Wi-Fi 6來了，你約嗎？
如果要投票評選這兩年無線技術(shù)界的“紅人榜”，5G無疑會穩(wěn)居榜首。不過在5G高歌猛進(jìn)的同時，其他無線技術(shù)也都沒有閑著，都在頑強(qiáng)地沿著自己的既定方向不斷進(jìn)化，以期在日益激烈的競爭中穩(wěn)固自己的根據(jù)地，并伺機(jī)圖謀更大的市場版圖。
2019年的9月，Wi-Fi聯(lián)盟宣布正式啟動Wi-Fi 6認(rèn)證計(jì)劃授權(quán)，此舉意味著Wi-Fi 6標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)開始付諸實(shí)用。這讓大家重新將目光聚焦在了Wi-Fi這個常伴在我們身邊，卻似乎已沉寂多時的“老朋友”身上。
不斷提升的速度
回顧Wi-Fi的發(fā)展史，促使其誕生的最初動機(jī)，并非要樹立一個無線局域網(wǎng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐跽撸鴥H僅是想用一種無線技術(shù)解決商店收銀機(jī)之間布線的繁瑣工作。不過很快人們就意識到這個技術(shù)的價值，于是推進(jìn)其成為IEEE 802.11國際標(biāo)準(zhǔn)，再加上PC的興起和一眾電腦廠商的擁立，令Wi-FI最終成為了局域網(wǎng)中大吞吐無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟欢x。
雖然Wi-Fi具有“無線”的便利性，但是在數(shù)據(jù)傳輸速率上，一直有飛速發(fā)展的有線的以太網(wǎng)技術(shù)與其做對標(biāo)，因此速率的提升一直是Wi-Fi技術(shù)演進(jìn)的一個核心要務(wù)，而且事實(shí)證明Wi-Fi沒有讓大家失望。
作為一個工作于2.4GHz UHF或5GHz SHF ISM射頻頻段的無線局域網(wǎng)技術(shù)，Wi-Fi的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)經(jīng)歷了五個版本的迭代升級。
- 1999年制定的第一代Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)(802.11b)，工作于2.4GHz，可提供最高11Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率，奠定了Wi-Fi的商用基礎(chǔ)。
- 同期發(fā)布的速率更高的第二代Wi-Fi(802.11a)，最高傳輸速率達(dá)54Mbps，不過其工作在5GHz，與802.11b不兼容，因此僅在一些專業(yè)領(lǐng)域被采用。
- 2003年，第三代Wi-Fi(802.11g)駕到，其在2.4GHz頻段上實(shí)現(xiàn)了54Mbps的傳輸速率，且向后兼容，讓W(xué)i-Fi性能上了一個臺階。
- 2009年第四代Wi-Fi(802.11n)發(fā)布，其可工作于2.4GHz和5GHz兩個頻段，在使用雙倍寬度的40Hz通道與四天線配置時，可以實(shí)現(xiàn)高達(dá)600Mbps的數(shù)據(jù)速率。
- 接下來在2016年推出的第五代Wi-Fi(802.11ac wave2)，是802.11n的擴(kuò)展版，特別針對5GHz頻段做了優(yōu)化，且在2.4GHz頻段中向后兼容上一版規(guī)范，最高傳輸速率為1.73Gbps。
圖1，Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展和比較(資料來源：NXP)
如今Wi-Fi聯(lián)盟祭出的Wi-Fi 6是第六代規(guī)范，從技術(shù)上講Wi-Fi 6 的單用戶數(shù)據(jù)速率比 802.11ac快37%，而在綜合使用各種新技術(shù)的情況下，新規(guī)范預(yù)計(jì)將提供四倍的吞吐量，達(dá)到10Gbps的傳輸速率!可以說，這將Wi-Fi用戶體驗(yàn)提升到一個新高度。
在高速之外
但是，如果你認(rèn)為Wi-Fi 6僅僅是又一次單純的速度上的升級，那就想得太簡單了。實(shí)際上，Wi-Fi聯(lián)盟在Wi-Fi 6的“皮兒”里塞了相當(dāng)豐富的新技術(shù)“餡料”，真正看懂了才會由衷地發(fā)出“真香”的贊嘆。我們不妨對Wi-Fi中的關(guān)鍵技術(shù)做一個梳理：
1. OFDMA：
Wi-Fi 6在上行和下行鏈路中引入了OFDMA (正交頻分多址)技術(shù)，它允許多達(dá)30個用戶同時共享一個信道來減少延遲、提高容量和提高效率。這使得Wi-Fi 6可以實(shí)現(xiàn)與蜂窩網(wǎng)絡(luò)可靠性比肩的穩(wěn)定性，而在此前的Wi-Fi規(guī)范中，奉行的是一種“盡力服務(wù)(Best Effort)“的聯(lián)網(wǎng)模式，有時在Wi-Fi信號很強(qiáng)時卻會出現(xiàn)無法連網(wǎng)的情況，很影響用戶體驗(yàn)。OFDMA技術(shù)帶來的更強(qiáng)的聯(lián)網(wǎng)穩(wěn)定性和可靠性，也會令Wi-Fi 6的應(yīng)用場景更多元化。
2. MU-MIMO：
MU-MIMO(多用戶MIMO)不是Wi-Fi 6引入的新技術(shù)，但其在上一代規(guī)范基礎(chǔ)上做了大幅優(yōu)化——Wi-Fi 5 Wave 2中的引入了多用戶MU-MIMO，僅支持下游四個、上游一個同時連接，而 Wi-Fi 6則能夠處理上下行的8個數(shù)據(jù)流，讓多用戶支持更游刃有余。
3. 1024-QAM：
在調(diào)制方式上，Wi-Fi 6啟用了1024-QAM編碼以提高每個有效負(fù)載中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量——Wi-Fi 5中采用的是256-QAM調(diào)制，Wi-Fi 4中的是64-QAM調(diào)制——通過在每個數(shù)據(jù)包中塞入更多的數(shù)據(jù)來進(jìn)一步提高吞吐量。另外，1024-QAM每OFDM symbol使用10 bits，比256 QAM使用的8 bits提升了25%的容量，使得80MHz信道的理論單流數(shù)據(jù)速率增加39%，達(dá)到600Mbps。
4. 動態(tài)分配：
相比Wi-Fi 5采用的靜態(tài)分配(static fragmentation)，Wi-Fi 6中的動態(tài)分配 (Dynamic fragmentation)機(jī)制允許數(shù)據(jù)包的片段具有不同的大小，可以更好地利用網(wǎng)絡(luò)資源。
5. 目標(biāo)喚醒時間(TWT)：
之前Wi-Fi為了更省電，采用了定時(Regularly Schedule)喚醒方式，讓設(shè)備在固定時間被喚醒，進(jìn)行傳輸后再休眠，但有時在設(shè)備被喚醒的時間內(nèi)并沒有要傳輸?shù)膬?nèi)容，仍然會造成不必要的能耗。而Wi-Fi 6中新增的目標(biāo)喚醒時間(Target Wake Time，TWT)功能，可根據(jù)終端與網(wǎng)絡(luò)之間的協(xié)商，因需求而決定喚醒時間，令功耗盡可能降至最低，甚至能達(dá)到BLE的功耗等級。這無疑會令人對以往高功耗的Wi-Fi刮目相看。
圖2，Wi-Fi 6關(guān)鍵技術(shù)一覽(圖片來源：Wi-Fi聯(lián)盟)
從以上的分析不難看出，Wi-Fi 6所追求的并非僅僅是單個設(shè)備的峰值速率的提升，其更大的“野心”至少體現(xiàn)在兩個方面：一是覆蓋和連接更多數(shù)量、更多類型的產(chǎn)品;二是在更“密集”的網(wǎng)絡(luò)連接情況下，實(shí)現(xiàn)更高的數(shù)據(jù)吞吐和可靠性。可以說，Wi-Fi 6是室內(nèi)無線網(wǎng)絡(luò)的一次重要創(chuàng)新!
應(yīng)用新天地
任何標(biāo)準(zhǔn)版本更新的背后，都有其更深遠(yuǎn)的商業(yè)考量。從Wi-Fi 6身上我們不難看出，由于支持更大規(guī)模的用戶連接、更高的速率和可靠性，Wi-Fi有望向更廣闊的商業(yè)應(yīng)用場景拓展，甚至進(jìn)入一些以前看來“非典型”的低功耗場景，帶來全新的應(yīng)用體驗(yàn)。
另一個方面，在處理與5G網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系上，兩者雖然有市場重疊，但Wi-Fi 6體現(xiàn)出來的更多的是互補(bǔ)性。要知道，Wi-Fi 6和5G兩者各有所長：5G網(wǎng)絡(luò)使用的高頻頻譜在室外應(yīng)用時信號干擾較小，但在室內(nèi)極易衰減，且網(wǎng)絡(luò)部署和運(yùn)維成本較高;而Wi-Fi 6更適于在室內(nèi)、密集信號區(qū)、固定區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)連接，部署和運(yùn)維成本也更低廉。所以已經(jīng)有人在盤算將Wi-Fi 6的路由器打造成5G的室內(nèi)中繼小基站，讓用戶在室內(nèi)蜂窩信號受限的情況下，仍然可以使用5G網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，且可在兩種無線通信之間智能切換。
特別值得一提的是，Wi-Fi 6還將引領(lǐng)另一個趨勢，那就是6GHz頻段的啟用，這意味著更高的速度和更可靠的連接。有人預(yù)測，未來可能會出現(xiàn)一種混合式的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)——一個局域網(wǎng)中有兩個網(wǎng)關(guān)，骨干網(wǎng)連接使用6GHz頻段，干擾少，速度快;而2.4GHz+5GHz則用作家庭終端設(shè)備之間的連接。
可以看到，Wi-Fi 6的市場之旅才剛剛開始，在2020年其發(fā)展會進(jìn)入一個活躍期，相關(guān)新品推出頻度會加快，行業(yè)中的相關(guān)并購也會更頻繁，各路玩家都會在這個階段積極布局卡位。面對這樣一個重要角色，你是不是也應(yīng)該考慮“約”一下呢?
