Wi-Fi 6都有哪些技術(shù)升級？離走進(jìn)我們?nèi)粘Ｉ钸€有多久？

2018年10月4日，Wi-Fi聯(lián)盟宣布將下一代Wi-Fi協(xié)議802.11ax更名為Wi-Fi 6，802.11ac和802.11n也有了新的名字叫Wi-Fi 5和Wi-Fi 4，這意味著從1999年使用至今的命名格式正式退出歷史舞臺。

Wi-Fi聯(lián)盟作為國際五大標(biāo)準(zhǔn)組織之一，這次重命名是個(gè)“大動(dòng)作”，不但改變了Wi-Fi的命名規(guī)范，在Wi-Fi設(shè)備網(wǎng)絡(luò)連接方面也采用了新UI圖標(biāo)，圖標(biāo)通過最直觀的數(shù)字顯示現(xiàn)在連接的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)等級。

相比起5G，Wi-Fi是當(dāng)下我們每天都在使用的無線通訊技術(shù)，Wi-Fi 6也迎來了重要的里程碑，蘋果三星已經(jīng)都在自己的旗艦機(jī)型上配備了Wi-Fi 6，毋庸置疑，今后將會(huì)有更多手機(jī)搭載這項(xiàng)技術(shù)。Wi-Fi 6標(biāo)準(zhǔn)的啟用，也將給Wi-Fi技術(shù)帶來一次“技術(shù)延壽”和競爭力的大幅提升，將帶來“一個(gè)新的Wi-Fi時(shí)代”。

Wi-Fi 6都有哪些技術(shù)升級？

相比于前幾代的Wi-Fi技術(shù)，新一代Wi-Fi 6主要特點(diǎn)在于速度更快、延時(shí)更低、容量更大、更安全、更省電等。

OFDMA技術(shù)

Wi-Fi 5中采用的是OFDM技術(shù)，每個(gè)用戶都要占用一個(gè)信道，數(shù)據(jù)傳輸完成后才交給下一個(gè)用戶繼續(xù)使用，無法充分利用網(wǎng)絡(luò)帶寬，效率較低。與Wi-Fi 5采用的OFDM技術(shù)不同， Wi-Fi 6借用了蜂窩網(wǎng)絡(luò)采用了OFDMA技術(shù)，多個(gè)終端可同時(shí)并行傳輸，不必排隊(duì)等待、相互競爭，從而提升效率和降低時(shí)延。

OFDMA（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）“正交頻分多址”技術(shù)，是OFDM技術(shù)的演進(jìn)版本，是將OFDM和FDMA技術(shù)結(jié)合，在利用OFDM對信道進(jìn)行父載波化后，在部分子載波上加載傳輸數(shù)據(jù)的傳輸技術(shù)。

在頻域上將無線信道劃分為多個(gè)子信道（子載波），形成一個(gè)個(gè)射頻資源單元，用戶數(shù)據(jù)承載在每個(gè)資源單元上，而不是占用整個(gè)信道，從而實(shí)現(xiàn)在每個(gè)時(shí)間段內(nèi)多個(gè)用戶同時(shí)并行傳輸。

這就像送快遞的小哥，傳統(tǒng)Wi-Fi只給小哥一個(gè)客戶的快遞，而不管他是否還有能力送其它客戶的快遞，結(jié)果就是小哥一次只能給一個(gè)客戶送快遞。而OFDMA不同，它會(huì)把多個(gè)客戶的快遞給到小哥，這樣小哥就能一次給多個(gè)客戶送快遞了。

據(jù)估計(jì)，到2020年，一個(gè)普通家庭將擁有50臺無線連接設(shè)備，Wi-Fi 6引入靈活的OFDMA技術(shù)，能支持家庭的門鈴、冰箱、燈泡等多種設(shè)備的無線接入。

MU-MIMO技術(shù)

MU-MIMO（Multi-User Multiple-Input Multiple-Output）“多用戶-多輸入多輸入”技術(shù)，從字面意思上就可以看出，這個(gè)特性支持多用戶同時(shí)輸入輸出數(shù)據(jù)。雖然上一代Wi-Fi 5標(biāo)準(zhǔn)即支持MU-MIMO技術(shù)，但是僅支持下行，即只能在下載內(nèi)容時(shí)使用該技術(shù)。

而Wi-Fi 6則同時(shí)支持上行與下行MU-MIMO，這意味著移動(dòng)設(shè)備與無線路由器之間上傳與下載數(shù)據(jù)時(shí)都可體驗(yàn)MU-MIMO，進(jìn)一步提高無線網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率。此外，Wi-Fi 6最多可支持的空間數(shù)據(jù)流由Wi-Fi 5的4條提升至8條，也就是可最大支持8×8 MU-MIMO，這也是Wi-Fi 6速率大幅提升的重要原因之一。

MU-MIMO改變了Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行方式，改善網(wǎng)絡(luò)資源利用率，顯著提高網(wǎng)絡(luò)總吞吐量和總?cè)萘?，將終端上網(wǎng)速度大幅提升。另外，這個(gè)技術(shù)基于支持多用戶的優(yōu)勢，路由器與多部設(shè)備同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，在相同接入終端數(shù)量的情況下，增加了每個(gè)終端的可利用帶寬，縮短各設(shè)備等待信號的時(shí)間，大幅度提升網(wǎng)速，從而令上網(wǎng)體驗(yàn)效果更佳。

TWT技術(shù)

WiFi-6引進(jìn)了TWT（TARget Wake Time）“目標(biāo)喚醒時(shí)間”技術(shù)，這個(gè)功能可以讓終端設(shè)備更加省電，可節(jié)省高達(dá)7倍的電池功耗。在沒有傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)候，讓設(shè)備休眠可以減少耗電，當(dāng)有數(shù)據(jù)要接收時(shí)，對方會(huì)提前發(fā)送一個(gè)喚醒的信號，喚醒后就能正常進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸了。

未來連入Wi-Fi中的所有智能設(shè)備，每臺設(shè)備可以建立“喚醒協(xié)議”，終端設(shè)備僅在收到自己的“喚醒”信息后才進(jìn)入工作狀態(tài)，而其余時(shí)間均處于休眠狀態(tài)。基于TWT技術(shù)，允許AP規(guī)劃與設(shè)備的通信，協(xié)商什么時(shí)候和多久會(huì)喚醒發(fā)送/接受數(shù)據(jù)，將終端分組到不同的TWT周期，減少了保持天線通電用于傳輸和搜索信號所需的時(shí)間。意味著可以減少電池消耗并改善電池續(xù)航表現(xiàn)，同時(shí)也減少喚醒后同時(shí)競爭無線資源的設(shè)備數(shù)量。

TWT機(jī)制是專門針對低速設(shè)備實(shí)行的，主要是面向?qū)W(wǎng)絡(luò)帶寬要求不高的智能家居產(chǎn)品，例如只配置有2.4GHz頻段、20MHz頻帶的WiFi設(shè)備等。當(dāng)路由器與這些低速設(shè)備交換數(shù)據(jù)時(shí)，會(huì)同時(shí)生成一個(gè)喚醒時(shí)間表，只有到了需要喚醒時(shí)間，路由器才會(huì)喚醒設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。而且路由器也可以提前對不同的低速設(shè)備進(jìn)行喚醒時(shí)間排序，避免同時(shí)喚醒多個(gè)設(shè)備引起網(wǎng)絡(luò)堵塞，這也是一種優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率的技術(shù)手段。

對于手機(jī)、筆記本電腦、平板電腦等無線設(shè)備來說，需要持續(xù)的互聯(lián)網(wǎng)訪問，因此并不會(huì)明顯地受益于TWT省電技術(shù)。但對于正在普及的智能家居來說，尤其是使用鋰電池的無線設(shè)備，該技術(shù)可以大大提升其續(xù)航時(shí)間，改善使用體驗(yàn)。

BSS著色技術(shù)

那么多設(shè)備都同時(shí)使用一條信道的話，傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)候Wi-Fi 6又如何區(qū)分各個(gè)數(shù)據(jù)是對應(yīng)什么設(shè)備的呢？因此，Wi-Fi 6還引入了BSS Coloring著色機(jī)制，簡單來說就是給每一個(gè)設(shè)備進(jìn)行獨(dú)立標(biāo)注，然后在數(shù)據(jù)中也加入相應(yīng)的標(biāo)簽，這樣即便同一個(gè)信道中有不同的設(shè)備存在，傳輸數(shù)據(jù)時(shí)也會(huì)有相應(yīng)的地址，直接發(fā)送到位而不會(huì)錯(cuò)誤地發(fā)送到其它設(shè)備中。

在Wi-Fi 5設(shè)備上，由于傳輸數(shù)據(jù)要占用一條信道，因此設(shè)備會(huì)采用一種名為CSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）機(jī)制，簡單來說就是傳輸前先查詢一下相應(yīng)的信道是否有其他設(shè)備在使用，如果有那就標(biāo)注為忙碌，等到信道空閑時(shí)才會(huì)使用。這種傳輸方式雖然簡單，但是信道利用率并不高，使用同一信道的設(shè)備越多，網(wǎng)絡(luò)堵塞的情況就會(huì)越嚴(yán)重。

Wi-Fi 6設(shè)備若需要通過Wi-Fi聯(lián)盟認(rèn)證，必須采用WPA 3安全協(xié)議，安全性更高。WPA 3是2018年初，Wi-Fi聯(lián)盟發(fā)布的新一代Wi-Fi加密協(xié)議，它是目前廣泛使用的WPA 2協(xié)議的升級版本，安全性進(jìn)一步提升，可以更好的阻止強(qiáng)力攻擊、暴力破解等

另外，Wi-Fi 6采用是目前為止更高階的調(diào)制編碼方案1024-QAM，Wi-Fi 5則用的是256-QAM。從數(shù)據(jù)角度來看，Wi-Fi 6單條空間流80M帶寬的關(guān)聯(lián)速率從433Mbps提升到了600.4Mbps，理論最大關(guān)聯(lián)速率從6.9Gbps提升到9.6Gbps左右。簡單說，Wi-Fi 6的數(shù)據(jù)承載能力將提高30%左右。

Wi-Fi 6蓄勢待發(fā)

眾所周知，在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代之下，技術(shù)更新?lián)Q代，除了5G的大行其道之外，作為新一代的Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)，Wi-Fi 6受到了市場以及業(yè)界的青睞。事實(shí)上，從近年來各大行業(yè)巨頭開始布局支持Wi-Fi 6的產(chǎn)品就可以看出，它將是大勢所趨。

2019年，三星Galaxy S10系列和iPhone 11率先應(yīng)用Wi-Fi 6技術(shù)；在今年2月小米10新品發(fā)布會(huì)上，雷軍公布了首款支持Wi-Fi 6技術(shù)的小米路由器；緊隨其后，華為也線上發(fā)布了支持Wi-Fi 6的路由器。沉寂多時(shí)的Wi-Fi 6技術(shù)再次引起關(guān)注，網(wǎng)絡(luò)熱搜指數(shù)快速提升。

同時(shí)，在目前疫情防控環(huán)境下，開始啟用AI口罩識別系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)門禁管理系統(tǒng)，以及服務(wù)機(jī)器人設(shè)備，這些新設(shè)備、新技術(shù)的快速添加，意味著無線局域網(wǎng)面臨著為數(shù)眾多的全新挑戰(zhàn)，讓W(xué)i-Fi升級變成了重點(diǎn)需求。并且從長遠(yuǎn)來看，無論未來長時(shí)間內(nèi)的智能化演進(jìn)、IoT體系并發(fā)聯(lián)接，還是高清實(shí)時(shí)化遠(yuǎn)程辦公，這些都會(huì)讓W(xué)i-Fi 6成為新時(shí)代中不可或缺的角色。

據(jù)Intel預(yù)測，到2022年，市面上將有56%的產(chǎn)品支持Wi-Fi 6，預(yù)計(jì)到2023年，企業(yè)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)會(huì)從Wi-Fi 5前進(jìn)至Wi-Fi 6。根據(jù)IDC機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)，Wi-Fi 6或?qū)⒃谖覈袌鲆?guī)模達(dá)到將近2億美元，盡管2019年發(fā)布Wi-Fi 6產(chǎn)品的廠商數(shù)量不足10位，但今年這一數(shù)字或?qū)⒌玫窖杆俚脑鲩L。

需要注意的是，盡管Wi-Fi 6受到較多的矚目，但其應(yīng)用進(jìn)程還在摸索之中，即由于技術(shù)手段不夠成熟，相關(guān)產(chǎn)品還未接受用戶的體驗(yàn)測試，整體來說其滲透率較低，還不適合直接替代Wi-Fi 5上陣使用。

但今后的一段時(shí)間內(nèi)，隨著相應(yīng)終端的產(chǎn)能出貨量的提高，生產(chǎn)成本或?qū)⒂兴?，利于加快Wi-Fi 6普及的進(jìn)程，進(jìn)而在一定程度上刺激相關(guān)網(wǎng)通廠商的換機(jī)欲望。華為公司預(yù)測，企業(yè)級市場中，2019年支持Wi-Fi 6芯片出貨量占總出貨量10%，到2023年將達(dá)到90%左右。

預(yù)測，2020年Wi-Fi 6的終端裝置出貨量將高達(dá)16億，主要來自于AP與智能手機(jī)。終端出貨量將帶動(dòng)Wi-Fi 6通信芯片出貨量的暴漲，業(yè)內(nèi)預(yù)估具備Wi-Fi 6標(biāo)準(zhǔn)的芯片，全球出貨量將由2019年的約3億套，快速成長到2022年超越20億套，市場規(guī)模大幅超越5G基帶芯片出貨的規(guī)模。2020年可能將會(huì)是Wi-Fi 6高速增長的元年。

Wi-Fi 6在支持VR、AR、8K超高清視頻、多媒體和桌面云的同時(shí)，也相當(dāng)大程度的支持當(dāng)今數(shù)字化轉(zhuǎn)型所涉及到的新興應(yīng)用負(fù)載等技術(shù)，如AI、大數(shù)據(jù)、邊緣計(jì)算等，更值得一提的是顯著提升物聯(lián)網(wǎng)的支持效率，實(shí)現(xiàn)更多的物聯(lián)。Wi-Fi 6在上市后得到廣泛的關(guān)注并逐漸在各大項(xiàng)目中實(shí)施部署，有望推動(dòng)Wi-Fi在智能手機(jī)、路由器、VR/AR以及汽車等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。