雷军所说的WiFi 6,你值得拥有吗?

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白告天
2020-02-21 · 15:32
[ 亿欧导读 ] 小米近期发布了10周年梦幻手机小米10,引入了一个重大技术升级——WiFi 6,引起了广泛关注。
雷军,WiFi 6,5G,雷军,MU-MIMO,OFDMA 图片来自“特定授权”

小米近期发布了10周年梦幻手机——小米10,正式进入高端手机市场。除去各项参数,产品本身没有什么惊喜,但是小米10引入了一个重大技术升级,引起了广泛关注。

雷军在发布会上专门用了5分钟来讲这个技术——WiFi 6,可能不少人都是第一次听说WiFi 6,那么这个雷军花5分钟来讲的WiFi 6到底是什么?

WiFi 6是什么?

WiFi 6,其实就是第6代无线技术——IEEE802.11ax,802.11是什么?你估计不知道。

故事还要从23年前说起。

1997年,全球最大的专业学术组织电气电子工程师协会(Institute of Electrical and ElectronicsEngineers,IEEE)推出了世界上第一个无线局域网标准IEEE802.11,工作频段为2.4GHz,数据传输速率为2Mbit/s,实现了无线上网,解决了上网受网线束缚的问题。

为满足日益增长的无线上网需求,IEEE先后推出了802.11a,802.11b,802.11g,802.11n,802.11ac等标准(见下图),得到了大量厂商支持,获得了广泛应用,特别是广泛应用于宾馆、饭店、机场、车站、体育馆、会场、大学教室、图书馆、办公室、家庭等室内。

WiFi工作频段及传输速率

随着手机和平板电脑等无线终端的普及和应用,人手1部或多部无线终端成为常态。无线终端接入数量的大幅提升,对无线接入带宽并发数量时延等提出了更高要求。

为满足人们对无线接入的需求,IEEE802.11工作组从2014年开始研发新的无线接入标准802.11ax,并于2019年中正式发布,是IEEE802.11无线局域网标准的最新版本,提供了对之前的网络标准的兼容,也包括现在主流使用的802.11n/ac。

电气电子工程师学会为其定义的名称为IEEE802.11ax,负责商业认证的Wi-Fi联盟为方便宣传而称作WiFi 6。

WiFi 6有哪些特点?

①速度

WiFi 6在160MHz信道宽度下,单流最快速率为1201Mbit/s,理论最大数据吞吐量9.6Gbps。跟前五代比一比:

第一代 802.11b(Wi-Fi 1),最快11Mbit/s

第二代 802.11a(Wi-Fi 2),最快54Mbit/s

第三代 802.11g(Wi-Fi 3),最快54Mbit/s

第四代 802.11n(Wi-Fi 4),单流带宽最快150Mbit/s

第五代 802.11ac(Wi-Fi 5),单流带宽最快867Mbit/s

相对WiFi 5(802.11ac),提升至1.4倍;相对WiFi 4(802.11n),提升至8倍。

②续航

这里的续航针对连接上WiFi 6路由器的终端。WiFi 6采用TWT(目标唤醒时间),路由器可以统一调度无线终端休眠和数据传输的时间,不仅可以唤醒协调无线终端发送、接收数据的时机,减少多设备无序竞争信道的情况,还可以将无线终端分组到不同的TWT周期,增加睡眠时间,提高设备电池寿命。

③延迟

WiFi 6平均延迟降低为:20ms,WiFi 5平均延迟是30ms。

WiFi 6核心技术

WiFi 6与前面几代无线技术不同的地方在于引进或者升级了两大技术,MU-MIMO(Multi-UserMultiple-Input Multiple-Output,多用户-多输入多输出)和OFDMA(正交频分多址技术)。

MU-MIMO

如今,每个家庭需要连接Wi-Fi的设备越来越多,在同一个Wi-Fi网络内,在电视上看个高清电影很可能会让正在看直播的手机卡顿。在饭店吃饭时,Wi-Fi信号明明满格,但网速慢到难以忍受。这是为什么呢?

原因很简单:根据802.11ac标准,AP(路由器、热点)一次只能和一个终端通讯。在同一时刻,如果大量设备接入到同一个Wi-Fi网络,网络就会变慢变卡,就好比100辆车同一时间挤在一条马路上行驶,开得动?

有什么办法可以改变这个问题呢?答案是MU-MIMO。

引入MU-MIMO技术就可以改变Wi-Fi网络的运行方式,改善网络资源利用率,显著提高网络总吞吐量和总容量,将终端上网速度大幅提升。

MU-MIMO是指在无线通信系统里,一个基站同时服务于多个移动终端,基站之间充分利用天线的空域资源与多个用户同时进行通信。

WiFi 5在下行用了MU-MIMO技术,WiFi 6则延续了WiFi 5所带来的MU-MIMO(多用户多输入多输出系统),但WiFi 6支持完整版的MU-MIMO技术,支持上下行,可以一次同时支撑8个终端设备上行/下行传输更多数据,是WiFi 5的两倍。

WiFi 6让路由器利用多天线同时跟多个终端设备进行沟通,做到“一心多用”。比起过去只能单天线单设备同时通信的设计,MU-MIMO更能胜任提升网络速率,连接更多设备的需求。

OFDMA

与WiFi 5采用OFDM(正交频分复用技术)技术不同,WiFi6借用了蜂窝网络采用的OFDMA,多个终端可同时并行传输,不必排队等待、相互竞争,从而提升效率和降低时延。举个例子,原来一个时间段只能有一个载波去传输一个数据包,采用OFDMA后就相当于在一个时间段可以有多个载波同时传输多个数据包。

OFDM&OFDMA

虽然OFDMA和MU-MIMO都是允许多个设备同时传输的技术,但它们却截然不同。OFDMA可以在低吞吐量或小包应用(如物联网传感器)的高密度环境中提供帮助,而MU-MIMO可以帮助实现高吞吐量应用。OFDMA技术是对MU-MIMO的补充。

OFDMA和MU-MIMO作为WiFi 6的核心技术,通过分别在频率空间和物理空间上提供多路并发技术,带来了网络性能与速度的极大提升,全面优化用户体验,重新定义了WiFi的速度与激情。

WiFi 6值得拥有吗?

答案是肯定的,但不是现在。

由于WiFi 6技术刚出来,芯片还没有成熟,产量不高,所以现在市面上WiFi 6相关路由器价格还是特别昂贵,动辄上千元。

WiFi 6价格

如果你家庭有较多的WiFi 6终端手机(iPhone11、三星s10/note10、小米10等手机),较多支持WiFi 6的笔记本电脑和其他的设备,内网有NAS及影音服务;那么WiFi 6非常值得投资,如果没有的话,可以等WiFi 6路由器普及,升级路由器可以考虑WiFi 5先过度。

WiFi 6和5G

WiFi 6和5G对比怎么样呢?

5G是蜂窝数字移动通信技术,既可用于广域高速移动通信,又可用于室内无线上网,具有传输速率高、时延小、并发能力强等优点,但系统复杂、成本高。WiFi 6是无线接入技术,主要用于室内无线终端上网,具有传输速率高、系统简单、成本低等优点,但不适用于高速移动通信。5G和WiFi 6具有以下特点:

(1)5G上行峰值传输速率达10Gbit/s,下行峰值传输速率达20Gbit/s。WiFi 6在80MHz带宽下,单条空间流的峰值速率为600Mbit/s,在带宽为160MHz、8条空间流的情况下,峰值速率达9.6Gbit/s。

(2)5G在eMBB场景下时延小于4ms,在uRLLC场景下时延小于1ms。WiFi 6平均时延为20ms,远高于5G的时延。因此,在时延方面,5G优于WiFi 6。

(3)5G移动性强,跨区连接速度快,可实现跨区网络无缝切换。WiFi 6跨区建立连接慢。

(4)5G系统复杂、成本高,WiFi 6系统简单、成本低。因此,在系统建设投入方面,WiFi 6优于5G。

结 语

2020年是5G商用元年,5G理论速度达到了10Gbps,上一代WiFi在网速、连接设备数等都被5G完爆。WiFi是否会被5G取代?大家估计都没有低。直到WiFi 6出来,大家才知道5G遇到对手了。

但是5G和WiFi 6是对手吗?笔者认为不是。

5G网络和WiFi 6都各有自己的使用场景和对象,网络使用选择取决于用户,随着技术的发展,5G和WiFi 6会相互配合,在不同场景下,发挥各自优势,满足最终用户的需求。

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