802.11ac和 802.11ax的關鍵區別是什麼?

2022-01-05 電子發燒友網

Wi-Fi 最初只是 1x1 連接(單個數據流,單個客戶端與路由器通信),但現在它已演進為一種 8x8 MIMO(多輸入/多輸出)解決方案,多個客戶端同時與路由器進行通信。當前的Wi-Fi 標準 802.11ac 在 2013 底全面發布,它在家庭環境中的使用效果非常好。但是,與以前的Wi-Fi 標準一樣,它也將在 2022 年左右達到極限,據經濟合作與發展組織 (OECD) 估計,屆時一個家庭可能會有多達 50 個節點。

802.11Ax 是 IEEE 802.11 Wi-Fi 標準的下一個演進版本,它將在人口非常密集的環境中得到廣泛應用,例如城區公寓綜合樓、大學校園、音樂會場地、體育館等,在這些場所,很多客戶端都將通過 Wi-Fi 訪問網際網路。這個 IEEE 標準目前正在開發,預期將於 2019 年公開發布。

下面,我們將介紹讀者應該了解的關於下一代 Wi-Fi 802.11ax 的五個關鍵問題。

• 上行鏈路 MIMO:802.11ac 支持多用戶 MIMO,但只是在下行鏈路模式下。相反,802.11ax 增加了上行鏈路功能,因此多個用戶可以同時上傳視頻。

• 調製:802.11ax 擁有更高的調製方案,從 256 QAM 升級至 1024 QAM,這樣可以達到更高的吞吐量,將容量提高 25%,每個符號傳輸 10 位數據。

• 容量和效率改進:802.11ax 使用 OFDMA 調製,而非 OFDM 調製,這樣可以實現 FDD,從而取代 TDD,還能實現特定帶寬內部的資源單元分配。它還可將子載波間隔減小至 78.125 kHz,僅為 802.11ac 間隔的 25%,符號比後者長 4 倍。所有這些變化結合在一起,意味著系統更加高效,能夠同時上傳或下載多個數據包,而不是一次只傳輸一個數據包。

• 基於調度而非資源爭搶:在 802.11ax 中,接入點決定設備何時工作,因而能夠更加高效地處理客戶端。資源調度還能顯著減少休眠期間的能耗,從而延長客戶端的電池續航時間。


2802.11ac 承諾了 6.9 Gbps 的網絡速度,但公共 Wi-Fi 卻無法達到這樣的速度。802.11ax 將會解決這個問題嗎?


6.9 Gbps 的速度在家庭或公共 Wi-Fi 網絡上是不可能實現的。這些理論上的速度永遠不會出現在百思買、沃爾瑪或其他大型商店的貨架上的路由器包裝盒上。

家庭網絡的最大限制因素是網際網路服務提供商的連接,這是為家庭提供網際網路接入的管道。如果路由器能夠支持 1.6 Gbps,但家庭連接速度僅為 100 Mbps,那麼客戶端永遠無法實現從廣域網 (WAN) 進行下載的更高速度。

進入家庭和接入點的數據流將確定初始網際網路帶寬基準。在這些位置,其他一些因素可能減慢網絡速度:

1、客戶端和接入點之間的距離

2、相同頻率的其他客戶端帶來的幹擾

3、固有的 Wi-Fi 資源開銷,包括確認、傳輸、空閒通道評估

802.11ax 接入點將提供更高效的環境,從而消除 Wi-Fi 開銷問題。換言之,與通信相關的固定「成本」再也不是數據傳輸的一部分。802.11ax 將通過不同方式消除開銷,調度設備的工作時間,更高效地處理信息和客戶端。

此外,高級濾波技術將會實現更好地共存,提升帶緣性能。這樣可以產生兩個結果:

1、讓更寬的頻譜充分發揮作用

2、改進以前受到限制的帶緣通道中的服務質量和範圍

總而言之,經過改進的頻率和濾波將幫助 802.11ax 達到比 802.11ac 更快的速度。

OFDMA 如何創建更高效的有效載荷傳輸系統?

從 802.11a 到 802.11ac 的各個標準都使用了 OFDM(正交頻分復用)技術來傳輸 Wi-Fi 數據包。在 OFDM 中,無論是通過 Wi-Fi 網絡來傳輸視頻,或者只是發送簡單的文本消息,設備都使用固定的 20 MHz 或 40 MHz 帶寬來傳輸數據包。

但是,802.11ax 使用了 OFDMA(正交頻分多址接入)技術,它讓資源單元 (RU)  能夠根據客戶端的需求來劃分帶寬,為多個用戶提供相同的客戶體驗,而且連接速度更快。

相比於接入點,對於手機或其他客戶端而言,802.11ax 會帶來哪些差異?

802.11ax 將 EVM 要求降低至 -47 dB,接入點和客戶端都必須達到相同的規格。這方面沒有任何差異,但功率水平可能有很大差異。接入點或用戶端設備 (CPE) 的工作功率通常遠高於客戶端。前者的功率為 24 dBm,而移動手機的功率為 14-20 dBm。最終,更高的功率意味著設備必須驅散更多的熱量,因此連接解決方案可能需要比移動解決方案更加嚴格的散熱要求。

要認識到,802.11ax 規範仍然處於不斷變動中,在一定時間內不會最終確定。隨著下一代 Wi-Fi 標準的繼續演進,我們要不斷進行調整。

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