一文读懂WiFi6这才是千兆路由和无线网卡的正确选择
WiFi6是什么?
WiFi 6是由无线网络标准的WiFi联盟提出的命名规则,将802.11ax更名为WiFi 6,于2019年发布,并将前两代技术802.11n和802.11ac分别更名为WiFi 4和WiFi 5。
WiFi 6,其实就是第6代无线技术——IEEE 802.11 ax。鉴于802.11系列标准命名着实令人眼花缭乱,于是WiFi联盟将IEEE 802.11 ax更名为WiFi6,以实现更好推广和记忆。
1997年,全球最大的专业学术组织电气电子工程师协会(Institute of Electrical and ElectronicsEngineers,IEEE)推出了世界上第一个无线局域网标准IEEE802.11,工作频段为2.4GHz,数据传输速率为2Mbit/s,实现了无线上网,解决了上网受网线束缚的问题。为满足日益增长的无线上网需求,IEEE先后推出了802.11a,802.11b,802.11g,802.11n,802.11ac等标准,得到了大量厂商支持,获得了广泛应用,特别是广泛应用于宾馆、饭店、机场、车站、体育馆、会场、大学教室、图书馆、办公室、家庭等室内。
随着手机和平板电脑等无线终端的普及和应用,人手一部或多部无线终端成为常态。无线终端接入数量的大幅提升,对无线接入带宽、并发数量、时延等提出了更高要求。为满足人们对无线接入的需求,IEEE802.11工作组从2014年开始研发新的无线接入标准802.11ax,并于2019年中正式发布,是IEEE 802.11无线局域网标准的最新版本,提供了对之前的网络标准的兼容,也包括现在主流使用的802.11n/ac。电气电子工程师学会为其定义的名称为IEEE 802.11ax,负责商业认证的Wi-Fi联盟为方便宣传而称作WiFi 6。
WiFi6有哪些特点?
① 速度
WiFi 6在160MHz信道宽度下,单流最快速率为1201Mbit/s,理论最大数据吞吐量9.6Gbps。跟前五代比一比:
第一代 802.11b(Wi-Fi 1),最快11Mbit/s。
第二代 802.11a(Wi-Fi 2),最快54Mbit/s。
第三代 802.11g(Wi-Fi 3),最快54Mbit/s。
第四代 802.11n(Wi-Fi 4),单流带宽最快150Mbit/s。
第五代 802.11ac(Wi-Fi 5),单流带宽最快867Mbit/s。相对WiFi 5(802.11ac),提升至1.4倍;相对WiFi 4(802.11n),提升至8倍。
② 续航
这里的续航针对连接上WiFi 6路由器的终端。WiFi 6采用TWT(目标唤醒时间),路由器可以统一调度无线终端休眠和数据传输的时间,不仅可以唤醒协调无线终端发送、接收数据的时机,减少多设备无序竞争信道的情况,还可以将无线终端分组到不同的TWT周期,增加睡眠时间,提高设备电池寿命。
③ 延迟
WiFi 6平均延迟降低为:20ms,WiFi 5平均延迟是30ms。
WiFi6核心技术
WiFi 6与前面几代无线技术不同的地方在于引进或者升级了两大技术,MU-MIMO(Multi-UserMultiple-Input Multiple-Output,多用户多输入多输出)和OFDMA(正交频分多址技术)。
MU-MIMO
如今,每个家庭需要连接Wi-Fi的设备越来越多,在同一个Wi-Fi网络内,在电视上看个高清电影很可能会让正在看直播的手机卡顿。在饭店吃饭时,Wi-Fi信号明明满格,但网速慢到难以忍受。这是为什么呢? 原因很简单:根据802.11ac标准,AP(路由器、热点)一次只能和一个终端通讯。
在同一时刻,如果大量设备接入到同一个Wi-Fi网络,网络就会变慢变卡,就好比100辆车同一时间挤在一条马路上行驶,开得动?
有什么办法可以改变这个问题呢?答案是MU-MIMO。引入MU-MIMO技术就可以改变Wi-Fi网络的运行方式,改善网络资源利用率,显著提高网络总吞吐量和总容量,将终端上网速度大幅提升。 MU-MIMO是指在无线通信系统里,一个基站同时服务于多个移动终端,基站之间充分利用天线的空域资源与多个用户同时进行通信。
WiFi 5在下行用了MU-MIMO技术,WiFi 6 则延续了WiFi 5 所带来的MU-MIMO (多用户多输入多输出系统),但WiFi 6 支持完整版的MU-MIMO 技术,支持上下行,可以一次同时支撑8 个终端设备上行/下行传输更多数据,是WiFi5 的两倍。WiFi 6让路由器利用多天线同时跟多个终端设备进行沟通,做到"一心多用"。比起过去只能单天线单设备同时通信的设计,MU-MIMO更能胜任提升网络速率,连接更多设备的需求。
OFDMA
与WiFi 5采用OFDM(正交频分复用技术)技术不同,WiFi6借用了蜂窝网络采用的OFDMA,多个终端可同时并行传输,不必排队等待、相互竞争,从而提升效率和降低时延。举个例子,原来一个时间段只能有一个载波去传输一个数据包,采用OFDMA 后就相当于在一个时间段可以有多个载波同时传输多个数据包。
虽然OFDMA和MU-MIMO都是允许多个设备同时传输的技术,但它们却截然不同。OFDMA可以在低吞吐量或小包应用(如物联网传感器)的高密度环境中提供帮助,而MU-MIMO可以帮助实现高吞吐量应用。OFDMA技术是对MU-MIMO的补充。
OFDMA和MU-MIMO作为WiFi 6的核心技术,通过分别在频率空间和物理空间上提供多路并发技术,带来了网络性能与速度的极大提升,全面优化用户体验,重新定义了WiFi的速度与激情。
WiFi6与WiFi5有什么不同?
WiFi 6较之WiFi 5的厉害之处有三点,分别体现在工程师关注的传输速率、覆盖范围及功耗上。
得益于上行MU-MIMO、1024QAM调制方式、160MHz信道带宽、8*8MIMO等技术的引入,WiFi 6的最高速率可达9.6Gbps,也就是说理论传输速度达到了1.2GB/s的传输速度。另一个,WiFi 6借用了蜂窝网络采用的OFDMA技术,多个终端可同时并行传输,不必排队等待、相互竞争,从而提升效率和降低时延。在后期的使用中,WiFi 6可以更好地支持家庭的门铃、冰箱、灯泡等多种设备的无线接入。
WiFi6将其能量集中在更窄的2MHz信道中,通过提升上行功率频谱密度来提升上行覆盖。WiFi 6扩展了覆盖范围,未来也利于其从室内走向室外,这是为未来部署园区物联网、智慧城市等铺路。
WiFi 6采用一种叫TWT(目标唤醒时间)的功能,允许终端设备在不进行数据传输时进入休眠状态,从而可节省高达7倍的电池功耗。
20Mhz和40Mhz的区别,可以想象成道路的宽度,宽度越宽当然同时能跑的数据越多,也就提高了速度。当然,无线网的"道路"是大家共享的,一共就这么宽(802.11b/g/n的频带是2.412Ghz~2.472Ghz,一共60Mhz。802.11a/n在中国可用的频带是5.745Ghz ~ 5.825Ghz,同样也是60Mhz),你占用的道路宽了,跑得数据多了,当然就更容易跟别人撞车,一旦撞车大家就都会慢下来,比你在窄路上走还要慢。
WiFi6性能提升具体表现在哪几个方面?
1.多设备接入,效率提升(MU-MIMO)
一改在同一个时间和同一个频段内,路由器只能与一个手机客户端设备通讯的问题,再添加了多用户机制后,理论上可将全部的无线带宽加以应用同带宽下。
2.网络效率提升(OFDMA正交频分多址技术)
一改WiFi 5时代OFDM正交频分复用技术时,多设备在连接同一路由器时,被自动划分的先后顺序,让无线路由器可以同时同步和多个设备同时进行信号传输,在大幅降低数据拥堵和信号延迟的基础上,提升网络效率。
3.数据吞吐量得到升级(QAM)
QAM级别越高,每次发射的无线信号中包含的数据就越多,传输效率也就越高
4.运行保持,更加省电(TWT)
WiFi 6引入全新的TWT(Target Wake Time)技术,在路由与终端中打造了一个更加智能且有弹性的连接方式,相比WiFi 4时代以来所使用的定时(Regularly Schedule)方式唤醒更加智能,只有收到传输指令时,通道才进行瞬时链接,在其他时间进入低功耗的休眠状态。
更多数据子载波,2976Mbps总速率,支持1024-QAM调制技术和160MHz频宽双频自由切换、总速率高达2976Mbps! 在5G频段,通过8倍的子载波数量、160MHz频宽、1024-QAM
调制方式,使每路射频的传输速率从433Mbps提升到1201Mbps;在2.4G频段,通过4.57倍的子载波数量、1024-QAM调制方式,使每路射频的传输速率从150Mbps提升到287MbpS。
在Wi-Fi5和Wi-Fi6模式下,均支持160MHz频宽,以上数据为与市售常见的AC1200无线的理论速率对比:
2.4G频段_____________574Mbps
5G频段________________________________________________________________2402Mbps
OFDMA技术加持,多人同时游戏激战,降低75%延时。
Wi-Fi一直采用OFDM作为核心传输方案,11ax在OFDM的基础上加入多址(即多用户)技术,从而演进成OFDMA。在OFDM方案下,无论数据大小,每一帧数据结构一次只能传输一个用户的数据,而在OFDMA的方案下,帧结构被重构,分成不同的RU(资源单元),可以同时为多用户服务。同时通信的无线终端数量最多增加至8倍(理论数据,来自Intel芯片资料)。在多用户上网环境,大幅改善每一位用户的平均传输率,平均网络延时降低75%,网络效率明显提升。尤其是多人手游场景,网络延时降低对游戏体验有明显改善。
一个良好的WiFi6环境需要哪些条件?
要想真正享受WiFi6带给我们的飞一般的感觉,需要满足三个必要条件:
一是宽带要支持,一般来讲千兆带宽1Gbps才有必要用WiFi6路由器及WiFi6无线网卡。
二是WiFi6的路由器,要有千兆的LAN接口,这两个是最基本的网络条件。
三是需要支持WiFi6的终端产品,就是说手机,电脑等,小米10,iPhone 11等都支持,看一下你的设备支持的无线网标准包含802.11.ax的话,就表示支持。
支持WiFi6的手机有什么?
支持WiFi6的手机有:
1、iPhone 11系列,苹果11手机作为2019年的苹果公司的旗舰手机。
2、三星的daoS20系列,三星手4102机的S20系列。
3、Note10系列。
4、小米10系列。
5、realme X50、Prorealme X50 Pro。
台式机怎么用WiFi6?
使用支持WiFi6的PCI-E网卡,推荐使用EDUP等WiFi6无线网卡。
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