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Wi-Fi 6来了:更新家里路由器正当时

2019年06月22日  | 移动技术网科技  | 我要评论

wi-fi 6来了,到底是先换终端还是先换路由器?这似乎是一个“先有鸡还是先有蛋”的问题。况且就802.11ac标准而言,其单频的传输速率已达到1733mbps,真的需要这么着急为家里的路由器更新换代吗?正好,趁着618到来之前,不妨先在这里讨论讨论,再做决定。

都说wi-fi 6能够我们带来更快更稳定的连接,然而这么说却过于泛泛。因此,在正式讨论这个问题之前,我们需要先了解wi-fi 6究竟好在哪?以及都带来了哪些技术上的升级?

先来认识下wi-fi 6

去年10月初,wi-fi联盟将基于802.11ax标准的wi-fi正式纳入正规军,成为第六代wi-fi技术,并借着推广802.11ax的机会,将wi-fi规格重新命名,新标准802.11ax改名为wi-fi 6。不仅改了命名规范,在wi-fi设备网络连接方面,也采用了新图标。

wi-fi 6来了:更新家里路由器正当时

当然,wi-fi 6的新并不仅仅体现在图标上而已。这里,我们给大家汇总了一下:

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wi-fi 4(11n)诞生于2009年,凭借40mhz频宽与mimo技术,将wi-fi理论带宽从11a/g的54mbps升至600mbps(150mbps x 4条空间流),且并11n同时支持2.4g和5g双频段,完美取代旧标准。

wi-fi 5(即11ac)诞生于2013年。最初版本(wave 1)凭借80mhz频宽,将wifi单流带宽提升至433mbps;到了2016年第二版(wave 2)借鉴部分11ax特性,将频宽再次翻倍到160mhz。但值得注意的是,wi-fi 5只支持5g频段。

wi-fi 6(11ax)同时支持2.4g和5g频段,是真正意义上的第六代wi-fi迭代标准。未来,无疑将取代市面上的11n和11ac产品。此外,wi-fi 6还带来了完整版的mu-mimo(支持8个终端上行/下行mu-mimo),同时引入ofdma技术,实现与mu-mimo互补的另外一种并行传输能力,而且比mu-mimo更灵活更实用。

wi-fi 6到底厉害在哪?

与前几代wi-fi技术相比,wi-fi 6为我们带来了更极致的用网体验与更大的容量;不仅如此,它还将助力物联网发展,同时结合ar/vr、云计算、人工智能等诸多创新技术,渗透进各行业,更好地服务于客户的业务创新。

首先,wi-fi 6带来了速率上的大幅提升。哪些因素与wi-fi速率有关呢?如公式“wi-fi理论带宽=(符号位长×码率×数据子载波数量)×(1/传输周期)×空间流数”所示,速率提升主要由调制方式、数据子载波数量、码率、传输周期和空间流等几个指标共同决定。

其中,调制方式决定无线信号子载波单个符号的数据密度,在相同频宽下,使用更高阶的调制技术就能实现更高速率的提升,而wi-fi 6采用便是更高阶的调制编码方案1024-qam(wi-fi采用的是256-qam),使其最大连接速率提升至9.6gbps。

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此外,wi-fi 6的“6”还体现在了高密度接入。其使用了ofdma(orthogonal frequency division multiple access,即正交频分多址),能将无线信道划分为多个子信道(子载波),形成一个个频率资源块,用户数据承载在每个资源块上, 而不是占用整个信道,实现在每个时间段内多个用户同时并行传输。

相较wi-fi 5的ofdm方案是按订单发车,不管货物大小,来一单发一趟,哪怕是一小件货物,也发一辆车,这就导致车厢经常是空荡荡的,效率低下,浪费了资源。ofdma方案则会将多个订单聚合起来,尽量让卡车满载上路,使得运输效率大大提升。

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通过了解ofdma的工作机制可以看到,ofdma实现了多个用户同时进行数据传输,这增加了空口效率,接下来我们分别看一下上行ofdma和下行ofdma的工作原理。

另一个很重要的方面是,wi-fi6支持mu-mimo,也就是我们常说的多用户多入多出,允许路由器一次与多达8个设备同时通信,且同时支持上下行mu-mimo,无需依次进行通信;相比之下,虽然wi-fi 5也支持mu-mimo,但路由器一次只允许与四个设备通信,且只支持下行mu-mimo。

这么说可能有点抽象,我们用交通打个比方,就意味着道路由4车道单向扩充为8车道双向,同时多个设备也不再像许多车辆排队等待从一个出口驶出那样,它们可以从不同的道路同时、高效地驶出/驶入,而不再是依次排队行驶,大大提高效率。

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不过,这里要说明一下的是,虽然ofdma和mu-mimo针对多用户的上下行,都提高了无线的接入密度,但其实两者差别还是很大的。尽管两者均为并行传输解决方案,但既不是迭代关系,也不是竞争关系,而是互补关系。它们的技术原理不尽相同,适用的场景也有所区别,具体使用时需要根据服务的应用类型而定。

此外,wi-fi 6厉害的另一个体现,就是其抗干扰能力。我们说,wi-fi信号无处不在,使得无线之间的干扰也是无处不在的,一方面是来自相邻频段的无线电波叠加引起干扰,会导致数据损坏;另一方面,是同频干扰,虽不会损坏数据却会是竞争开销增加。

 表面上看,造成这些干扰的原因是由于我们环境中经常遇到很多孤立安装的ap,因此无线信号出现了很多交叉覆盖从而造成了干扰;但从技术原理层面来看,造成干扰的原因是由于传统802.11技术是使用了载波监听多路访问/冲突避免技术(csma/ca)来实现接入控制。

 为了解决csma/ca技术在密集ap环境中性能低下的问题,wi-fi 6提出了一种信道空间复用技术(spatial reuse technique),使用bss(basic service set,基础服务集合)着色位(color bit)来标识这个数据帧属于哪个bss,因此也被称作“bss着色”(bss coloring)技术。

 通过“bss着色”技术,无线设备就能通过新增的着色位来识别来无线报文是来自bss还是obss(0verlapping basic service sets,重叠基本服务集)的信号,这样就能利用提升bss之间的cca-sd(clear channel assessment signal detection)的门限,动态的降低bss内部的cca-sd门限来实现对obss相应数据帧的忽略。

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之所以说wi-fi 6可以助力物联网的发展,原因在于其支持twt(target wakeup time,即目标唤醒时间)技术。其允许ap规划与设备的通信,协商什么时候和多久会唤醒发送/接受数据,可将终端分组到不同的twt周期,减少了保持天线通电以传输和搜索信号所需的时间,意味着减少电池消耗并改善电池续航表现,同时也减少唤醒后同时竞争无线资源的设备数量。

未来,智慧建筑场景中的智能水表,烟感,门禁…智能工厂场景的机床、agv、出入库扫码设备等多种类型智能设备都可接入wi-fi。得益于twt,每台设备可单独建立"唤醒协议",终端设备仅在收到自己的"唤醒"信息之后才进入工作状态,而其余时间均处于休眠状态,可以节省高达7倍的电池功耗。

同时,这使得一些需高带宽通信的物联网设备成为可能,比如智能办公设备,twt可以可以节省高达7倍的电池功耗。但twt并不是对所有设备都有帮助,例如笔记本电脑需要持续的互联网访问,因此不太可能过多地受益于此功能(或许进入睡眠状态时影响更大),对偶尔需要更新其状态的小型、低功耗设备更有益处。所以说,twt技术表明了wi-fi 6拥抱物联网的决心。

需要现在更新家里的路由器吗?

既然wi-fi 6这么牛,那到底需不需要现在就将家里的路由器进行更新换代呢?其实,还要看你具体的使用需求,具体问题具体分析。

一种情况是,你的手机、笔记本等终端已经支持wi-fi 6标准。那么此时,我们建议大家将家里的路由器也进行升级换代,毕竟作为家庭无线网络的输出端,路由器如果不支持wi-fi 6,那终端支持也是如同虚设。大家在购买时,还要认准路由器盒子上写着支持802.11 ax或者 wi-fi 6就可以了。

此外,另一种情况是上网的智能终端目前还不支持wi-fi 6,但家里的路由器所支持的无线标准陈过时了,比如还支持wi-fi 4。如果是这种情况,我们建议不妨直接将家里的路由器升级到支持wi-fi 6标准的新品,一步到位。毕竟除了手机、笔记本外,随着wi-fi 6的迅速普及,智能家居领域也会顺势推出大量支持wi-fi 6的新品,左右都要为路由器更新换代,可以考虑直接购买支持wi-fi 6的无线路由器。

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目前,已经有华硕、网件等厂商推出了支持wi-fi6无线标准的旗舰级无线路由器。例如华硕这款售价2599的rt-ax88u,就支持最新的wi-fi6标准(802.11ax)。其中,2.4g速率高达1148mbps,5g速率高达4804mbps,双频无线并发速率更是高达6000mbps。不仅外观看上去科技感十足,还为用户提供了2个usb3.0接口,1千兆wan口,8个千兆lan口。

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