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      1. 速率大幅提升 Wi-Fi 6來了:大規模普及在即

        2019-05-22 09:17 太平洋電腦網

          去年,Wi-Fi聯盟打破“陳規”推出了Wi-Fi 6,也就是之前我們常說的802.11ax,且以后都將采用這種新的方案為Wi-Fi命名。

          作為第六代Wi-Fi,Wi-Fi 6最高速率可達9.6Gbps,并發用戶數提升4倍,網絡時延從平均30ms降至20ms。

          如今,Wi-Fi 6大規模普及在即,到底哪些公司更適合Wi-Fi 6呢?部署時又該注意些什么?

          Wi-Fi 6到底有多“6”?

          最近,知名網絡研究機構ZK Research的創始人Zeus Kerravala發布了《下一代Wi-Fi 6超級連接極速未來》商業白皮書。

          白皮書認為,與前幾代Wi-Fi技術相比,Wi-Fi 6為我們帶來了更極致的用網體驗與更大的容量;不僅如此,它還將助力物聯網發展,同時結合AR/VR、云計算、人工智能等諸多創新技術,滲透進各行業,更好地服務于客戶的業務創新。

          首先,Wi-Fi 6帶來了速率上的大幅提升 。哪些因素與Wi-Fi速率有關呢?

          如公式“Wi-Fi理論帶寬=(符號位長 x 碼率×數據子載波數量)×(1/傳輸周期)×空間流數”所示,速率提升主要由調制方式、數據子載波數量、碼率、傳輸周期和空間流等幾個指標共同決定。

          其中,調制方式決定無線信號子載波單個符號的數據密度,在相同頻寬下,使用更高階的調制技術就能實現更高速率的提升,而Wi-Fi 6采用便是更高階的調制編碼方案1024-QAM (Wi-Fi采用的是256-QAM),使其最大連接速率提升至9.6Gbps。

        速率大幅提升 Wi-Fi 6來了:大規模普及在即

        此外,Wi-Fi 6的“6”還體現在了高密度接入。

          其使用了OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access,即正交頻分多址),能將無線信道劃分為多個子信道(子載波),形成一個個頻率資源塊,用戶數據承載在每個資源塊上, 而不是占用整個信道,實現在每個時間段內多個用戶同時并行傳輸。

          相較Wi-Fi 5的OFDM方案是按訂單發車,不管貨物大小,來一單發一趟,哪怕是一小件貨物,也發一輛車,這就導致車廂經常是空蕩蕩的,效率低下,浪費了資源。

          OFDMA方案則會將多個訂單聚合起來,盡量讓卡車滿載上路,使得運輸效率大大提升。

          通過了解OFDMA的工作機制可以看到,OFDMA實現了多個用戶同時進行數據傳輸,這增加了空口效率,接下來我們分別看一下上行OFDMA和下行OFDMA的工作原理。

          另一個很重要的方面是,Wi-Fi6支持MU-MIMO,也就是我們常說的多用戶多入多出,允許路由器一次與多達8個設備同時通信,且同時支持上下行MU-MIMO,無需依次進行通信。

          相比之下,雖然Wi-Fi 5也支持MU-MIMO,但路由器一次只允許與四個設備通信,且只支持下行MU-MIMO。

          這么說可能有點抽象,我們用交通打個比方,就意味著道路由4車道單向擴充為8車道雙向,同時多個設備也不再像許多車輛排隊等待從一個出口駛出那樣,它們可以從不同的道路同時、高效地駛出/駛入,而不再是依次排隊行駛,大大提高效率。

          不過,這里要說明一下的是,雖然OFDMA和MU-MIMO針對多用戶的上下行,都提高了無線的接入密度,但其實兩者差別還是很大的。

          盡管兩者均為并行傳輸解決方案,但既不是迭代關系,也不是競爭關系,而是互補關系。它們的技術原理不盡相同,適用的場景也有所區別,具體使用時需要根據服務的應用類型而定。

        速率大幅提升 Wi-Fi 6來了:大規模普及在即

        而“ 6”的另一個體現,是其抗干擾能力。

          我們說,Wi-Fi信號無處不在,使得無線之間的干擾也是無處不在的,一方面是來自相鄰頻段的無線電波疊加引起干擾,會導致數據損壞;另一方面,是同頻干擾,雖不會損壞數據卻會是競爭開銷增加。

          表面上看,造成這些干擾的原因是由于我們環境中經常遇到很多孤立安裝的AP,因此無線信號出現了很多交叉覆蓋從而造成了干擾。

          但從技術原理層面來看,造成干擾的原因是由于傳統802.11技術是使用了載波監聽多路訪問/沖突避免技術(CSMA/CA)來實現接入控制。

          為了解決CSMA/CA技術在密集AP環境中性能低下的問題,Wi-Fi 6提出了一種信道空間復用技術(Spatial Reuse Technique),使用BSS(Basic Service Set,基礎服務集合)著色位(Color Bit)來標識這個數據幀屬于哪個BSS,因此也被稱作“BSS著色”(BSS coloring)技術。

          通過“BSS著色”技術,無線設備就能通過新增的著色位來識別來無線報文是來自BSS還是OBSS(0verlapping Basic Service Sets,重疊基本服務集)的信號。

          這樣就能利用提升BSS之間的CCA-SD(Clear Channel Assessment Signal Detection)的門限,動態的降低BSS內部的CCA-SD門限來實現對OBSS相應數據幀的忽略。

          之所以說Wi-Fi 6可以助力物聯網的發展,原因在于其支持TWT(Target Wakeup Time,即目標喚醒時間)技術

          其允許AP規劃與設備的通信,協商什么時候和多久會喚醒發送/接受數據,可將終端分組到不同的TWT周期,減少了保持天線通電以傳輸和搜索信號所需的時間,意味著減少電池消耗并改善電池續航表現,同時也減少喚醒后同時競爭無線資源的設備數量。

          未來智慧建筑場景中的智能水表,煙感,門禁…智能工廠場景的機床、AGV、出入庫掃碼設備等多種類型智能設備都可接入Wi-Fi。

          得益于TWT,每臺設備可單獨建立"喚醒協議",終端設備僅在收到自己的"喚醒"信息之后才進入工作狀態,而其余時間均處于休眠狀態,可以節省高達7倍的電池功耗。

          同時,這使得一些需高帶寬通信的物聯網設備成為可能,比如智能辦公設備,TWT可以可以節省高達7倍的電池功耗。

          但TWT并不是對所有設備都有幫助,例如筆記本電腦需要持續的互聯網訪問,因此不太可能過多地受益于此功能(或許進入睡眠狀態時影響更大),對偶爾需要更新其狀態的小型、低功耗設備更有益處。所以說,TWT技術表明了Wi-Fi 6擁抱物聯網的決心。

        速率大幅提升 Wi-Fi 6來了:大規模普及在即

        哪些公司更應部署Wi-Fi 6?

          前面說了這么多Wi-Fi 6的過人之處,那究竟哪些公司更應該部署Wi-Fi 6呢?

          如今,隨著4K視頻、自動引導車(AGV)和VR/AR等技術的廣泛應用,各行各業對Wi-Fi體驗的需求都在快速增加。相比之前的Wi-Fi技術,Wi-Fi 6是第一個能使企業實現全無線連接的技術標準,企業的所有設備和應用程序都可通過Wi-Fi 6實現網絡連接。

          部署WiFi 6之前,做好這幾方面的準備:一個是確保有線網絡是最新的。

          有線網絡所需的關鍵特性包括滿足PoE+標準的以太網供電、多GE接口(1/2.5/5GE)。

          另外,當你考慮Wi-Fi 6的時候,統一管理變得不可或缺;另外,基于人工智能進行運營管理。

          Wi-Fi 6使企業能夠實現超聯接,而超聯接的缺點在于它非同尋常地復雜,因此人工智能操作工具是Wi-Fi 6取得成功的必要條件,比如華為的 CampusInsight :再者,就是聯接企業網絡與物聯網。

          數字化轉型和萬物互聯的需求最終將整合所有網絡。網絡專家應了解這些網絡的規模、使用的協議(如BLE、Zigbee等)以及安全隱患,提前做好準備。

          因此,這里我們建議那些目前仍在使用Wi-Fi 4(802.11n)或更早Wi-Fi標準版本的公司,一步到位,直接部署Wi-Fi 6更經濟。

          對于那些技術先行者的先驅型企業,這類企業主要在如高等教育、奢侈品零售和娛樂場所等競爭激烈的行業,性能不佳的無線網絡可能導致客戶體驗不好,迅速投向競爭者;

          第三類,就是使用高帶寬和沉浸式應用的公司。

          比如使用高清視頻或AR進行客戶服務或協作的公司或機構,以及遠程3D醫療、VR/AR沉浸式教學和無人倉儲等場景都有Wi-Fi 6的需求;還有一類,是正在構建高密無線網絡的機構:這類機構包括公共場所、大學、體育館和劇院等。

          老版本的Wi-Fi很難滿足要求,而使用Wi-Fi 6則有可能實現。

          好了,本期內容到這里就先告一段落了。怎么樣,對于Wi-Fi 6你還有什么想知道想了解的,可以在評論區積極留言哦。

        責編:黎曉珊
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