黃山明 發表於 2020-12-10 08:47:55
電子發燒友報導（文/黃山明）如果說5G技術的發展，對消費者帶來顯著的改變是室外瀏覽視頻或者下載東西時，不必等待太久，那麼在室內，用戶更多使用的仍是Wi-Fi，尤其在當前5G信號穿透性較弱以及基站數量不足的情況下。
Wi-Fi 6，第6代無線技術，即IEEE802.11 ax，經過了這些年的發展，如今Wi-Fi 6技術已經開始搭載在各大廠商的電子產品中。尤其在今年的疫情影響下，Wi-Fi 6正在快速普及。
Wi-Fi 6正在迅猛發展
受疫情限制，在上半年大多數人都被迫待在家中，從另一方面來看，這也加大了用戶對室內無線通信技術的需求。而作為室內最常用的通信技術，新一代Wi-Fi技術的出現，無疑會極大提升用戶的使用體驗。
移遠通信副總經理孫延明在接受電子發燒友採訪時認為，Wi-Fi 6從誕生到現在，發展非常迅猛，路由器作為其基礎設備，隨著技術的成熟，價格逐步下探，已經到了普及的範圍。在終端側，產品類型也不斷豐富，從全球範圍看，越來越多的Wi-Fi 6設備開始上市，包括電視機、筆記本電腦、機頂盒等。疫情期間，也帶動了家用視頻類的消費，Wi-Fi 6作為家庭高速無線通信的主要方式，其新產品上市節奏也在加快。
在今年疫情發展的情況下，無疑加快了Wi-Fi 6技術的發展和普及。芯訊通市場總監譚夢溪認為，Wi-Fi 6在智能家居、企業無線辦公、室內會議，遠程教育、遠程醫療中表現出的優越性是有目共睹的。
或許有人會有疑問，5G快速發展的當下，我們還需要Wi-Fi技術嗎？而事實上，Wi-Fi 6的發展將與5G緊密相連，譚夢溪認為Wi-Fi 6與5G將維持一個主內一個主外的格局，兩者在很多場景下是互相補充的。
前幾年在5G出現後，Wi-Fi將逐步退出市場的聲浪很大，這主要是因為現有的Wi-Fi協議與5G協議在理論上的帶寬、時延和連接能力差距過大，甚至無法彌補，但Wi-Fi 6的出現改變了這一切，在多個應用場景下，Wi-Fi 6與5G的互補性顯著大於競爭。
從當前的市場來看，5G套餐資費並不低，對於家庭用戶而言，利用Wi-Fi來承擔日常大部分流量消耗支出替代行動網路是最佳的選擇。另一方面，據公開數據統計，中國智能家居市場規模從2015年的1654.4億元增長至2019年的3876.2億元，年複合增長率達23.7%。智能家居作為Wi-Fi的重要應用終端，其市場規模的持續擴大也推動著Wi-Fi的迅速發展。
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超Wi-Fi 5，同時更加省電，信號覆蓋更廣，以及可以接納更多的連接設備。如果讓消費者能夠切實的感受到這些新技術，那麼對於體用體驗的提升無疑是巨大的，但想要體驗Wi-Fi 6，需要發射端和接收端都在硬體上支持才行。
譚夢溪表示，從技術角度看，相比Wi-Fi 5最高帶寬是6933Mbps，升級到Wi-Fi 6之後，可以達到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的飛躍，比如採用了OFDMA正交頻分多址技術，支持8×8 MU-MIMO等等。
此前所認為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的手機或者無線網卡。但目前來看，這個問題並非無法解決。譚夢溪認為，大部分人已經用上的5G技術的手機和設備，三大運營商也在積極推進5G網絡建設，同時推出用戶攜號免費升級，家庭寬帶也可以升級到5G和Wi-Fi 6設備。目前阻礙Wi-Fi 6發展的應該是當前用戶生活場景需求，隨著生活場景需求的發展Wi-Fi 6會自然的普及。
針對家庭用戶層面，更多用到的功能是高吞吐量這個場景，比如筆記本電腦、平板、機頂盒、智能電視等，今年已經有此類產品陸續上市，隨著Wi-Fi 6路由器的更加普及，端側設備會越來越多，將帶動Wi-Fi 6在家庭場景的應用普及。
孫延明認為，今年國內主要集中在Wi-Fi 6電視、筆電等產品，預計明年Wi-Fi 6產品數量上會更多一些，同時明年可能會有機頂盒產品面世，整體家庭類應用的普及可能要2到3年之後。
我們真的需要Wi-Fi 6嗎？
一個有意思的問題是，在許多用戶的行動裝置上，基本都能支持2*2MU-MIMO，理論速度可以達到2.4G，但這需要工作在160MHz頻段下，對於信號質量的要求非常高，普通情況下可能只有80MHz。儘管Wi-Fi 6的80MHz可以達到1200Mbps的速率，但在同樣情況下，Wi-Fi5的速率也可以達到866Mbps，已經遠超消費者的感知，似乎沒有必要去更換Wi-Fi 6。
數據來源：維基百科
對此，孫延明認為，Wi-Fi 6除了具有數據高吞吐量以外，MU-MIMO功能也很強大，同時具備出色的低時延、低功耗性能。未來的家庭Wi-Fi設備會有很多，除了高吞吐量的高清視頻類設備如高畫質電視、機頂盒、遊戲機等，還有其他的一些聯網設備，比如智能空調和冰箱等，再加上手機、平板等行動裝置，可能會有幾十個設備同時接入，此時MU-MIMO等技術提供的多設備管理能力就很重要，可以保證在大量設備接入狀態下的性能。另外，部分Wi-Fi應用對低時延的要求較高，比如遊戲，此時Wi-Fi 6相對Wi-Fi 5也就具有特別的優勢。
此外，相比Wi-Fi 5，Wi-Fi 6在2.4G頻段的抗幹擾能力得到了巨大提升，在原理上大幅提升了複雜條件下的網絡性能。尤其在如今聯網設備指數級增加的當下，網絡環境變得更為複雜，幹擾更多，如何獲得較好的網絡體驗，將成為用戶體驗的一個重要指標。
而Wi-Fi 6穩定性的提升其實就在於MU-MIMO及OFDMA技術上，Wi-Fi 5隻有在下行時才會啟動MU-MIMO技術，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在實質上並沒有什麼區別，但是我們正處於複雜的網絡環境下，如機場、演唱會、球賽現場、電競現場時，Wi-Fi 6的穩定性將顯著好於Wi-Fi 5。這對於如今許多愛好玩手遊的用戶，無疑是一個福音，打個比方，當別人由於信號問題還卡在遊戲中無法動彈時，你已經推塔完畢，準備開始下一局了，這顯然是兩種不同的遊戲體驗。
如何解決Wi-Fi 6的穩定性及兼容問題
從性能上來看，Wi-Fi 6具備高吞吐、低時延、低功耗性能等優勢，同時還能保持多個終端並行傳輸數據，但這也帶來了新的問題，更大的數據流量疊加多終端並行傳輸數據對於穩定性的要求也更高。
芯訊通智能模塊研發部總經理周璟表示，過去，Wi-Fi 6為了避免在數據傳輸時發生衝突而引入了BSS Coloring。BSS Coloring通過在數據報頭加入6bits的BSS Color，讓數據可在同一信道傳輸而不會互相干擾。
具體而言，BSS Coloring著色機制是在802.11ax中引入了一種新的同頻傳輸識別機制，這項技術在PHY報文頭中添加BSS color欄位對來自不同BSS的數據進行「染色」，為每個通道分配一種顏色，該顏色標識一組不應幹擾的基本服務集（BSS），接收端可以及早識別同頻傳輸幹擾信號並停止接收，避免浪費收發機時間。
如果顏色相同，則認為是同一BSS內的幹擾信號，發送將推遲；如果顏色不同，則認為兩者之間無幹擾，兩個Wi-Fi設備可同信道同頻並行傳輸。以這種方式設計的網絡，那些具有相同顏色的信道彼此相距很遠，此時我們再利用動態CCA機制將這種信號設置為不敏感，事實上它們之間也不太可能會相互幹擾。
在低功耗上，Wi-Fi 6採用了TWT（Target wake time，目標喚醒時間）技術，可以定義每個終端的不同喚醒時間，也就是只有終端設備在收到自己的「喚醒」信息後才進入工作狀態，其餘時間均處於休眠狀態，不僅可以達到並行傳輸穩定性的問題，同時可節省功耗，延長電池壽命。
每一代新技術的出現，如何向下兼容都成為工程師的難題，其MU-MIMO、OFDMA等技術是否能在更低規範的協議中使用。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Wi-Fi 6 OFDMA是兼容共存Wi-Fi 5 OFDM的。
具體而言，在OFDM（正交頻分復用）技術下，每個用戶（終端設備）在上傳或下載數據時，在每個時間段內佔用整個無線信道。終端設備按時分的方式輪流佔用整個無線信道。而OFDMA（正交頻分多址）在頻域上將無線信道劃分為多個子信道（子載波），形成一個個時頻資源塊，用戶數據承載在每個資源塊上，而不是佔用整個信道，從而實現在每個時間段內多個用戶同時傳輸，即一次可以和多個終端通信，不必排隊等待，提升了效率，降低了排隊等待時延。
至於MU-MIMO，雖然早在Wi-Fi4時代（802.11n）就開始使用MIMO技術了，但直到上一代Wi-Fi5(802.11ac)也只允許路由器一次與四個終端設備通信，且只支持下行MU-MIMO。而Wi-Fi 6支持多達與8個終端設備同時通信，這相當於將原來的4條單向道路擴展到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天翼網關4.0集採，要求採購支持雙頻Wi-Fi 6功能的產品超過1400萬臺。這也是國內首次大規模集採Wi-Fi 6產品，這次集採，也將有力的推動Wi-Fi 6產業鏈加速成熟。
不僅是中國電信，其他幾家運營商也在積極拓展智慧家庭、智能組網業務，瘋狂尋找新的利潤增長點。有相關機構預測，隨著Wi-Fi 6相關終端規模出貨，未來2-3年，Wi-Fi 6將成為主流。
移遠針對消費類的端側和熱點的Wi-Fi 6模組，以及車規級的Wi-Fi 6產品都有布局。端側主要實現station功能，移遠Wi-Fi 6模組FG50X系列支持雙頻並發功能，每個頻段可以實現2x2 MIMO，最大提供1.775 Gbps的速率，主要應用於電視機、機頂盒以及其他要求高吞吐量的視頻通信設備領域。
同時，移遠也提供帶Soft AP功能的Wi-Fi 6模組，可以搭配移遠5G模組使用，目前已針對MIFI、CPE產品應用，在多個項目上實現落地。在車載領域，移遠也推出了車規級的Wi-Fi 6模組AF50T，用於車內Wi-Fi熱點共享以及端側連接，可以實現熱點加station共存的模式，主要應用於車機以及T-BOX等場景。
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，可以快速部署，為新的應用場景賦能，在智能家居、企業無線辦公、室內網絡等場景中將得到有效應用，適合企業、學校、別墅等室內場景。
相對而言，5G網絡更適合在室外實現廣域無縫公網覆蓋，在對漫遊、時延有較高要求的場景中更為適用。芯訊通5G 模組SIM8200G和Wi-Fi 6模組形成了一個很好的5G+Wi-Fi 6方案，可提供高速穩定的室內外網絡解決方案，未來Wi-Fi 6和5G將形成相輔相成，互補共存的局面。
小結
相比5G，Wi-Fi顯然是更適合家庭用戶使用，而Wi-Fi 6運用MU-MIMO、OFDMA、TWT等技術，讓其具備高吞吐量、低時延、抗幹擾強、低功耗等優點。儘管Wi-Fi 5與Wi-Fi 6在相同寬帶環境下並沒有本質區別，但當處於複雜環境中時，Wi-Fi 6的優勢便一眼可見。隨著智能家居的快速發展致使網絡環境進一步複雜，以及用戶對於低延時、高速率通信技術需求的上升，Wi-Fi 6已經勢不可擋。
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