告別卡頓 手游“外掛”：Wi-Fi 6

電子發(fā)燒友報(bào)道（文/黃山明）如果說5G技術(shù)的發(fā)展，對(duì)消費(fèi)者帶來顯著的改變是室外瀏覽視頻或者下載東西時(shí)，不必等待太久，那么在室內(nèi)，用戶更多使用的仍是Wi-Fi，尤其在當(dāng)前5G信號(hào)穿透性較弱以及基站數(shù)量不足的情況下。

Wi-Fi 6，第6代無線技術(shù)，即IEEE802.11 ax，經(jīng)過了這些年的發(fā)展，如今Wi-Fi 6技術(shù)已經(jīng)開始搭載在各大廠商的電子產(chǎn)品中。尤其在今年的疫情影響下，Wi-Fi 6正在快速普及。

Wi-Fi 6正在迅猛發(fā)展

受疫情限制，在上半年大多數(shù)人都被迫待在家中，從另一方面來看，這也加大了用戶對(duì)室內(nèi)無線通信技術(shù)的需求。而作為室內(nèi)最常用的通信技術(shù)，新一代Wi-Fi技術(shù)的出現(xiàn)，無疑會(huì)極大提升用戶的使用體驗(yàn)。

移遠(yuǎn)通信副總經(jīng)理孫延明在接受電子發(fā)燒友采訪時(shí)認(rèn)為，Wi-Fi 6從誕生到現(xiàn)在，發(fā)展非常迅猛，路由器作為其基礎(chǔ)設(shè)備，隨著技術(shù)的成熟，價(jià)格逐步下探，已經(jīng)到了普及的范圍。在終端側(cè)，產(chǎn)品類型也不斷豐富，從全球范圍看，越來越多的Wi-Fi 6設(shè)備開始上市，包括電視機(jī)、筆記本電腦、機(jī)頂盒等。疫情期間，也帶動(dòng)了家用視頻類的消費(fèi)，Wi-Fi 6作為家庭高速無線通信的主要方式，其新產(chǎn)品上市節(jié)奏也在加快。

在今年疫情發(fā)展的情況下，無疑加快了Wi-Fi 6技術(shù)的發(fā)展和普及。芯訊通市場(chǎng)總監(jiān)譚夢(mèng)溪認(rèn)為，Wi-Fi 6在智能家居、企業(yè)無線辦公、室內(nèi)會(huì)議，遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療中表現(xiàn)出的優(yōu)越性是有目共睹的。

或許有人會(huì)有疑問，5G快速發(fā)展的當(dāng)下，我們還需要Wi-Fi技術(shù)嗎？而事實(shí)上，Wi-Fi 6的發(fā)展將與5G緊密相連，譚夢(mèng)溪認(rèn)為Wi-Fi 6與5G將維持一個(gè)主內(nèi)一個(gè)主外的格局，兩者在很多場(chǎng)景下是互相補(bǔ)充的。

前幾年在5G出現(xiàn)后，Wi-Fi將逐步退出市場(chǎng)的聲浪很大，這主要是因?yàn)楝F(xiàn)有的Wi-Fi協(xié)議與5G協(xié)議在理論上的帶寬、時(shí)延和連接能力差距過大，甚至無法彌補(bǔ)，但Wi-Fi 6的出現(xiàn)改變了這一切，在多個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景下，Wi-Fi 6與5G的互補(bǔ)性顯著大于競(jìng)爭。

從當(dāng)前的市場(chǎng)來看，5G套餐資費(fèi)并不低，對(duì)于家庭用戶而言，利用Wi-Fi來承擔(dān)日常大部分流量消耗支出替代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)是最佳的選擇。另一方面，據(jù)公開數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國智能家居市場(chǎng)規(guī)模從2015年的1654.4億元增長至2019年的3876.2億元，年復(fù)合增長率達(dá)23.7%。智能家居作為Wi-Fi的重要應(yīng)用終端，其市場(chǎng)規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大也推動(dòng)著Wi-Fi的迅速發(fā)展。

Wi-Fi 6還要多久才能普及

從公開資料顯示，Wi-Fi 6的理論速度和吞吐量遠(yuǎn)超Wi-Fi 5，同時(shí)更加省電，信號(hào)覆蓋更廣，以及可以接納更多的連接設(shè)備。如果讓消費(fèi)者能夠切實(shí)的感受到這些新技術(shù)，那么對(duì)于體用體驗(yàn)的提升無疑是巨大的，但想要體驗(yàn)Wi-Fi 6，需要發(fā)射端和接收端都在硬件上支持才行。

譚夢(mèng)溪表示，從技術(shù)角度看，相比Wi-Fi 5最高帶寬是6933Mbps，升級(jí)到Wi-Fi 6之后，可以達(dá)到9.6Gbps，傳輸速率提升了接近40%。除了速率大幅提升之外，在其他性能方面也有了很多質(zhì)的飛躍，比如采用了OFDMA正交頻分多址技術(shù)，支持8×8 MU-MIMO等等。

此前所認(rèn)為Wi-Fi 6最大的弊端是成本問題，想要用上Wi-Fi 6不僅要買支持Wi-Fi 6的路由器，還要更換支持Wi-Fi 6的手機(jī)或者無線網(wǎng)卡。但目前來看，這個(gè)問題并非無法解決。譚夢(mèng)溪認(rèn)為，大部分人已經(jīng)用上的5G技術(shù)的手機(jī)和設(shè)備，三大運(yùn)營商也在積極推進(jìn)5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，同時(shí)推出用戶攜號(hào)免費(fèi)升級(jí)，家庭寬帶也可以升級(jí)到5G和Wi-Fi 6設(shè)備。目前阻礙Wi-Fi 6發(fā)展的應(yīng)該是當(dāng)前用戶生活場(chǎng)景需求，隨著生活場(chǎng)景需求的發(fā)展Wi-Fi 6會(huì)自然的普及。

針對(duì)家庭用戶層面，更多用到的功能是高吞吐量這個(gè)場(chǎng)景，比如筆記本電腦、平板、機(jī)頂盒、智能電視等，今年已經(jīng)有此類產(chǎn)品陸續(xù)上市，隨著Wi-Fi 6路由器的更加普及，端側(cè)設(shè)備會(huì)越來越多，將帶動(dòng)Wi-Fi 6在家庭場(chǎng)景的應(yīng)用普及。

孫延明認(rèn)為，今年國內(nèi)主要集中在Wi-Fi 6電視、筆電等產(chǎn)品，預(yù)計(jì)明年Wi-Fi 6產(chǎn)品數(shù)量上會(huì)更多一些，同時(shí)明年可能會(huì)有機(jī)頂盒產(chǎn)品面世，整體家庭類應(yīng)用的普及可能要2到3年之后。

我們真的需要Wi-Fi 6嗎？

一個(gè)有意思的問題是，在許多用戶的移動(dòng)設(shè)備上，基本都能支持2*2MU-MIMO，理論速度可以達(dá)到2.4G，但這需要工作在160MHz頻段下，對(duì)于信號(hào)質(zhì)量的要求非常高，普通情況下可能只有80MHz。盡管Wi-Fi 6的80MHz可以達(dá)到1200Mbps的速率，但在同樣情況下，Wi-Fi5的速率也可以達(dá)到866Mbps，已經(jīng)遠(yuǎn)超消費(fèi)者的感知，似乎沒有必要去更換Wi-Fi 6。

數(shù)據(jù)來源：維基百科

對(duì)此，孫延明認(rèn)為，Wi-Fi 6除了具有數(shù)據(jù)高吞吐量以外，MU-MIMO功能也很強(qiáng)大，同時(shí)具備出色的低時(shí)延、低功耗性能。未來的家庭Wi-Fi設(shè)備會(huì)有很多，除了高吞吐量的高清視頻類設(shè)備如高清電視、機(jī)頂盒、游戲機(jī)等，還有其他的一些聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，比如智能空調(diào)和冰箱等，再加上手機(jī)、平板等移動(dòng)設(shè)備，可能會(huì)有幾十個(gè)設(shè)備同時(shí)接入，此時(shí)MU-MIMO等技術(shù)提供的多設(shè)備管理能力就很重要，可以保證在大量設(shè)備接入狀態(tài)下的性能。另外，部分Wi-Fi應(yīng)用對(duì)低時(shí)延的要求較高，比如游戲，此時(shí)Wi-Fi 6相對(duì)Wi-Fi 5也就具有特別的優(yōu)勢(shì)。

此外，相比Wi-Fi 5，Wi-Fi 6在2.4G頻段的抗干擾能力得到了巨大提升，在原理上大幅提升了復(fù)雜條件下的網(wǎng)絡(luò)性能。尤其在如今聯(lián)網(wǎng)設(shè)備指數(shù)級(jí)增加的當(dāng)下，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境變得更為復(fù)雜，干擾更多，如何獲得較好的網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)，將成為用戶體驗(yàn)的一個(gè)重要指標(biāo)。

而Wi-Fi 6穩(wěn)定性的提升其實(shí)就在于MU-MIMO及OFDMA技術(shù)上，Wi-Fi 5只有在下行時(shí)才會(huì)啟動(dòng)MU-MIMO技術(shù)，而Wi-Fi 6可以在全頻段下生效。

或許在同樣使用100M寬帶的情況下，Wi-Fi 6與Wi-Fi 5在實(shí)質(zhì)上并沒有什么區(qū)別，但是我們正處于復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，如機(jī)場(chǎng)、演唱會(huì)、球賽現(xiàn)場(chǎng)、電競(jìng)現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，Wi-Fi 6的穩(wěn)定性將顯著好于Wi-Fi 5。這對(duì)于如今許多愛好玩手游的用戶，無疑是一個(gè)福音，打個(gè)比方，當(dāng)別人由于信號(hào)問題還卡在游戲中無法動(dòng)彈時(shí)，你已經(jīng)推塔完畢，準(zhǔn)備開始下一局了，這顯然是兩種不同的游戲體驗(yàn)。

如何解決Wi-Fi 6的穩(wěn)定性及兼容問題

從性能上來看，Wi-Fi 6具備高吞吐、低時(shí)延、低功耗性能等優(yōu)勢(shì)，同時(shí)還能保持多個(gè)終端并行傳輸數(shù)據(jù)，但這也帶來了新的問題，更大的數(shù)據(jù)流量疊加多終端并行傳輸數(shù)據(jù)對(duì)于穩(wěn)定性的要求也更高。

芯訊通智能模塊研發(fā)部總經(jīng)理周璟表示，過去，Wi-Fi 6為了避免在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)發(fā)生沖突而引入了BSSColoring。BSSColoring通過在數(shù)據(jù)報(bào)頭加入6bits的BSSColor，讓數(shù)據(jù)可在同一信道傳輸而不會(huì)互相干擾。

具體而言，BSSColoring著色機(jī)制是在802.11ax中引入了一種新的同頻傳輸識(shí)別機(jī)制，這項(xiàng)技術(shù)在PHY報(bào)文頭中添加BSScolor字段對(duì)來自不同BSS的數(shù)據(jù)進(jìn)行“染色”，為每個(gè)通道分配一種顏色，該顏色標(biāo)識(shí)一組不應(yīng)干擾的基本服務(wù)集（BSS），接收端可以及早識(shí)別同頻傳輸干擾信號(hào)并停止接收，避免浪費(fèi)收發(fā)機(jī)時(shí)間。

如果顏色相同，則認(rèn)為是同一BSS內(nèi)的干擾信號(hào)，發(fā)送將推遲；如果顏色不同，則認(rèn)為兩者之間無干擾，兩個(gè)Wi-Fi設(shè)備可同信道同頻并行傳輸。以這種方式設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)，那些具有相同顏色的信道彼此相距很遠(yuǎn)，此時(shí)我們?cè)倮脛?dòng)態(tài)CCA機(jī)制將這種信號(hào)設(shè)置為不敏感，事實(shí)上它們之間也不太可能會(huì)相互干擾。

在低功耗上，Wi-Fi 6采用了TWT（Targetwaketime，目標(biāo)喚醒時(shí)間）技術(shù)，可以定義每個(gè)終端的不同喚醒時(shí)間，也就是只有終端設(shè)備在收到自己的“喚醒”信息后才進(jìn)入工作狀態(tài)，其余時(shí)間均處于休眠狀態(tài)，不僅可以達(dá)到并行傳輸穩(wěn)定性的問題，同時(shí)可節(jié)省功耗，延長電池壽命。

每一代新技術(shù)的出現(xiàn)，如何向下兼容都成為工程師的難題，其MU-MIMO、OFDMA等技術(shù)是否能在更低規(guī)范的協(xié)議中使用。周璟表示，只要理解WI-FI5的OFDM與Wi-Fi 6的OFDMA的原理就明白了，其實(shí)Wi-Fi 6 OFDMA是兼容共存Wi-Fi 5OFDM的。

具體而言，在OFDM（正交頻分復(fù)用）技術(shù)下，每個(gè)用戶（終端設(shè)備）在上傳或下載數(shù)據(jù)時(shí)，在每個(gè)時(shí)間段內(nèi)占用整個(gè)無線信道。終端設(shè)備按時(shí)分的方式輪流占用整個(gè)無線信道。而OFDMA（正交頻分多址）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)時(shí)頻資源塊，用戶數(shù)據(jù)承載在每個(gè)資源塊上，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)傳輸，即一次可以和多個(gè)終端通信，不必排隊(duì)等待，提升了效率，降低了排隊(duì)等待時(shí)延。

至于MU-MIMO，雖然早在Wi-Fi4時(shí)代（802.11n）就開始使用MIMO技術(shù)了，但直到上一代Wi-Fi5(802.11ac)也只允許路由器一次與四個(gè)終端設(shè)備通信，且只支持下行MU-MIMO。而Wi-Fi 6支持多達(dá)與8個(gè)終端設(shè)備同時(shí)通信，這相當(dāng)于將原來的4條單向道路擴(kuò)展到8條雙向道路，成倍提升了交通效率。

積極布局Wi-Fi 6

就在今年10月份，中國電信開啟了2020天翼網(wǎng)關(guān)4.0集采，要求采購支持雙頻Wi-Fi 6功能的產(chǎn)品超過1400萬臺(tái)。這也是國內(nèi)首次大規(guī)模集采Wi-Fi 6產(chǎn)品，這次集采，也將有力的推動(dòng)Wi-Fi 6產(chǎn)業(yè)鏈加速成熟。

不僅是中國電信，其他幾家運(yùn)營商也在積極拓展智慧家庭、智能組網(wǎng)業(yè)務(wù)，瘋狂尋找新的利潤增長點(diǎn)。有相關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，隨著Wi-Fi 6相關(guān)終端規(guī)模出貨，未來2-3年，Wi-Fi 6將成為主流。

移遠(yuǎn)針對(duì)消費(fèi)類的端側(cè)和熱點(diǎn)的Wi-Fi 6模組，以及車規(guī)級(jí)的Wi-Fi 6產(chǎn)品都有布局。端側(cè)主要實(shí)現(xiàn)station功能，移遠(yuǎn)Wi-Fi 6模組FG50X系列支持雙頻并發(fā)功能，每個(gè)頻段可以實(shí)現(xiàn)2x2 MIMO，最大提供1.775 Gbps的速率，主要應(yīng)用于電視機(jī)、機(jī)頂盒以及其他要求高吞吐量的視頻通信設(shè)備領(lǐng)域。

同時(shí)，移遠(yuǎn)也提供帶Soft AP功能的Wi-Fi 6模組，可以搭配移遠(yuǎn)5G模組使用，目前已針對(duì)MIFI、CPE產(chǎn)品應(yīng)用，在多個(gè)項(xiàng)目上實(shí)現(xiàn)落地。在車載領(lǐng)域，移遠(yuǎn)也推出了車規(guī)級(jí)的Wi-Fi 6模組AF50T，用于車內(nèi)Wi-Fi熱點(diǎn)共享以及端側(cè)連接，可以實(shí)現(xiàn)熱點(diǎn)加station共存的模式，主要應(yīng)用于車機(jī)以及T-BOX等場(chǎng)景。

芯訊通也推出了和5G模組搭配使用的Wi-Fi 6模組W80，這款模組擁有MU-MIMO、OFDMA、TWT等革新性通信技術(shù)，可以快速部署，為新的應(yīng)用場(chǎng)景賦能，在智能家居、企業(yè)無線辦公、室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)等場(chǎng)景中將得到有效應(yīng)用，適合企業(yè)、學(xué)校、別墅等室內(nèi)場(chǎng)景。

相對(duì)而言，5G網(wǎng)絡(luò)更適合在室外實(shí)現(xiàn)廣域無縫公網(wǎng)覆蓋，在對(duì)漫游、時(shí)延有較高要求的場(chǎng)景中更為適用。芯訊通5G 模組SIM8200G和Wi-Fi 6模組形成了一個(gè)很好的5G+Wi-Fi 6方案，可提供高速穩(wěn)定的室內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)解決方案，未來Wi-Fi 6和5G將形成相輔相成，互補(bǔ)共存的局面。

小結(jié)

相比5G，Wi-Fi顯然是更適合家庭用戶使用，而Wi-Fi 6運(yùn)用MU-MIMO、OFDMA、TWT等技術(shù)，讓其具備高吞吐量、低時(shí)延、抗干擾強(qiáng)、低功耗等優(yōu)點(diǎn)。盡管Wi-Fi 5與Wi-Fi 6在相同寬帶環(huán)境下并沒有本質(zhì)區(qū)別，但當(dāng)處于復(fù)雜環(huán)境中時(shí)，Wi-Fi 6的優(yōu)勢(shì)便一眼可見。隨著智能家居的快速發(fā)展致使網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進(jìn)一步復(fù)雜，以及用戶對(duì)于低延時(shí)、高速率通信技術(shù)需求的上升，Wi-Fi 6已經(jīng)勢(shì)不可擋。

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