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11 wifi6速率_走進WiFi6

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本文嘗試讓你了解被各大手機廠商吹得神乎其神的“WiFi6”到底是個啥,更多内容歡迎來我的部落格看看:

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什麼是 WiFi6

WiFi 标準是 IEEE(電氣電子工程師學會)制定的标準之一,IEEE 将最近幾代的 WiFi 标準依次命名為 802.11n, 802.11ac, 802.11ax。WiFi 聯盟則是一個商業組織,主要目的是在全球範圍内推行 WiFi 産品的相容認證,發展 IEEE802.11 标準的無線區域網路技術。

2018年底,為了友善宣傳與推廣,WiFi 聯盟為 WiFi 标準推出了更為簡單好記的名字:

802.11n = WiFi4
802.11ac = WiFi5
802.11ax = WiFi6
           
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由上圖可知,WiFi6 與前幾代 WiFi 标準最大的不同展現在一下方面:

OFDMA

使用 OFDM, 每一幀資料隻能服務一個裝置;而使用 OFDMA,每一幀資料可以被多個裝置所使用。

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一個通俗的比喻是卡車。使用 OFDM 卡車每次隻能給一家運貨,即使這次運輸卡車沒裝滿。而 OFDMA 一次可以把東西運給多家,這樣就不會浪費運力了。

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MU-MIMO

傳統的 SU-MIMO 的路由器信号呈一個環狀散發,根據距離依次單獨與裝置進行通訊。當接入裝置過多會導緻部分裝置長期處于等待狀态,造成所謂“信号滿格網速很慢”的現象。更為嚴重的是,每次通訊的帶寬 = 總帶寬 / 接入裝置數。這樣就造成了大量浪費。 而 MU-MIMO 路由器對信号進行頻分、碼分等複用,這樣一台有 n 根天線的 MU-MIMO 路由器可以和最多 n台裝置同時通訊且每個裝置都能最大限度利用頻寬,資料傳輸速率提高了 n 倍。 支援 MU-MIMO 的路由器同時與 SU-MIMO 裝置和 MU-MIMO 裝置通信時會混着用這兩種技術。舉例來說裝置 1 是 SU-MIMO,裝置 2、3 是 MU-MIMO,那 MU-MIMO 路由器和 1 通信時使用 SU-MIMO,和 2、3 通信時使用 MU-MIMO。 MU-MIMO 隻是利用了空置的天線,并不一定就能提高 wifi 速度。如果目前所有天線都被利用上了再使用 MU-MIMO 也沒效果。比如 MU-MIMO 路由器與 3 台 MU-MIMO 裝置 + 1 台 SU-MIMO 裝置通信,此時路由器 3 根天線都滿載了,把那一台 SU-MIMO 更新成 MU-MIMO 并不會對網速有提升。 與 wifi 5 相比 wifi6 的提升在于支援上行 MU-MIMO,這在使用者上傳資料的時候很有用

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調制模式

QAM 是一種在兩個正交載波上進行幅度調制的調制方式,xQAM 代表了一個傳輸單元含 x 子載波,即路由器每一幀最多能傳輸多少資料。

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  • WIFI5:最高為 256-QAM,但是有效子載波數量隻有 234 個。使用 160Mhz 頻寬就是 468 個。
  • WIFI6:最高為1024-QAM,但是有效子載波數量的隻有 980 個。使用 160Mhz 頻寬時候為 1960 個

WIFI5 一個QAM傳輸 8bit 資料,WIFI6 用的是10Bit資料。兩者最高速度時候的編碼率都是5/6。wifi6 每幀傳輸更多的資料,使用者感受到的“網速”也就變快了。 在 120MHz 下 wifi6 理論上單流最高可達 1021Mbps,極限 8 串流達到 9607Mbps(9.3Gbps)。當然,具體速度如何還受使用者網絡帶寬等因素的限制。

TWT

TWT(Target Wake Time) 主要面向于智能家居産品,這些裝置通過溝通告訴路由器什麼時候喚醒裝置,其他時間不要找我(維持wifi連接配接),避免多個裝置同時通信造成等待,減少無線網絡天線使用及信号搜尋時間,進而減少智能家居産品的耗電問題。但該技術并不是對所有裝置都有幫助,例如筆記本電腦需要持續的網際網路通路,是以不太可能過多地受益于此功能。

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SR

SR(spacial reuse) 指空間複用技術,作用是實作高密度場景下(空間中同時存在多個路由信号)的信道複用

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總結

目前主流路由器已經支援 WiFi5,由于 WiFi5 僅支援 5G 頻段,而現實裡還存在不少隻支援 2.4G 頻段的裝置,是以路由器會向下相容 WiFi 4 的标準,也就是它們在 2.4G 頻段使用的 WiFi4 確定向下相容,在 5G 頻段則使用的 WiFi5。 WiFi6 同時支援 2.4G 和 5G 頻段,若 WiFi6 路由器和支援 WiFi6 的終端普及後,結合上文内容,預計帶來的增益有:

  1. 速度更快,可将無線速率提高到最高9.6Gbps,滿足高速率應用需求,主要通過1024QAM、160Mhz、更多的空間流等實作
  2. 延遲更低,通過MU-MIMO、OFDMA實作
  3. 網絡容量提升,對同時連接配接多裝置的場景支援更好,通過MU-MIMO、OFDMA實作
  4. 信号更加穩定,抗幹擾能力和覆寫範圍增強,通過支援 2.4G 頻段、SR等實作
  5. 此外,為了支援新的技術特性,WiFi 6路由器本身在硬體規格(處理器、記憶體等)上也會有提升,硬體上的提升也會帶來各方面更好的效果,是以對于不支援 WiFi6 的裝置也有一定增益