小科普—讓你見識一下Wi-Fi 6 到底有多6

在以高通、博通、Quantenna等芯片廠商為首的上游企業帶動下,支持下一代無線標準的802.11ax無線芯片紛紛亮相,甚至首款支持該無線制式的路由器也已出爐,都讓WLAN(無線局域網)標準向第六代演進的路徑變得更為明晰與真切起來。


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Wi-Fi 是如何命名的

在以前,Wi-Fi版本世代是通過一個字母或一對字母來標識區分的,這些字母都指向了無線標準。當前版本是802.11ac,更早前還有802.11b、802.11a、802.11g和802.11n。但是,這對大多數人來說是不可理解的,所以,Wi-Fi聯盟採取了類似運營商命名移動通信技術1G/2G/3G/4G/5G的辦法。於是,現在的Wi-Fi版本不是802.11ac,而是Wi-Fi 5。當初人們如果從第一版本的Wi-Fi 802.11b就開始這樣命名,可能會更有意義。

現在,你不用再去思考“ac”是不是比“n”好,或者兩個版本是否能同時工作,你只需要看看數字就可以了。比如,Wi-Fi 5與Wi-Fi 4相比,“5”比“4”大,所以Wi-Fi 5顯然更好。後面的數字越大,速度就越快,性能也越強。而且,由於Wi-Fi網絡一直在一起工作,Wi-Fi 5設備也應該能夠連接到Wi-Fi 4設備,這一點就更清楚了。需要特別指出的是,從技術上講,Wi-Fi 1、Wi-Fi 2和Wi-Fi 3沒有被聯盟正式命名,因為它們沒有得到廣泛的應用。


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802.11g/n是當今Wi-Fi主流

說到無線標準,從最初的802.11a、802.11b,到802.11g、802.11n,以及目前逐漸成為主流的802.11ac,每次全新無線標準的更迭都會成為一場Wi-Fi性能進化的“重頭戲”。其中,影響廣泛、應用時間跨度大的還是要算802.11g和802.11n兩大標準。自2003年802.11g無線標準出現後,距今已有14個年頭,但其完全被802.11n無線標準所取代恐怕也只是近些年的事。

擁有至少54Mbps傳輸速率的802.11g無線設備,由於可為企業與消費級領域提供相對快速、流暢的無線應用,在促進Wi-Fi發展壯大進程中起到了關鍵的推手作用,讓“Wi-Fi”這個名詞進入人們的視野,並逐漸深入人心。


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不過,真正讓Wi-Fi開疆拓土、稱霸全球的還得說是802.11n標準的全面鋪開。由於802.11n中引入了MIMO(多進多出)和載波聚合技術,將無線速率快速提升到今天人們所熟知的300Mbps、450Mbps級別無線產品。而且802.11n不僅兼容2.4GHz頻段無線的覆蓋優勢,還支持5GHz頻段無線的大帶寬高速傳輸,令802.11n無線產品的適用性更加廣闊。

802.11ax將成為下代Wi-Fi主力軍

作為接棒802.11ac的下一代Wi-Fi,802.11ax在理論無線速率方面的平均吞吐量能達到802.11ac標準的4倍。

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802.11ax理論吞吐量可達802.11ac的4倍。

Wi-Fi 6 ,也就是802.11ax,曾在2016年11月和2017年9月分別提出了第一版和第二版標準草案,然而均未能獲得802.11ax工作小組75%以上成員投票認可,目前的第三版,也就是3.0版本草案仍在商討中,預計會在2019年完成正式標準化。

雖然正式標準化並未完成,但是並不影響802.11ax的技術發展。

Wi-Fi6技術原理


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Wi-Fi6現在可以將無線信道分成很多子信道。這些子信道中的每一個都可以承載用於不同設備的數據。這是通過所謂的正交頻分多址(OFDMA)來實現的。Wi-Fi接入點可以同時與更多設備進行數據傳輸。新的技術標準還改進了MIMO——多入多出。這將允許接入點同時與多個設備進行數據傳輸。使用Wi-Fi5時,接入點可以同時與設備進行通信,但是這些設備不能同時響應。Wi-Fi6對多用戶或MU-MIMO進行了技術革新,它將允許設備同時響應無線接入點。

MU-MIMO技術

MU-MIMO即多用戶輸入輸出技術,也是主要應用於802.11ac WAVE2的技術。相較應用在802.11n上的MIMO(多天線傳輸)技術而言,主要改善了路由器天線閒置的情況,允許路由器分割天線,獨立地為不同的設備傳輸。2015年推出的802.11ac Wave 2一個主要特性是應用了MU-MIMO技術,使得其AP節點可以同時向多個支持MU-MIMO的客戶端發送數據包,解決了無線路由器之前一次只能和一個終端通信的問題。802.11ac Wave 2當時支持的最大規格是4×4 MU-MIMO,可以同時向4個終端共享下行的MU-MIMO數據包。

相較而言,802.11ax擁有8×8 MU-MIMO,可以同時向8個終端共享上行、下行的MU-MIMO數據包。另外,採用802.11ax標準的設備從AP向終端發送數據包時,一個數據包可以面向多個終端節點發送,而且這幾個終端節點也能夠協調,同時向AP端、網絡上行發送數據包。數據包同時到達AP,AP也可以解碼、同時接收所有的數據包,因此效率就有所提高。

OFDMA技術

802.11ax採用的是OFDMA(正交頻分多址)調製方式,該技術是OFDM技術的演進。OFDMA如今已經在蜂窩網絡中普遍應用,其可以把各種大小的數據包從調製的角度組合在一起,系統開銷可以通過共享而降低,並能同時支持上行和下行,因而效率得到提高。同時,OFDMA的符號的長度也得以增長,每一個調製信號的符號長度變成802.11ac的4倍。調製的長度越長,在多路徑的情況下,AP端、客戶端就能有更多的機會可以充分利用多路徑,通過更寬的窗口把不同角度反射過來的信號組合在一起。這就讓實際應用場景中,特別是遠距離傳輸的時候,在多路徑比較強的情況下,解碼能力增強,接受的穩定性也更大了。

MCS(調製與編碼策略)的提升

這裡涉及到的是QAM,即正交振幅調製,正交振幅調製正交載波調製技術與多電平振幅鍵控的結合。802.11ac最高只支持256-QAM,802.11ax可以支持到1024-QAM。由於調製碼的密度越大,承載的數據量也就越大,802.11ax相較802.11ac在承載數據量的能力上提高了2到3倍。如果從數據角度來看,單條空間流80M帶寬的關聯速率從433Mbps提升到了600.4Mbps,理論最大關聯速率(160M帶寬,8條空間流)從6.9Gbps提升到9.6Gbps左右。

802.11ax支持2.4GHz和5GHz雙頻段,也繼承了Wi-Fi的向下兼容的特性。關於802.11ac與802.11ax在頻段、信道帶寬、FFT大小、副載波間隔、數據傳輸速率等方面的具體性能對比:


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將迎新一輪更新換代潮


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802.11ax適合高密場景Wi-Fi應用

以上種種特性,顯然都為802.11ax的到來,吊足了用戶的胃口。可以預見,未來在車站、機場、學校、體育場館等高密度場景下,人們能夠隨意、流暢地連接Wi-Fi網絡,而不用再擔心掉線、卡頓等囧狀出現。甚至高效的無線傳輸機制能夠為手機等無線終端節省電量,提升電池的續航時間。

Cypress率先啟用助力車載信息娛樂系統進入新等級

全新的Wi-Fi®和藍牙®Combo(組合)解決方案能夠實現多臺設備的同步數據傳輸,可應用在不同級別的汽車當中。全新的信息娛樂平臺包括搭載了賽普拉斯同步雙頻帶(RSDB)架構的Wi-Fi 6(802.11ax)和藍牙(Combo)組合解決方案。RSDB已成為極致互聯信息娛樂體驗的“代名詞”,它將兩個完整的Wi-Fi子系統集成到單個芯片中,能夠使兩個獨立的數據流以全吞吐量的速度同時進行傳輸。而新加入的Wi-Fi 6則可實現千兆位級別的吞吐量,並提高多設備間同時傳輸內容的可靠性。


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高端信息娛樂系統需要實現高吞吐量、多角色和並行的操作,從而為Apple® CarPlay、Android Auto和Mirrorlink等應用實現無線鏡像功能。賽普拉斯的Wi-Fi和藍牙Combo(組合)解決方案能夠滿足以上需求,還能提供多用戶同時連接的Wi-Fi熱點和內容訪問,以及用於視頻和藍牙音頻的多頻段/多波段共存。賽普拉斯CYW89650 2x2+2x2 Wi-Fi 6和藍牙5.0 Combo(組合)解決方案可提供1Gbp以上的吞吐量,RSDB架構可在不降低音視頻質量的前提下,在高性能信息娛樂系統中實現並行操作。採用RSDB架構的全新CYW89459 2x2 Wi-Fi 5和藍牙5.0 Combo(組合)解決方案以賽普拉斯現有的汽車級Wi-Fi 5解決方案為基礎,可支持更多設備同時連接到主機,並且實現包括WPA 3安全、Wi-Fi定位™和Wi-Fi Aware™等在內的諸多功能。該產品與高性價比的全新CYW89373 1x1 Wi-Fi 5和藍牙5.0 Combo(組合)方案一道,為經濟型轎車乃至豪華型汽車提供先進的無線連接、媒介共存管理功能,從而讓用戶享受不間斷的娛樂體驗。

高通、聯發科搶跑Wi-Fi 6市場

高通最為人熟悉的是芯片廠商,但如果以Wi-Fi出貨量計,它其實也是家庭、企業、場館和移動Wi-Fi細分市場的全球領軍企業。對於即將到來的Wi-Fi 6,高通不會缺席,甚至還搶先領跑。此前,高通已與優科、華為、新華三、NEC、EnGenius、Charter Communications、Calix和韓國電信宣佈並推出,採用高通Wi-Fi 6網絡平臺的企業級和運營商網絡商用產品。

高通帶來關於Wi-Fi 6技術的最新消息,宣佈推出Wi-Fi 6網絡平臺。該平臺可以提供強大的11ax配置和差異化的特性配置,支持製造商交付容量、覆蓋範圍和性能最大化的頂級網絡產品。

高度集成的系統級芯片(SoC)支持極大靈活性,基於14納米FinFET製程工藝而打造,旨在帶來出色的功效;在雙頻Wi-Fi中配置高達12路數據流,包括在5 GHz頻段配置8路空間數據流,以及在2.4 GHz頻段配置4路空間數據流;峰值聚合速度高達6 Gbps,支持超過1000 臺Wi-Fi客戶端同時連接;近乎同時的多用戶天線接入,可以通過上行/下行MIMO在高達8路數據流上同時傳輸,或通過OFDMA在超過32路數據流上同時傳輸;2.2GHz ARM A53 64位4核CPU。

聯發科Wi-Fi 6 AP+藍牙Combo芯片,強攻智能家居

聯發科Wi-Fi 6芯片支持2x2及4x4組態,符合最新技術標準。聯發科表示,該Wi-Fi 6芯片還具備靈活的架構,於2019年底Wi-Fi 6技術規範最終確定後將可支持更新的功能。這一新標準擴展了Wi-Fi的信號範圍,以便用戶在室內乃至屋外均能實現全面訪問。同時,芯片支持OFDMA、1024QAM的聯發科連接技術解決了數據流量衝突的問題,並通過重新調度多用戶的數據包實現更高的互聯網數據速率。據瞭解,聯發科的新智能家居芯片組除了整合Wi-Fi 6之外,還整合了藍牙Combo芯片,讓裝置能夠順利轉換Wi-Fi及藍牙功能。


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Qorvo的One Pod Per Room計劃

Wi-Fi之父、Qorvo無線連接業務部總經理Cees Links表示,新一代Wi-Fi技術不僅從根本上解決了上述問題,甚至為了方便用戶記憶,Wi-Fi聯盟對新一代IEEE 802.11ax標準的命名也做了簡化,現已改名為Wi-Fi6,前兩代技術802.11n和802.11ac則分別更名為Wi-Fi 4和Wi-Fi 5。Cees Links相信,Wi-Fi6有效提高了實際數據吞吐量,同時側重於提高網絡容量,以便實現無線室內架構的改進和基礎設施的長期升級。這項技術將對未來的室內無線網絡帶來一次革新,給人們帶來前所未有的網絡體驗。Cees Links表示:“傳統的Wi-Fi在與現在的蜂窩網絡如2G、3G或者4G連接時,需要切換SSID,Wi-Fi 6則不同。Wi-Fi 6的殺手鐧在於,分佈式Wi-Fi及One Pod Per Room的設計將在最大程度上實現對整個住宅的網絡覆蓋。以家庭為例,我們可以可在客廳中放置一個路由器,其他房間均可放置一個Pod來實現穩定的無線接入。


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為了實現真正互聯的智能家居,分佈式Wi-Fi6架構所採用的One Pod Per Room設計應該是目前最佳的無線組網方案。當然,有了Wi-Fi6的One Pod Per Room架構,也可以不再使用Zigbee和藍牙網格。此舉意味著可延長設備的電池壽命,簡化設置和故障排查流程,進一步降低用戶使用成本,這一點意義非凡。

Marvell完全兼容802.11ax,攻佔企業和零售、運營商、汽車和高端家居市場

在 Wi-Fi 6 產品的市場首入者競爭中,一些公司提供瞭解決方案草案,聲稱具有兼容性,實際卻未完全達到 802.11ax 要求,從而導致市場混亂、產品不兼容或被提早淘汰。通過支持多名用戶同時上傳和下載傳輸數據,完善的Wi-Fi 6 將實現最高的吞吐量和最低的延遲率。Marvell Wi-Fi 6 解決方案可完全實施 MU-MIMO 和 OFDMA 的上傳和下載,為用戶提供極致性能體驗。


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Marvell 發佈了業界最完整的 802.11ax 無線解決方案, 這些產品可全面實施 Wi-Fi 6 以獲得業界最高性能,現在,這些產品已處於初步量產階段。

如今,消費者需要更智能、更快、更高帶寬的無線系統,以便能夠應對全天候訪問新數據密集型應用和服務的期待。企業需要確保他們部署的技術符合這些新型 Wi-Fi 6 技術所需的 MU-MIMO 和 OFDMA 標準

英特爾10nm芯片將與Wi-Fi 6技術融合

英特爾在CES上分享了其在PC創新、人工智能、5G連接和自動駕駛等領域的最新技術與合作進展,同時對外展示了其第一款基於全新Sunny Cove微體系結構的Ice Lake 10納米處理器,並承諾於2019年推向市場。


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該芯片支持英特爾Adaptive Sync技術以保證平滑的幀速率,可提供1 TFLOP以上的性能,該芯片還將最新高速Wi-Fi 6無線標準作為內置技術,並使用DLBoost指令集來加速人工智能工作負載。全新移動PC平臺也是首個集成Thunderbolt 3的平臺,將與超長的電池續航時間相結合,適於打造出超輕薄、超便攜的產品。

基於Wi-Fi 6的LiveTag讓生活更簡單

加州大學聖迭戈分校的研究團隊發明了一款基於 Wi-Fi 、名叫 LiveTag 的解決方案。其採用低成本的標籤打印方式,可以粘貼在日常的非電子對象上。這些標籤由銅箔圖案組成,被印刷在柔性紙狀基材上 —— 沒有任何電池、微芯片、或其它電子元件。


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每個標籤以獨特的方式,反射現有 Wi-Fi 路由器已經發射的無線電信號:

Wi-Fi 接收器(比如智能手機上的)可以接收反射那些信號,但若用戶將手指放到上面,就會暫時中斷該標籤頁的不同反射。它可以連接到牆壁、衣服或其它表面,並用於遠程控制音樂播放器。此外給多個標籤分配不同的音樂播放器功能,比如播放/暫停、切歌、以及音量滑動條等按鈕。

TI無線連接軟件堆棧


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TI的無線連接軟件開發生態系統提供 RTOS 和裸機(無操作系統)軟件。其中包括許多軟件堆棧,它們提供方便應用開發所需的所有軟件。對於每種無線標準以及對於每個 MCU產品線,TI均提供無線堆棧、外設和驅動程序庫以及軟件應用示例,用於簡化無線應用的設計過程。

TI WiLink8模塊助力Mesh Wi-Fi全覆蓋

何謂Mesh Wi-Fi? Mesh Wi-Fi的中文名稱為無線網絡系統。其特性不像是傳統星狀或樹狀的網絡結構只能與上、下層的無線接入點做溝通,而是每個路由器都能相互聯機、溝通,並且同時可以自動尋找傳輸封包時的最佳路徑。


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TI就多房間音頻應用難這一問題開發了一個無線音頻解決方案,使多房間音頻應用的實現比以前任何時候都簡單。全新的TI Design提供所有必須的硬件和軟件框架工具,用TI的WiLink 8 Wi-Fi + Bluetooth®組合連通性模塊來立即開始開發工作。


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美國網件Netgear全新Wi-Fi 6路由器—夜鷹AX8和夜鷹AX12

Netgear開發了已種新設計風格,以確保其路由器的天線保持直立。天線隱藏在設備的機翼內部。這兩個路由器看起來像科幻電影中的宇宙飛船,天線設計非常有個性。


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AX8是其中更低端一些的型號,它有兩個4 x 4天線陣列(一個用於5GHz Wi-Fi,一個用於2.4GHz),五個千兆以太網端口,並支持總共6GHz的無線吞吐量。AX12更高端一些,但它的5GHz網絡包含一個8 x 8天線陣列,Netgear表示它具有更好的遠程穩定性,以及更快的處理器和5Gb以太網端口。

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