就可以连接到家中接入的路由器中,从而访问所有的网络,获得更高的传输速率。在室内进行WiFi 连接时,可选择最优通路进行WiFi网络的使用,为住宅内的每一所房间提供最优的网络传输速度,同时也拥有足够的网络容量。其中最重要的一点是,所有接入只需一个SSID。 在配置上,Pod数量可根据住宅大小自由调整,甚至包括办公室楼宇的全方位覆盖。布置的Pod数量越多,整个建筑的WiFi网络覆盖越全面,所获得的网络体验也越好。