唯快不破!解讀Wi-Fi 6的主要功能和優(yōu)點(diǎn)
Wi-Fi行業(yè)目前正在迅速發(fā)展,其增長勢頭持續(xù)向好。作為一種無處不在的基礎(chǔ)設(shè)施,Wi-Fi通常在各種地點(diǎn)都有提供,包括高端的企業(yè)/商務(wù)場合、學(xué)校辦公地點(diǎn)、體育館、機(jī)場、酒店、社區(qū)和交通樞紐等??焖倏煽康腤i-Fi連接現(xiàn)在被許多人視為人類的基本需求。因此,盡管主流運(yùn)營商推出了***制的數(shù)據(jù)計(jì)劃,但Wi-Fi數(shù)據(jù)消費(fèi)仍然大幅超過蜂窩網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)思科VNI的預(yù)測,到2021年,Wi-Fi的全球互聯(lián)網(wǎng)流量預(yù)計(jì)將超過蜂窩網(wǎng)絡(luò)的2.5倍。
需要穩(wěn)定的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)連接的設(shè)備,其數(shù)量的暴增已成為非授權(quán)頻譜創(chuàng)新的催化劑。實(shí)際上,美國聯(lián)邦通信委員會(huì)一致投票決定在6 GHz頻段發(fā)布額外的1.2GHz非授權(quán)頻譜。Wi-Fi使用場景已經(jīng)大大擴(kuò)展,為適應(yīng)過多的物聯(lián)網(wǎng)(IoT)設(shè)備、智能家居以及室外部署和高密度環(huán)境,有額外頻譜可供使用這將是十分及時(shí)的。新的這些應(yīng)用場景通常會(huì)出現(xiàn)競爭通話時(shí)間的連接設(shè)備密集聚合的現(xiàn)象,這會(huì)產(chǎn)生嘈雜的Wi-Fi頻譜,增加干擾并降低用戶體驗(yàn)。
特別是,高密度環(huán)境對當(dāng)今已經(jīng)過載的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)提出了巨大的挑戰(zhàn)。由于無線用戶和客戶數(shù)量持續(xù)增加,累計(jì)大約有90億Wi-Fi設(shè)備出貨,因此有限頻譜的嚴(yán)峻現(xiàn)狀將變得更加復(fù)雜。此外,預(yù)計(jì)到2022年,典型家庭中的連接設(shè)備數(shù)量將達(dá)到50+個(gè)。在發(fā)達(dá)國家,通常可以看到配備有Wi-Fi智能安全攝像頭、恒溫器、煙霧探測器、門鈴、灑水系統(tǒng)和車庫門的典型住宅。
高性能的Wi-Fi顯然已成為各種新設(shè)備、應(yīng)用和服務(wù)的關(guān)鍵需求。這些應(yīng)用包括低帶寬、短分組應(yīng)用,如Wi-Fi呼叫、每隔幾秒鐘對數(shù)據(jù)進(jìn)行推送或輪詢的IoT傳感器,以及帶寬密集型應(yīng)用,如視頻流。不出所料到2023年,視頻預(yù)計(jì)將占所有移動(dòng)數(shù)據(jù)流量的75%。這種非同類的流量(被下行上傳到Wi-Fi網(wǎng)絡(luò))的很大一部分包括社交實(shí)時(shí)流應(yīng)用,這些應(yīng)用對高鏈路可用性要求和按需交互視頻的延遲敏感。多種因素正在推動(dòng)視頻消費(fèi)的增長,例如更大的顯示器和更快的處理器,更多的數(shù)據(jù)密集型內(nèi)容以及AR / VR技術(shù)的日益普及。
那么,究竟是什么原因?qū)е碌?連接設(shè)備和流量的爆炸式增長需要比當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)提供更高效的無線連接方案。802.11演進(jìn)(a,b,g,n,ac)通過改進(jìn)的調(diào)制,信道綁定和MIMO提供了越來越高的數(shù)據(jù)速率。實(shí)際上,Wi-Fi 5(802.11ac)在達(dá)到千兆位吞吐率方面其表現(xiàn)十分優(yōu)秀。但是,實(shí)際Wi-Fi使用有細(xì)微差別,特別是在高密度場景中,會(huì)阻止用戶從更高的數(shù)據(jù)速率中受益。 Wi-Fi 6(802.11ax)標(biāo)準(zhǔn)通過關(guān)注效率而非原始數(shù)據(jù)速率來推動(dòng)這一趨勢。實(shí)際上,Wi-Fi 6(802.11ax)是智能確定性的, Wi-Fi 6(802.11ax)AP可以在密集和擁擠的環(huán)境中有效利用頻譜并優(yōu)化吞吐量。
簡而言之,擁擠的Wi-Fi部署類似于走走停停的交通。路上越來越多的車輛——轎車、SUV、大鉆機(jī)和兩輪車——降低了平均速度,對駕駛員(用戶)體驗(yàn)產(chǎn)生了負(fù)面影響。然而,建設(shè)包括拼車車道的多車道Wi-Fi 6(802.11ax)公路通過擴(kuò)大容量和優(yōu)化效率使每個(gè)用戶的平均吞吐量更高??梢钥隙ǖ氖牵琖i-Fi 6(802.11ax)專為高密度環(huán)境而設(shè)計(jì),并且意識到并非高速公路上的每輛車都具有相同的速度需求。例如,某些設(shè)備和應(yīng)用程序具有特定的延遲需求或突發(fā)流量需求,而其他應(yīng)用程序需要較長的電池壽命。Wi-Fi 6滿足所有這些要求。
讓我們仔細(xì)看看Wi-Fi 6(802.11ax)AP的主要功能和優(yōu)點(diǎn):
- 同時(shí)多用戶傳輸:通過關(guān)注每站的平均吞吐量而不是聚合輸出,利用MU-MIMO和OFDMA(已在蜂窩域中廣泛使用的兩種技術(shù))有效地實(shí)現(xiàn)了這一點(diǎn)。它們是在兩個(gè)方向(上行鏈路和下行鏈路)上的互補(bǔ)技術(shù),其同時(shí)有效地向多個(gè)用戶提供各種業(yè)務(wù)類型(例如:文本消息、視頻流等)。雖然當(dāng)多個(gè)用戶具有要發(fā)送的完整緩沖區(qū)流量時(shí),MU-MIMO非常有用,但是當(dāng)多個(gè)用戶擁有少量數(shù)據(jù)時(shí),OFDMA可以提供***的好處。
- 上行資源調(diào)度:此功能可能是Wi-Fi 6(802.11ax)最重要的創(chuàng)新和挑戰(zhàn)。利用上行鏈路資源調(diào)度,AP確定地分配資源,協(xié)調(diào)和調(diào)度多個(gè)客戶端的同時(shí)傳輸。
- 空間重用:多個(gè)AP通過減輕同信道干擾在共享信道上運(yùn)行。這通過稱為BSS著色的空間重用技術(shù)成為可能,其使得一個(gè)BSS中的設(shè)備能夠忽略來自相同信道上的其他BSS的幀,這些幀通常是有一定距離。
- 提高電源的效率:使用稱為目標(biāo)喚醒時(shí)間(TWT)的技術(shù),STA可以“睡眠”更長時(shí)間,從而降低功耗。 AP與STA協(xié)調(diào)以指定和預(yù)定的間隔喚醒以交換數(shù)據(jù)幀。
- 支持室內(nèi)和室外操作:Wi-Fi 6(802.11ax)包括諸如長OFDM符號之類的機(jī)制,以優(yōu)化多路徑并支持強(qiáng)大的室外部署。
- 高階調(diào)制:使用1024QAM,Wi-Fi 6可以在256QAM上容量增加25%,特別是在近距離時(shí)。
總之,隨著流媒體4K視頻和其他形式的沉浸式內(nèi)容成為常態(tài),使用較舊的Wi-Fi 5(802.11ac)AP在高密度部署方案中提供快速可靠的Wi-Fi覆蓋變得越來越困難。這正是為什么新的Wi-Fi 6(802.11ax)標(biāo)準(zhǔn)比其前身Wi-Fi 5(802.11ac)提供高達(dá)四倍的容量增長的原因。 借助Wi-Fi 6(802.11ax),在密集設(shè)備環(huán)境中部署的多個(gè)AP可以為具有更多不同使用配置文件的更多客戶端共同提供所需的服務(wù)質(zhì)量。 從我們的角度來看,Wi-Fi 6(802.11ax)正在發(fā)揮關(guān)鍵作用,幫助Wi-Fi演變成無沖突的確定性無線技術(shù),顯著提高聚合網(wǎng)絡(luò)吞吐量,以滿足高密度場所的需求。