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    技術盛宴 | Wi-Fi 6真的很“6”(概述篇)——不只是更高的傳輸速度

    種別:行業消息宣布人:依致美宣布時光:2019-03-11

    2018年10月4日,Wi-Fi同盟正式宣告將下一代Wi-Fi技術802.11ax改名爲Wi-Fi 6,並將前兩代技術802.11n和802.11ac分離改名爲Wi-Fi 4和Wi-Fi 5。(本文後續都將以新名字來稱謂802.11n/ac/ax)


     

    ▲表1:新Wi-Fi Logos


    Wi-Fi 6比擬起Wi-Fi 4/5來講不只是速度更快了,同時也針對分歧場景和相幹技術做了許多進級和優化,經由過程這篇概述,我願望人人能更多的懂得到Wi-Fi 6是若何“6”的。


    Wi-Fi速度真的就是一切嗎?


     

    ▲圖1:802.11尺度的演進


    從Wi-Fi 4協定(2009年)開端,WLAN(Wireless Local Area Networks,無線局域網絡)就進入了高速時期。在VHT40(Very High Throughput,超高吞吐量)的頻寬設置裝備擺設下,1條空間流可以到達150Mbps、最大4條空間流可以到達600Mbps的物理銜接速度,相對晚期802.11a/g的54Mbps來講有了大幅度的晉升。


    2013年宣布的Wi-Fi 5(Wave1)銜接速度進一步晉升,將頻寬由本來的VHT40晉升到了VHT80(Wave1)乃至VHT160/VHT80+80(Wave2),調制方法也由Wi-Fi 4的64QAM進步到256QAM,是以響應的物理銜接速度也晉升到了1條空間流867Mbps,和實際上最大8條空間流的6.9Gbps,可以說在物理銜接速度層面到達了Gbps級別。

    ▲表2:Wi-Fi 4/5/6發展過程


    從Wi-Fi的發展過程上不難發明,曩昔Wi-Fi的發展重要集中在晉升數據銜接速度,經由過程應用更高階調制方法及增長可用頻寬,完成更高的峰值數據傳輸速度。但在現實設計和安排中,假如只是純真的靠晉升速度是不克不及確保用戶體驗晉升的。


    在實際情況中,分歧的用戶需求分歧,有的須要低延遲、低發抖,對帶寬請求不高;有的則須要高帶寬,然則對延遲和發抖不敏感。所以當設計一個無線網絡時,存眷的重點不該該只是速度,而是要更存眷用戶的現實需乞降應用場景,做到讓Wi-Fi網絡能主動順應用戶的場景和需求,真正爲每位無線用戶供給好的體驗。

     

    Wi-Fi 6紛歧樣

    與前幾代Wi-Fi技術比擬,Wi-Fi 6紛歧樣。Wi-Fi 6在物理幀、調制、編碼、多用戶並發等多方面停止了技術改良和優化。Wi-Fi 6的存眷點不只是單設備的峰值速度,Wi-Fi 6更存眷的是運用、用戶體驗和全部無線情況的優化。


    Wi-Fi 6協定的設計目的和存眷點,更貼合于現階段多Wi-Fi終端、多運用普及的場景。現階段各類終端和運用單壹,如視頻類運用、即時通信類運用等,是以無線場景中多並發、短報文的情形愈來愈多,晚期的Wi-Fi協定應對這類情形並沒有技術優勢,而Wi-Fi 6針對這些場景做了大批的改良和優化,能大幅度的晉升人人的無線體驗。


    Wi-Fi 6引入的重要新技術概述

    Wi-Fi 6作爲努力晉升無線應用效力和用戶真實體驗的尺度,界說了許多和以往協定判然不同的技術規格。例如更高的調制階數(1024-QAM)、更窄的子載波距離、高低行OFDMA技術、高低行MU-MIMO技術(個中下行MU-MIMO在Wi-Fi 5時引入)、空間複用技術等。


    ▲表3:Wi-Fi 4/5/6技術比較表


    從表3裏可以看到,Wi-Fi 6的技術改良是各個方面的,這些技術點的改良又可以歸結爲幾個方面,重要是帶寬晉升、高密度接入和更好的抗攪擾才能;個中高密度接入和抗攪擾才能的晉升恰好又是最能晉升無線應用體驗的。


    帶寬晉升

    1024-QAM

    1024-QAM(Quadrature Amplitude Modulation,正交振幅調制),這是一種調制方法,所謂調制就是將電旌旗燈號轉換爲無線電波的進程,反之則稱爲解調,調制方法越高階,轉換過程當中數據密度就越高。


    QAM編碼是采取二維(點陣)調制方法,現實運用中QAM數值是2的N次方。好比說64-QAM,64是2的6次方,一次就能夠傳輸6個bit的數據;Wi-Fi 5支撐的最高調制是256-QAM,是以Wi-Fi 5一次可以攜帶8個bit的數據信息,Wi-Fi 6支撐的最高調制是1024-QAM,Wi-Fi 6一次可以攜帶10bit,經由過程應用1024-QAM,讓Wi-Fi 6的物理層協商速度晉升了25%。


     

    ▲圖2:256-QAM與1024-QAM比較


    更窄的子載波距離

    Wi-Fi 6對子載波距離停止了從新設計,將子載波距離從Wi-Fi 5的312.5kHz,釀成78.125kHz,即雷同信道帶寬帶(MHz)的情形下,Wi-Fi 6的子載波數目是Wi-Fi5的4倍。


     

    ▲圖3:Wi-Fi 6與Wi-Fi 5的子載波距離比較


    經由過程引入更窄的子載波距離,讓Wi-Fi 6的有用子載波數增長了4.7%,是以效力獲得了4.7%的晉升,即物理層的協商速度晉升了4.7%。


    因為更窄子載波距離的引入,也讓單幀容量增至本來的四倍(即256個子載波/20MHz),單幀發送時長天然也是Wi-Fi 4/5(3.2微秒)的四倍(12.8微秒),但幀距離僅爲本來的兩倍(0.8微秒),即每幀的傳輸周期是13.6微秒。綜合起來,幀距離時光開支從Wi-Fi 4/5的11.11%【0.4/(3.2+0.4)=11.11%】下降到了5.88%【0.8/(12.8+0.8)=5.88%】,是以Wi-Fi 6的全體效力再晉升5.88%,即物理層協商速度晉升了5.88%。


    經由過程更高階的調制技術和更窄的子載波距離,讓Wi-Fi 6的實際聯系關系速度(160MHz頻寬,8條空間流)從Wi-Fi 5的6.9Gbps晉升到9.6Gbps。


    高密度接入

    MU-MIMO(多用戶多進多出)

    MU-MIMO(Multi-User Multiple-Input Multiple-Output,多用戶的多進多出)就如他的名字一樣,它讓AP可以同時與多台終端並發通訊。


    Wi-Fi 6在Wi-Fi 5下行MU-MIMO的基本上新增下行MU-MIMO,同時也把Wi-Fi 5最大支撐4×4的下行MU-MIMO晉升到最大支撐8×8的高低行MU-MIMO,與Wi-Fi 5比擬,下行鏈路容量增長了2倍,下行鏈路容量增長了8倍,從而大幅進步無線接入總容量。


    OFDMA(正交頻分多址)

    OFDMA技術是在頻域大將無線信道劃分爲多個子信道(子載波),構成一個個射頻資本單位,用戶傳輸數據時,數據將承載在每壹個資本單位上,而不是像Wi-Fi 4/5(應用OFDM技術)時那樣占用全部信道。


    OFDMA劃分的射頻資本單位就像把貨車的載貨箱劃分了許多小格子,如許貨車在拉貨時就能夠停止靈巧組合,豈論是拉大貨色照樣小貨色,都可以裝滿全部貨箱再動身,充足應用每台貨車的資本。


    ▲圖4:OFDM與OFDMA技術比較舉例


    經由過程OFDMA技術可完成在每壹個時光段內多個終端同時並行傳輸,不用順次列隊期待、互相競爭,晉升了效力,進步了無線接入的密度。


    抗攪擾才能——Spatial Reuse(空間複用)

    Spatial Reuse(空間複用),也被稱作“BSS著色”(BSS coloring),經由過程此技術可以完成更多同步傳輸,即AP可以辨認兩個相距不遠但其實不相鄰的AP和終端設備,可以或許在統壹時光內完成無線並發傳輸而不會互相影響。簡而言之,即對許可接入終端在甚麽時刻傳輸數據做出更智能的決議計劃,從而晉升傳輸效力;同時經由過程空間複用技術還可以更快地辨認並拋棄吸收到的攪擾報文,從而大幅度晉升在重攪擾場景下的機能。


    銳捷網絡Wi-Fi 6停頓分享

    早年面的技術概述可以看到,Wi-Fi 6技術的進級是全方位的,但許多技術的收益和獲得,其實不能純真依附尺度制訂的一些接口和響應的芯片去完整完成。要幻想天時用Wi-Fi 6的技術,讓Wi-Fi 6實其實在地施展出其預期優勢,還須要合營成熟的軟件平台和有用的無線優化算法,只要這兩方面的合營能力施展出Wi-Fi 6的真正機能。


    關於Wi-Fi 6的技術摸索和産品化,銳捷網絡壹向走在業界前列。在技術尺度的草案階段就開端投入預研,並把Wi-Fi 6相幹技術提早移植到上一代的Wi-Fi 4/5協定中,提出Pre-ax算法,從而有用進步了無線網絡的通訊質量。可看出銳捷網絡在Wi-Fi技術上的研發才能和相幹算法上的沉澱。


    同時,銳捷網絡也是業中和批推出Wi-Fi 6商用産品的廠商,銳捷網絡Wi-Fi 6産品曾經在2018年8月量産,到如今曾經把全系無線産品進級到Wi-Fi 6;從推生產品到如今半年閣下的時光,Wi-Fi 6産品曾經在十幾個客戶成熟範圍商用,同時爲合營Wi-Fi 6産品,銳捷網絡也推出全新的2.5G POE交流機RG-S2930-12GT12MG4XS-UP-H,此POE交流機知足Wi-Fi 6 AP對更大流量的帶寬需求,讓Wi-Fi 6淋漓盡致的“6”起來。


    寫在最初

    Wi-Fi的真正瓶頸其實不只在AP上,終端才能的婚配也是相幹的。隨著Wi-Fi 6尺度的定檔,各大終端芯片廠商也早早推出了響應的Wi-Fi 6終端芯片,在方才停止的MWC2019(世界挪動通訊大會)上,已有某手機廠商宣布了支撐Wi-Fi 6的旗艦手機,後續支撐Wi-Fi 6的終端也會愈來愈多,終端生態的婚配也會加倍完整。


    但我們在閱歷了前幾代無線産品關于高速度的宣揚,難免會意存疑慮,Wi-Fi 6的這些新技術畢竟是噱頭,照樣實其實在帶來應用體驗的晉升?


    鄙人一期Wi-Fi 6技術篇分享中,我將對Wi-Fi 6技術道理停止具體引見,讓人人看清Wi-Fi 6詳細是若何完成速度晉升、高密度接入和抗攪擾才能加強的。從技術道理動手,看看Wi-Fi 6究竟是營銷噱頭照樣真的很“6”。


    
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