Wi-Fi 6都有哪些技術(shù)升級？離走進(jìn)我們日常生活還有多久？

2018年10月4日，Wi-Fi聯(lián)盟宣布將下一代Wi-Fi協(xié)議802.11ax更名為Wi-Fi 6，802.11ac和802.11n也有了新的名字叫Wi-Fi 5和Wi-Fi 4，這意味著(zhù)從1999年使用至今的命名格式正式退出歷史舞臺。

Wi-Fi聯(lián)盟作為國際五大標準組織之一，這次重命名是個(gè)“大動(dòng)作”，不但改變了Wi-Fi的命名規范，在Wi-Fi設備網(wǎng)絡(luò )連接方面也采用了新UI圖標，圖標通過(guò)最直觀(guān)的數字顯示現在連接的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò )等級。

相比起5G，Wi-Fi是當下我們每天都在使用的無(wú)線(xiàn)通訊技術(shù)，Wi-Fi 6也迎來(lái)了重要的里程碑，蘋(píng)果三星已經(jīng)都在自己的旗艦機型上配備了Wi-Fi 6，毋庸置疑，今后將會(huì )有更多手機搭載這項技術(shù)。Wi-Fi 6標準的啟用，也將給Wi-Fi技術(shù)帶來(lái)一次“技術(shù)延壽”和競爭力的大幅提升，將帶來(lái)“一個(gè)新的Wi-Fi時(shí)代”。

Wi-Fi 6都有哪些技術(shù)升級？

相比于前幾代的Wi-Fi技術(shù)，新一代Wi-Fi 6主要特點(diǎn)在于速度更快、延時(shí)更低、容量更大、更安全、更省電等。

OFDMA技術(shù)

Wi-Fi 5中采用的是OFDM技術(shù)，每個(gè)用戶(hù)都要占用一個(gè)信道，數據傳輸完成后才交給下一個(gè)用戶(hù)繼續使用，無(wú)法充分利用網(wǎng)絡(luò )帶寬，效率較低。與Wi-Fi 5采用的OFDM技術(shù)不同， Wi-Fi 6借用了蜂窩網(wǎng)絡(luò )采用了OFDMA技術(shù)，多個(gè)終端可同時(shí)并行傳輸，不必排隊等待、相互競爭，從而提升效率和降低時(shí)延。

OFDMA（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）“正交頻分多址”技術(shù)，是OFDM技術(shù)的演進(jìn)版本，是將OFDM和FDMA技術(shù)結合，在利用OFDM對信道進(jìn)行父載波化后，在部分子載波上加載傳輸數據的傳輸技術(shù)。

在頻域上將無(wú)線(xiàn)信道劃分為多個(gè)子信道（子載波），形成一個(gè)個(gè)射頻資源單元，用戶(hù)數據承載在每個(gè)資源單元上，而不是占用整個(gè)信道，從而實(shí)現在每個(gè)時(shí)間段內多個(gè)用戶(hù)同時(shí)并行傳輸。

這就像送快遞的小哥，傳統Wi-Fi只給小哥一個(gè)客戶(hù)的快遞，而不管他是否還有能力送其它客戶(hù)的快遞，結果就是小哥一次只能給一個(gè)客戶(hù)送快遞。而OFDMA不同，它會(huì )把多個(gè)客戶(hù)的快遞給到小哥，這樣小哥就能一次給多個(gè)客戶(hù)送快遞了。

據估計，到2020年，一個(gè)普通家庭將擁有50臺無(wú)線(xiàn)連接設備，Wi-Fi 6引入靈活的OFDMA技術(shù)，能支持家庭的門(mén)鈴、冰箱、燈泡等多種設備的無(wú)線(xiàn)接入。

MU-MIMO技術(shù)

MU-MIMO（Multi-User Multiple-Input Multiple-Output）“多用戶(hù)-多輸入多輸入”技術(shù)，從字面意思上就可以看出，這個(gè)特性支持多用戶(hù)同時(shí)輸入輸出數據。雖然上一代Wi-Fi 5標準即支持MU-MIMO技術(shù)，但是僅支持下行，即只能在下載內容時(shí)使用該技術(shù)。

而Wi-Fi 6則同時(shí)支持上行與下行MU-MIMO，這意味著(zhù)移動(dòng)設備與無(wú)線(xiàn)路由器之間上傳與下載數據時(shí)都可體驗MU-MIMO，進(jìn)一步提高無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )帶寬利用率。此外，Wi-Fi 6最多可支持的空間數據流由Wi-Fi 5的4條提升至8條，也就是可最大支持8×8 MU-MIMO，這也是Wi-Fi 6速率大幅提升的重要原因之一。

MU-MIMO改變了Wi-Fi網(wǎng)絡(luò )的運行方式，改善網(wǎng)絡(luò )資源利用率，顯著(zhù)提高網(wǎng)絡(luò )總吞吐量和總容量，將終端上網(wǎng)速度大幅提升。另外，這個(gè)技術(shù)基于支持多用戶(hù)的優(yōu)勢，路由器與多部設備同時(shí)進(jìn)行數據傳輸，在相同接入終端數量的情況下，增加了每個(gè)終端的可利用帶寬，縮短各設備等待信號的時(shí)間，大幅度提升網(wǎng)速，從而令上網(wǎng)體驗效果更佳。

TWT技術(shù)

WiFi-6引進(jìn)了TWT（TARget Wake Time）“目標喚醒時(shí)間”技術(shù)，這個(gè)功能可以讓終端設備更加省電，可節省高達7倍的電池功耗。在沒(méi)有傳輸數據的時(shí)候，讓設備休眠可以減少耗電，當有數據要接收時(shí)，對方會(huì )提前發(fā)送一個(gè)喚醒的信號，喚醒后就能正常進(jìn)行數據傳輸了。

未來(lái)連入Wi-Fi中的所有智能設備，每臺設備可以建立“喚醒協(xié)議”，終端設備僅在收到自己的“喚醒”信息后才進(jìn)入工作狀態(tài)，而其余時(shí)間均處于休眠狀態(tài)?；赥WT技術(shù)，允許AP規劃與設備的通信，協(xié)商什么時(shí)候和多久會(huì )喚醒發(fā)送/接受數據，將終端分組到不同的TWT周期，減少了保持天線(xiàn)通電用于傳輸和搜索信號所需的時(shí)間。意味著(zhù)可以減少電池消耗并改善電池續航表現，同時(shí)也減少喚醒后同時(shí)競爭無(wú)線(xiàn)資源的設備數量。

TWT機制是專(zhuān)門(mén)針對低速設備實(shí)行的，主要是面向對網(wǎng)絡(luò )帶寬要求不高的智能家居產(chǎn)品，例如只配置有2.4GHz頻段、20MHz頻帶的WiFi設備等。當路由器與這些低速設備交換數據時(shí)，會(huì )同時(shí)生成一個(gè)喚醒時(shí)間表，只有到了需要喚醒時(shí)間，路由器才會(huì )喚醒設備進(jìn)行數據交換。而且路由器也可以提前對不同的低速設備進(jìn)行喚醒時(shí)間排序，避免同時(shí)喚醒多個(gè)設備引起網(wǎng)絡(luò )堵塞，這也是一種優(yōu)化網(wǎng)絡(luò )帶寬利用率的技術(shù)手段。

對于手機、筆記本電腦、平板電腦等無(wú)線(xiàn)設備來(lái)說(shuō)，需要持續的互聯(lián)網(wǎng)訪(fǎng)問(wèn)，因此并不會(huì )明顯地受益于TWT省電技術(shù)。但對于正在普及的智能家居來(lái)說(shuō)，尤其是使用鋰電池的無(wú)線(xiàn)設備，該技術(shù)可以大大提升其續航時(shí)間，改善使用體驗。

BSS著(zhù)色技術(shù)

那么多設備都同時(shí)使用一條信道的話(huà)，傳輸數據的時(shí)候Wi-Fi 6又如何區分各個(gè)數據是對應什么設備的呢？因此，Wi-Fi 6還引入了BSS Coloring著(zhù)色機制，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是給每一個(gè)設備進(jìn)行獨立標注，然后在數據中也加入相應的標簽，這樣即便同一個(gè)信道中有不同的設備存在，傳輸數據時(shí)也會(huì )有相應的地址，直接發(fā)送到位而不會(huì )錯誤地發(fā)送到其它設備中。

在Wi-Fi 5設備上，由于傳輸數據要占用一條信道，因此設備會(huì )采用一種名為CSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）機制，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是傳輸前先查詢(xún)一下相應的信道是否有其他設備在使用，如果有那就標注為忙碌，等到信道空閑時(shí)才會(huì )使用。這種傳輸方式雖然簡(jiǎn)單，但是信道利用率并不高，使用同一信道的設備越多，網(wǎng)絡(luò )堵塞的情況就會(huì )越嚴重。

Wi-Fi 6設備若需要通過(guò)Wi-Fi聯(lián)盟認證，必須采用WPA 3安全協(xié)議，安全性更高。WPA 3是2018年初，Wi-Fi聯(lián)盟發(fā)布的新一代Wi-Fi加密協(xié)議，它是目前廣泛使用的WPA 2協(xié)議的升級版本，安全性進(jìn)一步提升，可以更好的阻止強力攻擊、暴力破解等

另外，Wi-Fi 6采用是目前為止更高階的調制編碼方案1024-QAM，Wi-Fi 5則用的是256-QAM。從數據角度來(lái)看，Wi-Fi 6單條空間流80M帶寬的關(guān)聯(lián)速率從433Mbps提升到了600.4Mbps，理論最大關(guān)聯(lián)速率從6.9Gbps提升到9.6Gbps左右。簡(jiǎn)單說(shuō)，Wi-Fi 6的數據承載能力將提高30%左右。

Wi-Fi 6蓄勢待發(fā)

眾所周知，在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代之下，技術(shù)更新?lián)Q代，除了5G的大行其道之外，作為新一代的Wi-Fi標準，Wi-Fi 6受到了市場(chǎng)以及業(yè)界的青睞。事實(shí)上，從近年來(lái)各大行業(yè)巨頭開(kāi)始布局支持Wi-Fi 6的產(chǎn)品就可以看出，它將是大勢所趨。

2019年，三星Galaxy S10系列和iPhone 11率先應用Wi-Fi 6技術(shù)；在今年2月小米10新品發(fā)布會(huì )上，雷軍公布了首款支持Wi-Fi 6技術(shù)的小米路由器；緊隨其后，華為也線(xiàn)上發(fā)布了支持Wi-Fi 6的路由器。沉寂多時(shí)的Wi-Fi 6技術(shù)再次引起關(guān)注，網(wǎng)絡(luò )熱搜指數快速提升。

同時(shí)，在目前疫情防控環(huán)境下，開(kāi)始啟用AI口罩識別系統、大數據門(mén)禁管理系統，以及服務(wù)機器人設備，這些新設備、新技術(shù)的快速添加，意味著(zhù)無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)面臨著(zhù)為數眾多的全新挑戰，讓W(xué)i-Fi升級變成了重點(diǎn)需求。并且從長(cháng)遠來(lái)看，無(wú)論未來(lái)長(cháng)時(shí)間內的智能化演進(jìn)、IoT體系并發(fā)聯(lián)接，還是高清實(shí)時(shí)化遠程辦公，這些都會(huì )讓W(xué)i-Fi 6成為新時(shí)代中不可或缺的角色。

據Intel預測，到2022年，市面上將有56%的產(chǎn)品支持Wi-Fi 6，預計到2023年，企業(yè)網(wǎng)絡(luò )互聯(lián)標準會(huì )從Wi-Fi 5前進(jìn)至Wi-Fi 6。根據IDC機構數據，Wi-Fi 6或將在我國市場(chǎng)規模達到將近2億美元，盡管2019年發(fā)布Wi-Fi 6產(chǎn)品的廠(chǎng)商數量不足10位，但今年這一數字或將得到迅速的增長(cháng)。

需要注意的是，盡管Wi-Fi 6受到較多的矚目，但其應用進(jìn)程還在摸索之中，即由于技術(shù)手段不夠成熟，相關(guān)產(chǎn)品還未接受用戶(hù)的體驗測試，整體來(lái)說(shuō)其滲透率較低，還不適合直接替代Wi-Fi 5上陣使用。

但今后的一段時(shí)間內，隨著(zhù)相應終端的產(chǎn)能出貨量的提高，生產(chǎn)成本或將有所拉低，利于加快Wi-Fi 6普及的進(jìn)程，進(jìn)而在一定程度上刺激相關(guān)網(wǎng)通廠(chǎng)商的換機欲望。華為公司預測，企業(yè)級市場(chǎng)中，2019年支持Wi-Fi 6芯片出貨量占總出貨量10%，到2023年將達到90%左右。

預測，2020年Wi-Fi 6的終端裝置出貨量將高達16億，主要來(lái)自于A(yíng)P與智能手機。終端出貨量將帶動(dòng)Wi-Fi 6通信芯片出貨量的暴漲，業(yè)內預估具備Wi-Fi 6標準的芯片，全球出貨量將由2019年的約3億套，快速成長(cháng)到2022年超越20億套，市場(chǎng)規模大幅超越5G基帶芯片出貨的規模。2020年可能將會(huì )是Wi-Fi 6高速增長(cháng)的元年。

Wi-Fi 6在支持VR、AR、8K超高清視頻、多媒體和桌面云的同時(shí)，也相當大程度的支持當今數字化轉型所涉及到的新興應用負載等技術(shù)，如AI、大數據、邊緣計算等，更值得一提的是顯著(zhù)提升物聯(lián)網(wǎng)的支持效率，實(shí)現更多的物聯(lián)。Wi-Fi 6在上市后得到廣泛的關(guān)注并逐漸在各大項目中實(shí)施部署，有望推動(dòng)Wi-Fi在智能手機、路由器、VR/AR以及汽車(chē)等領(lǐng)域的廣泛應用。