我進入隔壁小姐姐的閨房,終于幫她搞通啥是Wi-Fi 6

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本文轉載自【IT之家】微信公眾號
最近住在IT之家小編汐元隔壁的女生想買個路由器,問汐元買哪個好,然后發生了如下對話:

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最近住在小編汐元隔壁的女生想買個路由器,問汐元買哪個好,然后發生了如下對話:

我進入隔壁小姐姐的閨房,終于幫她搞通啥是Wi-Fi 6

如大家所想,汐元成功進入了隔壁小姐姐的家門,然后……用我那三寸不爛之舌給小姐姐上了一課:

什么是Wi-Fi 6!

咳咳,以下是上課的內容。

首先,Wi-Fi 6就是Wi-Fi技術的船新版本。

我進入隔壁小姐姐的閨房,終于幫她搞通啥是Wi-Fi 6

2018年10月4號,Wi-Fi聯盟就公布了Wi-Fi 6,這是最新的Wi-Fi網絡協議新標準,它的標準代碼為802.11ax。

看到802.11ax,經常看的小伙伴可能就比較眼熟了。沒錯,你以前一定經常見到過802.11ac、802.11n等這樣的名詞。

他們之間有什么關系?這一切要從Wi-Fi的起源說起。

我進入隔壁小姐姐的閨房,終于幫她搞通啥是Wi-Fi 6

我們現在非常依賴的Wi-Fi,其實開始于美國IT儀器制造商NCR聯合AT&T在1991年開發出的名叫WaveLAN的技術,它敲開了無線連接市場的大門。

到1990年,電氣和電子工程師協會(簡稱IEEE)組建了一個無線通訊小組,叫IEEE 802.11工作群組。

1997年,802.11無線標準正式發布。這是Wi-Fi的原始版本。

1999年,品牌咨詢公司Interbrand在向市場推廣802.11協議的時候,才將其改名為Wi-Fi。Wi-Fi這個名字也就這么產生了。

Wi-Fi雖然有了自己的名字,但是,IEEE在技術迭代的時候,用的仍然是802.11協議的名字,所以,雖然802.11協議已經更新了好多代,但仍然被統稱為Wi-Fi。這其實是不太合理的。

那么802.11協議到底更新了多少代呢?汐元用一張表格為廣大小伙伴們整理出來:

我進入隔壁小姐姐的閨房,終于幫她搞通啥是Wi-Fi 6

注意,IEEE對802.11協議的更新其實遠不止這些,汐元只是列出了比較重要的版本。也就是對應著Wi-Fi 1到Wi-Fi 5的版本。

下面我們直接聊Wi-Fi 6。先拿他和Wi-Fi 5 wave 2做個參數上的比較吧:

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特性一:1024QAM

首先,Wi-Fi 6相比Wi-Fi 5 wave 2,QAM調制升級到了1024QAM。

QAM這個技術混跡于的小伙伴們可能經常看到。它的學名叫“正交幅度調制”。什么意思呢?

我們知道,Wi-Fi的本質也是利用電磁波傳輸數據。電磁波是有各種不同波形的。

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用三個參數:頻率、振幅和相位,可以描述波形。

以前,用相位來描述波形(相位就是三角函數的角度),假如選兩個相位,不同的波形可以用0、1代表1個bit的信息。

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在頻率資源有限的情況下,怎么樣讓每一個周期的波形里承載更多的數據?

科學家想到將相位和振幅結合起來,那么電磁波抖動一次,就可以承載更多的數據。

這就是QAM。

例如4QAM,就是用2種不同振幅大小和2種不同相位的波形組合,像下面這張圖,每個周期可以承載2bit數據(4是2的2次方),是原來的2倍。

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8QAM,每個波形能傳送3bit數據(8是2的3次方),64QAM,每個波形傳送6bit數據,256QAM,每個波形傳送8bit數據,1024QAM,是10bit數據……就是這樣。

數字越大,對帶寬的利用率就越高,能傳輸的數據量也就越大,即速率越高,當然,對技術的要求也越高。

Wi-Fi 6到了1024QAM,對頻寬也有要求,Wi-Fi 6的頻寬達到了160MHz,這在Wi-Fi 5時代只是可選項。

特性二:OFDMA

除了1024階的QAM,Wi-Fi 6另一個重要升級點,就是OFDMA技術。

說到OFDMA,首先要從OFDM說起,它的意思是“正交頻分復用”。

在以往,是將某一頻譜資源劃分成一段一段的子載波,然后在每個子載波之間加入保護帶寬,防止彼此的干擾。

說人話,汐元將這段頻譜資源比喻成一條路,有固定的寬度。而子載波比喻成很多的小車。小車需要在這條路上運送貨物。

以前的車很小,車與車之間要保持車距(保護帶寬)。這就是窄帶(FDM)技術。

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這種運輸方式有一個重要的缺點,就是效率不高。畢竟一輛小車能裝的貨太少了,路就這么寬,車和車之間還得頻繁隔開距離。

怎么提高運輸效率呢?后來人們想,拿大車來運不就行了?這就是CDM(寬帶)技術。

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用大車來運,效率確實提高了。可是漸漸的,人們又不滿足了,畢竟大車和大車之間也要保持車距呀。

是的,科學家連這部分車距都不想放過。

那怎么辦呢?

輪到OFDM技術登場了。

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OFDM技術的思路和之前不太同。你不是嫌車距浪費了道路空間嗎?那好,這次我用一輛超大的車把道路都占著。

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然后呢,在這輛車的內部,我來優化裝填貨物的方式,盡量讓它塞進更多的貨。怎么優化呢?

以前的貨可能是這樣放的:

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現在,把貨交錯起來裝填,不留一絲空隙,像這樣:

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當然啦,現實中貨物不可能這樣交錯疊放,但是在電磁波的世界里就可以。并且這種交錯的方式要保證是正交,減少相互干擾。至于正交是啥,高中數學三角函數里有答案,這里就不介紹啦。

總之,頻譜帶寬的利用率又得到了極大的提高。

而OFDMA技術其實就相當于在OFDM基礎上加了個”A”,也就是多址接入。

還是用上面的例子,就是OFDM下,每輛車一次只能裝載固定一種貨物,而OFDMA則可以將不同的貨物打包在一輛車里運輸。這樣也是進一步提高頻譜資源的利用率,提升效率。

所以說嘛,通信技術演進的過程,就是科學家絞盡腦汁,想盡方法榨干頻譜資源利用率的過程。

特性三:上下行MU-MIMO

為了進一步提升速率和系統性能,Wi-Fi 6還采用了更完整的MU-MIMO。

在Wi-Fi 5 wave2中只是下行鏈路支持MU-MIMO,在Wi-Fi 6中,上下行都可以MU-MIMO,也就是說它可以讓8個終端共享上行、下行的MU-MIMO數據包。

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家里有很多手機的數碼宅就爽歪歪了。

特性四:TWT

除了這兩個和速率有關的,還有一項技術,叫做TWT(目標喚醒時間)。這個功能理解起來沒什么難度,簡單來說,就是它允許終端設備在不進行數據傳輸時進入休眠狀態,從而節省高達7倍的電池功耗。

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特性五:空間復用

另外還有一項功能,叫做空間復用,這個技術讓Wi-Fi 6在手機收到來自同頻段、相同無線局域網絡的信號時,能夠及時識別并停止信號干擾。

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如果你家里很大,一兩個路由器覆蓋不下,這個技術就能凸顯出好處了。

所以,總結一下,Wi-Fi 6的重點功能提升包括:

  • 采用OFDMA技術;

  • 支持1024QAM調制;

  • 頻寬達到160MHz;

  • 更完整的MU-MIMO;

  • 支持“TWT”技術,更省電;

  • 支持空間復用技術,更抗干擾。

最后

總結一下小姐姐的疑問。現在入手Wi-Fi 6路由器,有必要嗎?

目前市面上的Wi-Fi 6路由器大部分還是挺貴的,當然也有便宜的。不過為了更好的體驗,汐元還是建議大家購買價位高一些的。

首先像汐元隔壁女生那種老公不差錢的主,那當然買就完事兒了,畢竟為未來做個準備。

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如果你是為工廠、辦公區等商用場景準備,例如像編輯室這種很多數碼設備連接的地方,那么Wi-Fi 6路由器目前也是很值得考慮的,多設備接入、組網的穩定性和安全性都要更高。

而如果你是個人用戶,預算不充足,現在上倒不必要。因為首先你手上的終端目前搭載支持Wi-Fi 6芯片的就不多,迭代也需要一個周期。

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另外,Wi-Fi 6大帶寬、高階調制等技術帶來的速率看起來很高,但其實9.6Gbps只是理想速度,實際還有很多受限因素,例如你家里的寬帶速度、應用內容提供上的廣域網速度等等。

所以,不要單聽廠商的忽悠,Wi-Fi 6可以先等等,普及了再說也不遲。

最后的最后

認認真真講了一小時,縱然汐元舌燦蓮花,也該口干舌燥了。這時只見小姐姐心滿意足地端過來一杯茶。

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然后我們從詩詞歌賦談到人生哲學,共同度過了一個愉快的下午。

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