5G别跑,Wi-Fi 6 来了
Wi-Fi 6
作者: 网优雇佣军
2018-11-06 11:30:55
59.2K
[ 闻蜂导读 ] 在无线的世界里,有两大高手仗剑江湖,一个是蜂窝网络,一个是Wi-Fi,一个从室外走向室内,一个从室内走向室外,多年来Wi-Fi是蜂窝网络的室内覆盖补充,也承担着大量的数据流量卸载,两者既爱又恨,同时又谁也离不开谁。

在无线的世界里,有两大高手仗剑江湖,一个是蜂窝网络,一个是Wi-Fi,一个从室外走向室内,一个从室内走向室外,多年来Wi-Fi是蜂窝网络的室内覆盖补充,也承担着大量的数据流量卸载,两者既爱又恨,同时又谁也离不开谁。

如今5G已在起跑线上,但5G高频段信号更难走进室内,同时运营商的传统室内分布系统在5G时代还将面临大规模的升级改造或替换,因此,面向不断发展的视频和物联网业务,这个世界将需要更强的Wi-Fi来卸载流量和填补5G覆盖缺口。

Wi-Fi 6 来了

802.11a,802.11b,802.11g,802.11n,802.11ac… 这些术语太专业了,作为技术小白,我在购买路由器的时候到底该选择哪个标准?不会被无良厂商给忽悠了吧?

瞧瞧人家运营商的2G、3G、4G、5G... 朗朗上口易推广,咱们做技术的也要有点营销技巧好不?

得了,干脆我们改名吧!(Wi-Fi联盟响起了一拍即合的啪啪声)

2018年10月4日,Wi-Fi 联盟正式宣布将下一代WiFi技术802.11ax更名为Wi-Fi 6,并将前两代技术802.11n和802.11ac分别更名为Wi-Fi 4和Wi-Fi 5。

从此,我们在购买路由器时,再也不用去研究a/b/g/n/ac/ax这些生僻术语了,只需要比较“谁的数字大”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)

后面的数字越大,速度越快,性能越强,就像您买手机一样。

以后您的手机或平板上的WiFi信号标识也将以“Wi-Fi+数字”的方式呈现:

当你在使用Wi-Fi时,像你手机上会变化的3G和4G信号标识一样,可根据后面的数字来判断当前使用的技术标准和速率等级。

5G别跑

与前几代Wi-Fi技术相比,Wi-Fi 6不一样。

得益于上行MU-MIMO、1024QAM调制方式、160MHz信道带宽、8*8MIMO等技术的引入,Wi-Fi 6的最高速率可达9.6Gbps,但是,Wi-Fi 6关注的重点并不是单设备的峰值速率。

Wi-Fi 6更关注的是密集用户场景下的平均吞吐率,关注的是应用、用户体验和整个无线生态。

Wi-Fi 6是史上速率最快,也是最灵活通用的Wi-Fi技术。

Wi-Fi 6就是为5G时代而生。

众所周知,5G有eMBB、mMTC和URLLC三大场景,面向未来4K/8K、VR/AR等高带宽视频业务和万物互联,而Wi-Fi 6的方向与5G是一致的:

•Wi-Fi 6支持多用户高速率并发,可支持家庭、体育场馆和其他公共场所等用户密集场景下的超高清视频应用。

•Wi-Fi 6优化了设备功耗和覆盖能力,可更好的支持智慧家庭、智慧城市等物联网应用。

比较Wi-Fi 5,Wi-Fi 6主要引入的新技术如下:

OFDMA

与Wi-Fi 5采用OFDM技术不同, Wi-Fi 6借用了蜂窝网络采用的OFDMA技术,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。

OFDM与OFDMA有啥区别?一张图明了。

如上图:

OFDM:终端设备在上传或下载数据时,在每个时间段内,占用整个无线信道。

OFDMA:OFDMA在频域上将无线信道划分为多个子信道(子载波),形成一个个时频资源块,用户数据承载在每个资源块上,而不是占用整个信道,从而实现在每个时间段内多个用户同时并行传输,不必排队等待、相互竞争,提升了效率,降低了排队等待时延。

OFDMA不仅提升了每个终端的平均速率、降低了时延,以面向高清视频、多屏、VR/AR等应用,OFDMA还面向智慧家庭场景。

据估计,到2020年,一个普通家庭将拥有50台无线连接设备,Wi-Fi 6引入灵活的OFDMA技术,可支持家庭的门铃、冰箱、灯泡等多种设备的无线接入。

提升覆盖范围

与蜂窝网络一样,无线覆盖范围的瓶颈在于上行。在Wi-Fi网络,AP通常发射功率更大、具有更多的天线,下行覆盖距离远,同时AP保持插入电源,不必担心功耗;但对于手机、平板和其他物联网终端,发射功率和天线数量受限,影响上行覆盖,同时必须优化电池寿命。

为此,Wi-Fi 6优化了信号上行覆盖,采用的办法与NB-IoT物联网技术相似,即终端将其能量集中在更窄的2MHz信道中,通过提升上行功率频谱密度来提升上行覆盖。

Wi-Fi 6扩展了覆盖范围,这利于其从室内走向室外,这是为未来部署园区物联网、智慧城市等铺路。

TWT优化设备功耗

Wi-Fi 6采用一种叫TWT(目标唤醒时间)的功能,允许终端设备在不进行数据传输时进入休眠状态,从而可节省高达7倍的电池功耗。

比如,你家里有多台智能家居设备接入Wi-Fi,AP可以与每台设备单独建立“唤醒协议”,终端设备仅在收到自己的“唤醒”消息之后才进入工作状态,而其余时间均处于休眠状态。

此外,TWT可配合OFDMA技术,同时唤醒多个设备实现传输视频、语音和物联网等不同业务的多设备并行连接,并根据不同业务调整流量比例和优先级,从而提升家庭用户体验。

BSS Coloring

一直以来, Wi-Fi采用CSMA/CA机制,即每次在传送数据之前,会监听无线信道上有无其他AP也在传送数据,如果有,先避让,等下个时间段再传送。这意味着多个AP工作于同一信道时,由于采用轮流单独通信的方式,会大幅降低网络容量。

必须共享信道。

BSS Coloring为每个AP“着色”,即在数据报头加入6bits的BSS Color来指定不同的AP,这样一来,当路由器或设备在发送数据前侦听到信道已被占用时,会首先检查该“占用”的BSS Color,确定是否是同一AP的网络,如果不是,则不用避让,从而允许多个AP在同一信道上运行,并智能管理多用户同时并行传输。

BSS Coloring适用于体育场、商场、园区等密集场景组网,它允许密集地部署AP,在干扰可控的前提下,为更多的用户提供更大的Wi-Fi容量。

简单的理解,这个BSS Coloring就类似于4G LTE网络中的PCI(物理小区标识),而智能管理就相当于LTE的ICIC( Inter-Cell Interference Coordination ,小区间干扰协调)技术,用于资源调度管理和减小干扰。

保护间隔

Wi-Fi走出室外的梦想不死。为了应对室外覆盖场景,Wi-Fi 6允许使用较长的保护间隔来发送数据,从而防止信号远距离传送时的多径干扰问题,据说这可以让室外Wi-Fi吞吐量提高50%。

过去,Wi-Fi已经证明了其价值。据统计,Wi-Fi承载了65%至90%的智能手机流量。

面向5G时代,Wi-Fi正向Wi-Fi 6迈进,将继续以更加经济可行的方式承载一些5G流量。

今天5G已在起跑线上,但前方的挑战不小,室内覆盖存在短板,网络致密化需要部署大量的光纤和微站,而Wi-Fi可以以更具成本效益和灵活的部署方式补充5G覆盖和容量,共同做大无线生态规模。

5G别跑,等等,Wi-Fi 6来了。

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