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5G已在起跑線上,更強(qiáng)大的Wi-Fi 6 來了

2018-10-30 11:24 網(wǎng)優(yōu)雇傭軍
關(guān)鍵詞:5GWi-Fi6通信

導(dǎo)讀:在無線的世界里,有兩大高手仗劍江湖,一個是蜂窩網(wǎng)絡(luò),一個是Wi-Fi,一個從室外走向室內(nèi),一個從室內(nèi)走向室外,多年來Wi-Fi是蜂窩網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)覆蓋補(bǔ)充,也承擔(dān)著大量的數(shù)據(jù)流量卸載,兩者既愛又恨,同時又誰也離不開誰。

在無線的世界里,有兩大高手仗劍江湖,一個是蜂窩網(wǎng)絡(luò),一個是Wi-Fi,一個從室外走向室內(nèi),一個從室內(nèi)走向室外,多年來Wi-Fi是蜂窩網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)覆蓋補(bǔ)充,也承擔(dān)著大量的數(shù)據(jù)流量卸載,兩者既愛又恨,同時又誰也離不開誰。


5G已在起跑線上,更強(qiáng)大的Wi-Fi 6 來了


如今5G已在起跑線上,但5G高頻段信號更難走進(jìn)室內(nèi),同時運(yùn)營商的傳統(tǒng)室內(nèi)分布系統(tǒng)在5G時代還將面臨大規(guī)模的升級改造或替換,因此,面向不斷發(fā)展的視頻和物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù),這個世界將需要更強(qiáng)的Wi-Fi來卸載流量和填補(bǔ)5G覆蓋缺口。

Wi-Fi 6 來了

802.11a,802.11b,802.11g,802.11n,802.11ac… 這些術(shù)語太專業(yè)了,作為技術(shù)小白,我在購買路由器的時候到底該選擇哪個標(biāo)準(zhǔn)?不會被無良廠商給忽悠了吧?

瞧瞧人家運(yùn)營商的2G、3G、4G、5G… 朗朗上口易推廣,咱們做技術(shù)的也要有點(diǎn)營銷技巧好不?

得了,干脆我們改名吧!(Wi-Fi聯(lián)盟響起了一拍即合的啪啪聲)

2018年10月4日,Wi-Fi 聯(lián)盟正式宣布將下一代WiFi技術(shù)802.11ax更名為Wi-Fi 6,并將前兩代技術(shù)802.11n和802.11ac分別更名為Wi-Fi 4和Wi-Fi 5。

從此,我們在購買路由器時,再也不用去研究a/b/g/n/ac/ax這些生僻術(shù)語了,只需要比較“誰的數(shù)字大”就可以了:

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)

后面的數(shù)字越大,速度越快,性能越強(qiáng),就像您買手機(jī)一樣。

以后您的手機(jī)或平板上的WiFi信號標(biāo)識也將以“Wi-Fi+數(shù)字”的方式呈現(xiàn):


5G已在起跑線上,更強(qiáng)大的Wi-Fi 6 來了


當(dāng)你在使用Wi-Fi時,像你手機(jī)上會變化的3G和4G信號標(biāo)識一樣,可根據(jù)后面的數(shù)字來判斷當(dāng)前使用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和速率等級。

5G別跑

與前幾代Wi-Fi技術(shù)相比,Wi-Fi 6不一樣。

得益于上行MU-MIMO、1024QAM調(diào)制方式、160MHz信道帶寬、8*8MIMO等技術(shù)的引入,Wi-Fi 6的最高速率可達(dá)9.6Gbps,但是,Wi-Fi 6關(guān)注的重點(diǎn)并不是單設(shè)備的峰值速率。

Wi-Fi 6更關(guān)注的是密集用戶場景下的平均吞吐率,關(guān)注的是應(yīng)用、用戶體驗和整個無線生態(tài)。

Wi-Fi 6是史上速率最快,也是最靈活通用的Wi-Fi技術(shù)。

Wi-Fi 6就是為5G時代而生。

眾所周知,5G有eMBB、mMTC和URLLC三大場景,面向未來4K/8K、VR/AR等高帶寬視頻業(yè)務(wù)和萬物互聯(lián),而Wi-Fi 6的方向與5G是一致的:

?Wi-Fi 6支持多用戶高速率并發(fā),可支持家庭、體育場館和其他公共場所等用戶密集場景下的超高清視頻應(yīng)用。

?Wi-Fi 6優(yōu)化了設(shè)備功耗和覆蓋能力,可更好的支持智慧家庭、智慧城市等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

比較Wi-Fi 5,Wi-Fi 6主要引入的新技術(shù)如下:

OFDMA

與Wi-Fi 5采用OFDM技術(shù)不同, Wi-Fi 6借用了蜂窩網(wǎng)絡(luò)采用的OFDMA技術(shù),多個終端可同時并行傳輸,不必排隊等待、相互競爭,從而提升效率和降低時延。

OFDM與OFDMA有啥區(qū)別?一張圖明了。


5G已在起跑線上,更強(qiáng)大的Wi-Fi 6 來了


如上圖:

OFDM:終端設(shè)備在上傳或下載數(shù)據(jù)時,在每個時間段內(nèi),占用整個無線信道。

OFDMA:OFDMA在頻域上將無線信道劃分為多個子信道(子載波),形成一個個時頻資源塊,用戶數(shù)據(jù)承載在每個資源塊上,而不是占用整個信道,從而實(shí)現(xiàn)在每個時間段內(nèi)多個用戶同時并行傳輸,不必排隊等待、相互競爭,提升了效率,降低了排隊等待時延。

OFDMA不僅提升了每個終端的平均速率、降低了時延,以面向高清視頻、多屏、VR/AR等應(yīng)用,OFDMA還面向智慧家庭場景。

據(jù)估計,到2020年,一個普通家庭將擁有50臺無線連接設(shè)備,Wi-Fi 6引入靈活的OFDMA技術(shù),可支持家庭的門鈴、冰箱、燈泡等多種設(shè)備的無線接入。

提升覆蓋范圍

與蜂窩網(wǎng)絡(luò)一樣,無線覆蓋范圍的瓶頸在于上行。在Wi-Fi網(wǎng)絡(luò),AP通常發(fā)射功率更大、具有更多的天線,下行覆蓋距離遠(yuǎn),同時AP保持插入電源,不必?fù)?dān)心功耗;但對于手機(jī)、平板和其他物聯(lián)網(wǎng)終端,發(fā)射功率和天線數(shù)量受限,影響上行覆蓋,同時必須優(yōu)化電池壽命。

為此,Wi-Fi 6優(yōu)化了信號上行覆蓋,采用的辦法與NB-IoT物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相似,即終端將其能量集中在更窄的2MHz信道中,通過提升上行功率頻譜密度來提升上行覆蓋。

Wi-Fi 6擴(kuò)展了覆蓋范圍,這利于其從室內(nèi)走向室外,這是為未來部署園區(qū)物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市等鋪路。

TWT優(yōu)化設(shè)備功耗

Wi-Fi 6采用一種叫TWT(目標(biāo)喚醒時間)的功能,允許終端設(shè)備在不進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時進(jìn)入休眠狀態(tài),從而可節(jié)省高達(dá)7倍的電池功耗。

比如,你家里有多臺智能家居設(shè)備接入Wi-Fi,AP可以與每臺設(shè)備單獨(dú)建立“喚醒協(xié)議”,終端設(shè)備僅在收到自己的“喚醒”消息之后才進(jìn)入工作狀態(tài),而其余時間均處于休眠狀態(tài)。

此外,TWT可配合OFDMA技術(shù),同時喚醒多個設(shè)備實(shí)現(xiàn)傳輸視頻、語音和物聯(lián)網(wǎng)等不同業(yè)務(wù)的多設(shè)備并行連接,并根據(jù)不同業(yè)務(wù)調(diào)整流量比例和優(yōu)先級,從而提升家庭用戶體驗。

BSS Coloring

一直以來, Wi-Fi采用CSMA/CA機(jī)制,即每次在傳送數(shù)據(jù)之前,會監(jiān)聽無線信道上有無其他AP也在傳送數(shù)據(jù),如果有,先避讓,等下個時間段再傳送。這意味著多個AP工作于同一信道時,由于采用輪流單獨(dú)通信的方式,會大幅降低網(wǎng)絡(luò)容量。

必須共享信道。

BSS Coloring為每個AP“著色”,即在數(shù)據(jù)報頭加入6bits的BSS Color來指定不同的AP,這樣一來,當(dāng)路由器或設(shè)備在發(fā)送數(shù)據(jù)前偵聽到信道已被占用時,會首先檢查該“占用”的BSS Color,確定是否是同一AP的網(wǎng)絡(luò),如果不是,則不用避讓,從而允許多個AP在同一信道上運(yùn)行,并智能管理多用戶同時并行傳輸。

BSS Coloring適用于體育場、商場、園區(qū)等密集場景組網(wǎng),它允許密集地部署AP,在干擾可控的前提下,為更多的用戶提供更大的Wi-Fi容量。

簡單的理解,這個BSS Coloring就類似于4G LTE網(wǎng)絡(luò)中的PCI(物理小區(qū)標(biāo)識),而智能管理就相當(dāng)于LTE的ICIC( Inter-Cell Interference Coordination ,小區(qū)間干擾協(xié)調(diào))技術(shù),用于資源調(diào)度管理和減小干擾。

保護(hù)間隔

Wi-Fi走出室外的夢想不死。為了應(yīng)對室外覆蓋場景,Wi-Fi 6允許使用較長的保護(hù)間隔來發(fā)送數(shù)據(jù),從而防止信號遠(yuǎn)距離傳送時的多徑干擾問題,據(jù)說這可以讓室外Wi-Fi吞吐量提高50%。

過去,Wi-Fi已經(jīng)證明了其價值。據(jù)統(tǒng)計,Wi-Fi承載了65%至90%的智能手機(jī)流量。

面向5G時代,Wi-Fi正向Wi-Fi 6邁進(jìn),將繼續(xù)以更加經(jīng)濟(jì)可行的方式承載一些5G流量。

今天5G已在起跑線上,但前方的挑戰(zhàn)不小,室內(nèi)覆蓋存在短板,網(wǎng)絡(luò)致密化需要部署大量的光纖和微站,而Wi-Fi可以以更具成本效益和靈活的部署方式補(bǔ)充5G覆蓋和容量,共同做大無線生態(tài)規(guī)模。

5G別跑,等等,Wi-Fi 6來了。