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小科普—让你见识一下Wi-Fi 6 到底有多6

发布时间:2021-10-20 发布时间:
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在以高通、博通、Quantenna等芯片厂商为首的上游企业带动下,支持下一代无线标准的802.11ax无线芯片纷纷亮相,甚至首款支持该无线制式的路由器也已出炉,都让WLAN(无线局域网)标准向第六代演进的路径变得更为明晰与真切起来。

Wi-Fi是如何命名的

在以前,Wi-Fi版本世代是通过一个字母或一对字母来标识区分的,这些字母都指向了无线标准。当前版本是802.11ac,更早前还有802.11b、802.11a、802.11g和802.11n。但是,这对大多数人来说是不可理解的,所以,Wi-Fi联盟采取了类似运营商命名移动通信技术1G/2G/3G/4G/5G的办法。于是,现在的Wi-Fi版本不是802.11ac,而是Wi-Fi 5。当初人们如果从第一版本的Wi-Fi 802.11b就开始这样命名,可能会更有意义。

现在,你不用再去思考“ac”是不是比“n”好,或者两个版本是否能同时工作,你只需要看看数字就可以了。比如,Wi-Fi 5与Wi-Fi 4相比,“5”比“4”大,所以Wi-Fi 5显然更好。后面的数字越大,速度就越快,性能也越强。而且,由于Wi-Fi网络一直在一起工作,Wi-Fi 5设备也应该能够连接到Wi-Fi 4设备,这一点就更清楚了。需要特别指出的是,从技术上讲,Wi-Fi 1、Wi-Fi 2和Wi-Fi 3没有被联盟正式命名,因为它们没有得到广泛的应用。

802.11g/n是当今Wi-Fi主流

说到无线标准,从最初的802.11a、802.11b,到802.11g、802.11n,以及目前逐渐成为主流的802.11ac,每次全新无线标准的更迭都会成为一场Wi-Fi性能进化的“重头戏”。其中,影响广泛、应用时间跨度大的还是要算802.11g和802.11n两大标准。自2003年802.11g无线标准出现后,距今已有14个年头,但其完全被802.11n无线标准所取代恐怕也只是近些年的事。

拥有至少54Mbps传输速率的802.11g无线设备,由于可为企业与消费级领域提供相对快速、流畅的无线应用,在促进Wi-Fi发展壮大进程中起到了关键的推手作用,让“Wi-Fi”这个名词进入人们的视野,并逐渐深入人心。

不过,真正让Wi-Fi开疆拓土、称霸全球的还得说是802.11n标准的全面铺开。由于802.11n中引入了MIMO(多进多出)和载波聚合技术,将无线速率快速提升到今天人们所熟知的300Mbps、450Mbps级别无线产品。而且802.11n不仅兼容2.4GHz频段无线的覆盖优势,还支持5GHz频段无线的大带宽高速传输,令802.11n无线产品的适用性更加广阔。

802.11ax将成为下代Wi-Fi主力军

作为接棒802.11ac的下一代Wi-Fi,802.11ax在理论无线速率方面的平均吞吐量能达到802.11ac标准的4倍。802.11ax理论吞吐量可达802.11ac的4倍802.11ax理论吞吐量可达802.11ac的4倍。

Wi-Fi 6,也就是802.11ax,曾在2016年11月和2017年9月分别提出了第一版和第二版标准草案,然而均未能获得802.11ax工作小组75%以上成员投票认可,目前的第三版,也就是3.0版本草案仍在商讨中,预计会在2019年完成正式标准化。

虽然正式标准化并未完成,但是并不影响802.11ax的技术发展。

Wi-Fi6技术原理

Wi-Fi6现在可以将无线信道分成很多子信道。这些子信道中的每一个都可以承载用于不同设备的数据。这是通过所谓的正交频分多址(OFDMA)来实现的。Wi-Fi接入点可以同时与更多设备进行数据传输。新的技术标准还改进了MIMO——多入多出。这将允许接入点同时与多个设备进行数据传输。使用Wi-Fi5时,接入点可以同时与设备进行通信,但是这些设备不能同时响应。Wi-Fi6对多用户或MU-MIMO进行了技术革新,它将允许设备同时响应无线接入点。

MU-MIMO技术

MU-MIMO即多用户输入输出技术,也是主要应用于802.11ac WAVE2的技术。相较应用在802.11n上的MIMO(多天线传输)技术而言,主要改善了路由器天线闲置的情况,允许路由器分割天线,独立地为不同的设备传输。2015年推出的802.11ac Wave 2一个主要特性是应用了MU-MIMO技术,使得其AP节点可以同时向多个支持MU-MIMO的客户端发送数据包,解决了无线路由器之前一次只能和一个终端通信的问题。802.11ac Wave 2当时支持的最大规格是4×4 MU-MIMO,可以同时向4个终端共享下行的MU-MIMO数据包。

相较而言,802.11ax拥有8×8 MU-MIMO,可以同时向8个终端共享上行、下行的MU-MIMO数据包。另外,采用802.11ax标准的设备从AP向终端发送数据包时,一个数据包可以面向多个终端节点发送,而且这几个终端节点也能够协调,同时向AP端、网络上行发送数据包。数据包同时到达AP,AP也可以解码、同时接收所有的数据包,因此效率就有所提高。

OFDMA技术

802.11ax采用的是OFDMA(正交频分多址)调制方式,该技术是OFDM技术的演进。OFDMA如今已经在蜂窝网络中普遍应用,其可以把各种大小的数据包从调制的角度组合在一起,系统开销可以通过共享而降低,并能同时支持上行和下行,因而效率得到提高。同时,OFDMA的符号的长度也得以增长,每一个调制信号的符号长度变成802.11ac的4倍。调制的长度越长,在多路径的情况下,AP端、客户端就能有更多的机会可以充分利用多路径,通过更宽的窗口把不同角度反射过来的信号组合在一起。这就让实际应用场景中,特别是远距离传输的时候,在多路径比较强的情况下,解码能力增强,接受的稳定性也更大了。

MCS(调制与编码策略)的提升

这里涉及到的是QAM,即正交振幅调制,正交振幅调制正交载波调制技术与多电平振幅键控的结合。802.11ac最高只支持256-QAM,802.11ax可以支持到1024-QAM。由于调制码的密度越大,承载的数据量也就越大,802.11ax相较802.11ac在承载数据量的能力上提高了2到3倍。如果从数据角度来看,单条空间流80M带宽的关联速率从433Mbps提升到了600.4Mbps,理论最大关联速率(160M带宽,8条空间流)从6.9Gbps提升到9.6Gbps左右。

802.11ax支持2.4GHz和5GHz双频段,也继承了Wi-Fi的向下兼容的特性。关于802.11ac与802.11ax在频段、信道带宽、FFT大小、副载波间隔、数据传输速率等方面的具体性能对比:

将迎新一轮更新换代潮

802.11ax适合高密场景Wi-Fi应用

以上种种特性,显然都为802.11ax的到来,吊足了用户的胃口。可以预见,未来在车站、机场、学校、体育场馆等高密度场景下,人们能够随意、流畅地连接Wi-Fi网络,而不用再担心掉线、卡顿等囧状出现。甚至高效的无线传输机制能够为手机等无线终端节省电量,提升电池的续航时间。

Cypress率先启用助力车载信息娱乐系统进入新等级

全新的Wi-Fi®和蓝牙®Combo(组合)解决方案能够实现多台设备的同步数据传输,可应用在不同级别的汽车当中。全新的信息娱乐平台包括搭载了赛普拉斯同步双频带(RSDB)架构的Wi-Fi 6(802.11ax)和蓝牙(Combo)组合解决方案。RSDB已成为极致互联信息娱乐体验的“代名词”,它将两个完整的Wi-Fi子系统集成到单个芯片中,能够使两个独立的数据流以全吞吐量的速度同时进行传输。而新加入的Wi-Fi 6则可实现千兆位级别的吞吐量,并提高多设备间同时传输内容的可靠性。

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高端信息娱乐系统需要实现高吞吐量、多角色和并行的操作,从而为Apple®CarPlay、Android Auto和Mirrorlink等应用实现无线镜像功能。赛普拉斯的Wi-Fi和蓝牙Combo(组合)解决方案能够满足以上需求,还能提供多用户同时连接的Wi-Fi热点和内容访问,以及用于视频和蓝牙音频的多频段/多波段共存。赛普拉斯CYW89650 2x2+2x2 Wi-Fi 6和蓝牙5.0 Combo(组合)解决方案可提供1Gbp以上的吞吐量,RSDB架构可在不降低音视频质量的前提下,在高性能信息娱乐系统中实现并行操作。采用RSDB架构的全新CYW89459 2x2 Wi-Fi 5和蓝牙5.0 Combo(组合)解决方案以赛普拉斯现有的汽车级Wi-Fi 5解决方案为基础,可支持更多设备同时连接到主机,并且实现包括WPA 3安全、Wi-Fi定位™和Wi-Fi Aware™等在内的诸多功能。该产品与高性价比的全新CYW89373 1x1 Wi-Fi 5和蓝牙5.0 Combo(组合)方案一道,为经济型轿车乃至豪华型汽车提供先进的无线连接、媒介共存管理功能,从而让用户享受不间断的娱乐体验。

高通、联发科抢跑Wi-Fi6市场

高通最为人熟悉的是芯片厂商,但如果以Wi-Fi出货量计,它其实也是家庭、企业、场馆和移动Wi-Fi细分市场的全球领军企业。对于即将到来的Wi-Fi 6,高通不会缺席,甚至还抢先领跑。此前,高通已与优科、华为、新华三、NEC、EnGenius、Charter Communications、Calix和韩国电信宣布并推出,采用高通Wi-Fi 6网络平台的企业级和运营商网络商用产品。

高通带来关于Wi-Fi 6技术的最新消息,宣布推出Wi-Fi 6网络平台。该平台可以提供强大的11ax配置和差异化的特性配置,支持制造商交付容量、覆盖范围和性能最大化的顶级网络产品。

高度集成的系统级芯片(SoC)支持极大灵活性,基于14纳米FinFET制程工艺而打造,旨在带来出色的功效;在双频Wi-Fi中配置高达12路数据流,包括在5 GHz频段配置8路空间数据流,以及在2.4 GHz频段配置4路空间数据流;峰值聚合速度高达6 Gbps,支持超过1000 台Wi-Fi客户端同时连接;近乎同时的多用户天线接入,可以通过上行/下行MIMO在高达8路数据流上同时传输,或通过OFDMA在超过32路数据流上同时传输;2.2GHz ARM A53 64位4核CPU。

联发科Wi-Fi 6 AP+蓝牙Combo芯片,强攻智能家居

联发科Wi-Fi 6芯片支持2x2及4x4组态,符合最新技术标准。联发科表示,该Wi-Fi 6芯片还具备灵活的架构,于2019年底Wi-Fi 6技术规范最终确定后将可支持更新的功能。这一新标准扩展了Wi-Fi的信号范围,以便用户在室内乃至屋外均能实现全面访问。同时,芯片支持OFDMA、1024QAM的联发科连接技术解决了数据流量冲突的问题,并通过重新调度多用户的数据包实现更高的互联网数据速率。据了解,联发科的新智能家居芯片组除了整合Wi-Fi 6之外,还整合了蓝牙Combo芯片,让装置能够顺利转换Wi-Fi及蓝牙功能。

Qorvo的One Pod Per Room计划

Wi-Fi之父、Qorvo无线连接业务部总经理Cees Links表示,新一代Wi-Fi技术不仅从根本上解决了上述问题,甚至为了方便用户记忆,Wi-Fi联盟对新一代IEEE 802.11ax标准的命名也做了简化,现已改名为Wi-Fi6,前两代技术802.11n和802.11ac则分别更名为Wi-Fi 4和Wi-Fi 5。Cees Links相信,Wi-Fi6有效提高了实际数据吞吐量,同时侧重于提高网络容量,以便实现无线室内架构的改进和基础设施的长期升级。这项技术将对未来的室内无线网络带来一次革新,给人们带来前所未有的网络体验。Cees Links表示:“传统的Wi-Fi在与现在的蜂窝网络如2G、3G或者4G连接时,需要切换SSID,Wi-Fi 6则不同。Wi-Fi 6的杀手锏在于,分布式Wi-Fi及One Pod Per Room的设计将在最大程度上实现对整个住宅的网络覆盖。以家庭为例,我们可以可在客厅中放置一个路由器,其他房间均可放置一个Pod来实现稳定的无线接入。

为了实现真正互联的智能家居,分布式Wi-Fi6架构所采用的One Pod Per Room设计应该是目前最佳的无线组网方案。当然,有了Wi-Fi6的One Pod Per Room架构,也可以不再使用Zigbee和蓝牙网格。此举意味着可延长设备的电池寿命,简化设置和故障排查流程,进一步降低用户使用成本,这一点意义非凡。

Marvell完全兼容802.11ax,攻占企业和零售、运营商、汽车和高端家居市场

在 Wi-Fi 6 产品的市场首入者竞争中,一些公司提供了解决方案草案,声称具有兼容性,实际却未完全达到 802.11ax 要求,从而导致市场混乱、产品不兼容或被提早淘汰。通过支持多名用户同时上传和下载传输数据,完善的Wi-Fi 6 将实现最高的吞吐量和最低的延迟率。Marvell Wi-Fi 6 解决方案可完全实施 MU-MIMO 和 OFDMA 的上传和下载,为用户提供极致性能体验。

Marvell发布了业界最完整的802.11ax无线解决方案,这些产品可全面实施Wi-Fi 6以获得业界最高性能,现在,这些产品已处于初步量产阶段。

如今,消费者需要更智能、更快、更高带宽的无线系统,以便能够应对全天候访问新数据密集型应用和服务的期待。企业需要确保他们部署的技术符合这些新型Wi-Fi 6技术所需的MU-MIMO和OFDMA标准

英特尔10nm芯片将与Wi-Fi6技术融合

英特尔在CES上分享了其在PC创新、人工智能、5G连接和自动驾驶等领域的最新技术与合作进展,同时对外展示了其第一款基于全新Sunny Cove微体系结构的Ice Lake 10纳米处理器,并承诺于2019年推向市场。

该芯片支持英特尔Adaptive Sync技术以保证平滑的帧速率,可提供1 TFLOP以上的性能,该芯片还将最新高速Wi-Fi 6无线标准作为内置技术,并使用DLBoost指令集来加速人工智能工作负载。全新移动PC平台也是首个集成Thunderbolt 3的平台,将与超长的电池续航时间相结合,适于打造出超轻薄、超便携的产品。

基于Wi-Fi 6的LiveTag让生活更简单

加州大学圣迭戈分校的研究团队发明了一款基于Wi-Fi、名叫LiveTag的解决方案。其采用低成本的标签打印方式,可以粘贴在日常的非电子对象上。这些标签由铜箔图案组成,被印刷在柔性纸状基材上 —— 没有任何电池、微芯片、或其它电子元件。

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每个标签以独特的方式,反射现有 Wi-Fi 路由器已经发射的无线电信号:

Wi-Fi 接收器(比如智能手机上的)可以接收反射那些信号,但若用户将手指放到上面,就会暂时中断该标签页的不同反射。它可以连接到墙壁、衣服或其它表面,并用于远程控制音乐播放器。此外给多个标签分配不同的音乐播放器功能,比如播放/暂停、切歌、以及音量滑动条等按钮。

TI无线连接软件堆栈

TI的无线连接软件开发生态系统提供 RTOS 和裸机(无操作系统)软件。其中包括许多软件堆栈,它们提供方便应用开发所需的所有软件。对于每种无线标准以及对于每个 MCU产品线,TI均提供无线堆栈、外设和驱动程序库以及软件应用示例,用于简化无线应用的设计过程。

TIWiLink8模块助力Mesh Wi-Fi全覆盖

何谓Mesh Wi-Fi? Mesh Wi-Fi的中文名称为无线网络系统。其特性不像是传统星状或树状的网络结构只能与上、下层的无线接入点做沟通,而是每个路由器都能相互联机、沟通,并且同时可以自动寻找传输封包时的最佳路径。

TI就多房间音频应用难这一问题开发了一个无线音频解决方案,使多房间音频应用的实现比以前任何时候都简单。全新的TI Design提供所有必须的硬件和软件框架工具,用TI的WiLink 8 Wi-Fi + Bluetooth®组合连通性模块来立即开始开发工作。

美国网件Netgear全新Wi-Fi6路由器—夜鹰AX8和夜鹰AX12

Netgear开发了已种新设计风格,以确保其路由器的天线保持直立。天线隐藏在设备的机翼内部。这两个路由器看起来像科幻电影中的宇宙飞船,天线设计非常有个性。

AX8是其中更低端一些的型号,它有两个4 x 4天线阵列(一个用于5GHz Wi-Fi,一个用于2.4GHz),五个千兆以太网端口,并支持总共6GHz的无线吞吐量。AX12更高端一些,但它的5GHz网络包含一个8 x 8天线阵列,Netgear表示它具有更好的远程稳定性,以及更快的处理器和5Gb以太网端口。



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