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Wi-Fi 6还能走多远

 4 years ago
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Wi-Fi 是现代人生活中必不可少的一个角色,2018年10 月,Wi-Fi 联盟为更好的推广Wi-Fi 技术,参考通讯技术命名方式,重新命名Wi-Fi 标准,其中802.11ax 被命名为Wi-Fi 6,11ac 被命名为Wi-Fi 5,以此类推,从1999年使用至今的802.11a命名格式正式退出历史舞台。

Wi-Fi 6作为新一代Wi-Fi无线局域网传输技术,对比Wi-Fi 5,其拥有高速率、高连接数、低延时、低功耗、安全性等诸多优势。

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在Wi-Fi 4升级到Wi-Fi 5的时候,除了提高了QAM调制方式和Wi-Fi频宽之外,还新开辟了5Ghz Wi-Fi的新频段。因为2.4Ghz频段太拥挤了,很难跑得了256QAM和80Mhz的Wi-Fi 5。如果用高速公路来类比Wi-Fi的话,那么Wi-Fi 5相比Wi-Fi 4而言,不仅是“车”能跑得更快,而且“车道”也变多了,双线小路变身高速快线,5Ghz Wi-Fi信道上更能容下快速的Wi-Fi传输。

Wi-Fi 6的局限性

然而Wi-Fi 6的升级只是沿用了Wi-Fi 5的5Ghz Wi-Fi信道,只带来了更快的“车”,没有更多的“车道”。

虽然5Ghz的频道数已经比2.4Ghz的多了,但在2020年的今天,5Ghz的拥挤程度也是非常可观。毕竟,在几年前,我们需要接入Wi-Fi的设备可能只有一部手机,或者再加上一台电脑。而现在,我们拥有各种智能设备,例如智能门铃、智能电视、智能灯泡等等。

也就是说,即使是在Wi-Fi 5的年代,5Ghz也已经快到上限了。Wi-Fi 6的加速法依然是靠提高QAM和信道频宽,这两者都需要在Wi-F干扰比较少的情况下才能有效果。

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Wi-Fi 6的困境在于160Mhz Wi-Fi难以实现。在固定的Wi-Fi总频宽下,Wi-Fi传输频宽越高,划分出的可用信道就越少,互相造成干扰的情况越大。不把“车道”做宽,不开辟新的Wi-Fi信道,Wi-Fi 6的160Mhz高速Wi-Fi就很难被应用出来。

Wi-Fi 6E = Wi-Fi 6 + 6 GHz

WiFi 6E是WiFi 6的增强版本(E代表Extended),WiFi 6E相比WiFi 6来说主要的不同就是在原有的频段上加入了6GHz频段(5925-7125 MHz,共1.2 GHz带宽)。

也就是说,Wi-Fi 6E的推出就是为了解决频谱问题。Wi-Fi 6E允许在6 GHz 频段上运行。

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Wi-Fi 6E的160Mhz的Wi-Fi信道从5Ghz的2条增加到7条。如Wi-Fi联盟所说,Wi-Fi 6E允许“增加14个80 MHz频段和7个160 MHz频段”。这对于目前拥挤的2.4GHz和5GHz来说是一个非常好的消息。这些通道不会相互重叠,有助于减少拥塞,尤其是在运行大量网络的区域。

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6GHz是一个较为空闲的频带,WiFi 6E一次可提供7个连续的160MHz频带非常适合高性能应用,这就意味着使用支持WiFi 6E的系统可以将2.4GHz和5GHz的传统频带分配给对于性能要求不高的设备,而将干净而完整的6GHz频带分配给高性能需求设备,从而让不同的设备各取所需。

除此之外,5Ghz的2条160Mhz是受DFS限制的(避免干扰雷达之类),有的地区、有的固件是不能打开DFS信道的,而6Ghz WIFI的所有160Mhz信道都不受DFS影响。

不仅如此,WiFi 6E之所以重要,还因为它能够撬动重要应用落地。WiFi 6对于上一代Wi-Fi主要是数据吞吐量的提升,而WiFi 6E相对于WiFi 6的提升则在数据吞吐量和延迟两个维度。而通信延迟的改善将成为WiFi 6E撬动新应用的关键,例如下一代多媒体应用,配合边缘计算撬动的工业应用等,这些针对高数据吞吐和低延迟需求等新应用都是WiFi 6E的强项。

此前,博通和英特尔等厂商已经开始对于WiFi 6E进行实测。根据博通公布的WiFi 6E实测结果,其峰值吞吐速率可达2Gbps,延迟则仅为2ms,其高吞吐率和低延迟的特性非常适合高性能应用。

今年4月,在联邦通信委员会的月度会议上,FCC投票通过了关于开放6GHz频段的提案,一次性释放出多达1200MHz的频段资源,即从5.925GHz到7.125GHz,供非授权使用(室内设备限低功耗的路由、智能硬件等,室外设备限制在850MHz频段同功率水平)。

Wi-Fi 6 = 淘汰 ?

Wi-Fi 6E如此有用,那之前的Wi-Fi 6设备是否可以直接淘汰了?

今年5月,高通推出了首批全新的路由器、移动端的Wi-Fi 6E系列平台,可以实现在2.4/5/6GHz三个频段同时工作。Wi-Fi 6E设备将向后兼容Wi-Fi 6和以前的Wi-Fi标准。至于以前各个厂商推出的Wi-Fi 6设备能否通过软件升级来支持Wi-Fi 6E,现在还未可知。

不过,5Ghz和6Ghz信号在物理上有本质不同,除非现在的Wi-Fi 6芯片、天线模组是有预留6Ghz,否则不可能通过升级来实现Wi-Fi 6E。

对于那些早在去年就已经购买了新的Wi-Fi 6路由器的用户来说,这可能不是一个太好的消息,但是也不用太过担忧,毕竟Wi-Fi 6E的推出还需要一些时间,现在仍为时过早。目前Wi-Fi 6才刚刚成为主流,市场上支持Wi-Fi 6E的设备还少之又少,绝大多数Wi-Fi 6E设备要到2021年以后才能问世。

展望Wi-Fi 7

Wi-Fi 6才刚在市场上普及,但是针对 Wi-Fi 7的研究已经在路上了。

Wi-Fi 7,即802.11be,协议组的现在命名是IEEE 802.11 EHT,EHT的意思是Extremely High Throughput(对比802.11ax为HEW,High Efficiency WLAN )。Wi-Fi 7工作组其实在2018年5月开始建组的,立项组是在2019年初。

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目前Wi-Fi联盟已经开始研究Wi-Fi 7 (802.11be) 标准草案,按照计划将于2021年5 月发布Draft 1.0 标准、2022 年3 月发布Draft 2.0、2022 年11 月发布Draft 3.0、2023 年11 制定最后的Draft 4.0 标准,然后在2024 年开始正式推广。

尽管Wi-Fi 7尚在开发初期,离成为最终标准还有很远,但目前透露出的一些细节已经显示出了其对于现有Wi-Fi功能的显著改进。

Wi-Fi 7支持16条数据流,引入了CMU-MIMO。Wi-Fi 6 最多支持8条数据流,而Wi-Fi 7 将会夸张地把这个数字扩大一倍。其中,C 代表Coordinated(协同),意为16 条数据流可以不由一个接入点提供,而是由多个接入点同时提供。

Wi-Fi 7 还将信号的调制方式升级到了4096QAM,以拥有更大的数据容量。无线技术当然会涉及到信号的调制方式,在802.11 ax中,标准使用的是1024-QAM 调制,而Wi-Fi 7预计将继续升级调制方式,直接使用4096-QAM,进一步扩大传输数据容量,为最高的30Gbps 打好基础。

预计首批Wi-Fi 7芯片组将于2021年进行测试,但制造商探索、完善功能并设计围绕新标准构建产品则需要花费更长的时间。总体而言,这项技术至少要到2024年才有可能普及。

参考:
https://zhuanlan.zhihu.com/p/111869900?from_voters_page=true
https://www.chainnews.com/zh-hant/articles/651510681834.htm
https://upsangel.com/router-2/6ghz-Wi-Fi-6e-is-coming-to-replace-Wi-Fi-6/
https://qooah.com/2020/04/20/wi-fi-7-is-already-under-development/


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