Wi-Fi 6来了：大规模普及在即

2019-05-23 05:16

去年，Wi－Fi联盟打破“陈规”推出了Wi－Fi 6，也就是之前我们常说的802.11ax，且以后都将采用这种新的方案为Wi－Fi命名。作为第六代Wi－Fi，Wi－Fi 6最高速率可达9.6Gbps，并发用户数提升4倍，网络时延从平均30ms降至20ms。如今，Wi－Fi 6大规模普及在即，到底哪些公司更适合Wi－Fi 6呢？部署时又该注意些什么？

Wi－Fi 6到底有多“6”？

最近，知名网络研究机构ZK Research的创始人Zeus Kerravala发布了《下一代Wi－Fi 6 超级连接极速未来》商业白皮书。白皮书认为，与前几代Wi－Fi技术相比，Wi－Fi 6为我们带来了更极致的用网体验与更大的容量；不仅如此，它还将助力物联网发展，同时结合AR／VR、云计算、人工智能等诸多创新技术，渗透进各行业，更好地服务于客户的业务创新。

首先，Wi－Fi 6带来了速率上的大幅提升。哪些因素与Wi－Fi速率有关呢？如公式“Wi－Fi理论带宽＝（符号位长×码率×数据子载波数量）×（1／传输周期）×空间流数”所示，速率提升主要由调制方式、数据子载波数量、码率、传输周期和空间流等几个指标共同决定。

其中，调制方式决定无线信号子载波单个符号的数据密度，在相同频宽下，使用更高阶的调制技术就能实现更高速率的提升，而Wi－Fi 6采用便是更高阶的调制编码方案1024－QAM（Wi－Fi采用的是256－QAM），使其最大连接速率提升至9.6Gbps。

此外，Wi－Fi 6的“6”还体现在了高密度接入。其使用了OFDMA（Orthogonal Frequency Division Multiple Access，即正交频分多址），能将无线信道划分为多个子信道（子载波），形成一个个频率资源块，用户数据承载在每个资源块上，而不是占用整个信道，实现在每个时间段内多个用户同时并行传输。

相较Wi－Fi 5的OFDM方案是按订单发车，不管货物大小，来一单发一趟，哪怕是一小件货物，也发一辆车，这就导致车厢经常是空荡荡的，效率低下，浪费了资源。OFDMA方案则会将多个订单聚合起来，尽量让卡车满载上路，使得运输效率大大提升。

通过了解OFDMA的工作机制可以看到，OFDMA实现了多个用户同时进行数据传输，这增加了空口效率，接下来我们分别看一下上行OFDMA和下行OFDMA的工作原理。

另一个很重要的方面是，Wi－Fi6支持MU－MIMO，也就是我们常说的多用户多入多出，允许路由器一次与多达8个设备同时通信，且同时支持上下行MU－MIMO，无需依次进行通信；相比之下，虽然Wi－Fi 5也支持MU－MIMO，但路由器一次只允许与四个设备通信，且只支持下行MU－MIMO。

这么说可能有点抽象，我们用交通打个比方，就意味着道路由4车道单向扩充为8车道双向，同时多个设备也不再像许多车辆排队等待从一个出口驶出那样，它们可以从不同的道路同时、高效地驶出／驶入，而不再是依次排队行驶，大大提高效率。

不过，这里要说明一下的是，虽然OFDMA和MU－MIMO针对多用户的上下行，都提高了无线的接入密度，但其实两者差别还是很大的。尽管两者均为并行传输解决方案，但既不是迭代关系，也不是竞争关系，而是互补关系。它们的技术原理不尽相同，适用的场景也有所区别，具体使用时需要根据服务的应用类型而定。

而“6”的另一个体现，是其抗干扰能力。我们说，Wi－Fi信号无处不在，使得无线之间的干扰也是无处不在的，一方面是来自相邻频段的无线电波叠加引起干扰，会导致数据损坏；另一方面，是同频干扰，虽不会损坏数据却会是竞争开销增加。

表面上看，造成这些干扰的原因是由于我们环境中经常遇到很多孤立安装的AP，因此无线信号出现了很多交叉覆盖从而造成了干扰；但从技术原理层面来看，造成干扰的原因是由于传统802.11技术是使用了载波监听多路访问／冲突避免技术（CSMA／CA）来实现接入控制。

为了解决CSMA／CA技术在密集AP环境中性能低下的问题，Wi－Fi 6提出了一种信道空间复用技术（Spatial Reuse Technique），使用BSS（Basic Service Set，基础服务集合）着色位（Color Bit）来标识这个数据帧属于哪个BSS，因此也被称作“BSS着色”（BSS coloring）技术。

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