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WiFi 6 帶來的不僅是高速

WiFi 技術的下一代標準,稱為 「WiFi 6」,也可以稱為 「AX WiFi」 或 「802.11ax」。它是為滿足指數級增長的設備組網需求而產生的,因此也可以用於 VR 和智能家居。它是現有的 802.11ac WiFi 標準的升級版,可以應對現有技術在容量、效率、覆蓋範圍和性能方面遇到的挑戰。

Figure 1: WiFi 6

這項技術是在 2014 年進行研發,完成於 2018 年,由 IEEE 高性能無線網路研究組(HEW SG)發布。產品認證於 2019 年後期進行,此時三星 Galaxy Note 10 和 Ruckus R750 使用了這種技術。WiFi 6 運行於 1GHz 和 6GHz 波段,主要的頻率為 2.4GHz-5GHz。

如今,每個家庭平均有九台設備需要連接 WiFi。WiFi 6 主要致力於改善網路質量,而不是提升某些設備的速度。

WiFi 6的特點

  • 多用戶、多輸入、多輸出(MU-MIMO): 路由器和多台設備可以同時通信。在 2.4GHz 和 5GHz 頻率上,它支持四個同步的數據流,當這些數據流添加到一個用戶時,可以從智能路由器接收到相當大的輸入數據的帶寬。
  • 1024-QAM: 這令 WiFi 6 的每個數據包能編碼的位元組數更多,吞吐量增加了 25%。它不僅提高了大業務量情況下的通信效率,也最大限度增加了傳輸速率。這在現代企業應用系統領域有很大的優勢。
  • 正交頻分復用(OFDM): 支持四倍的副載波,速度也提高了 11%。擴展的信號支持用戶同時進行更多數據包傳輸。所以數據包之間的等待時間和延遲就減少了。
  • 增加的信道寬度: 80MHz 的波段加入了 160MHz 的信道通信,信道寬度增加了一倍。因此,路由器可以容納更多用戶,為每個用戶提供更大的數據流。
  • 目標喚醒時間(TWT): 這是 WiFi 6 特有的。它支持每台設備獨立協商發送和接收的喚醒時間。它可以增加總體睡眠時間,令電池壽命最大化。它還支持許多額外的網路選項,特別是對 IoT 設備的支持。
  • 提升安全性: 一切支持 WiFi 6 的設備都需要包含 WPA3 協議。它可以對未經驗證的通信進行加密,針對暴力字典攻擊提供了強大的密碼保護,以及對敏感信息進行 192 位的加密,提升數據的可靠性。
  • 波束賦形: 藉助八根天線,波束賦形能提高傳輸速率,通信範圍也因直接定向到某個客戶端而擴大。它對快速移動的、可能面臨多用戶、多輸入、多輸出的設備起到了支撐作用。波束賦形也有利於控制那些蓄意發出干擾信號的天線的傳輸。然後信號會被重新定向到新的目標。

支持 WiFi 6 的設備

到目前為止,路由器、中繼器、網狀網路和多數 WiFi 使用者還是以 WiFi 5 為標準。WiFi 6 是 2019 年推出的。一些支持 WiFi 5 的早期設備存在一些兼容性問題 —— 它們可以使用 WiFi 6 的網路,但得不到相應的支持服務。

WiFi 6 的路由器是向後兼容的。應該確保網路已經為此做好了準備。

WiFi 6 實現了較低的電量消耗,在任何場景(包括 IoT)下,都是個不錯的選擇。它減少了不必要的數據流動,還會通知設備何時將數據激活或令其睡眠。所以不必要的數據流動減少了,性能和電池壽命也提高了。

三星 Galaxy Note 10 和 Ruckus R750 是全球第一款經認證支持 WiFi 6 的智能手機和接入設備,蘋果的最新款 iPhone 也緊隨其後。WiFi 聯盟已經確立了認證方案,正如人們預期的那樣,等待入市的那些新款無線產品也開始申請認證了。下列設備已支持 WiFi 6:

  • iPhone 11 和之後的型號
  • 三星 Galaxy S10、S20、Note 10 和 Note 20
  • 配置 M1 處理器的蘋果電腦
  • 智能電視

為了全面享受到 802.11ax 標準帶來的改進,硬體和軟體的功能都需要基於這種 WiFi 技術進行升級。

硬體測試

為了充分挖掘最新款設備的潛力,需要一台 WiFi 6 路由器來運行網路。幾年前,這麼做的成本很高,但現在我們有多種選擇,甚至可以使用網格系統、遊戲路由器、範圍擴展器等等。只有在進行實際測試時,才可以購買最划算的設備。如今,在速度方面,TP-Link Archer AX6000 是最快的,它擊敗了所有的競爭者。這款路由器可以以 1523 Mbps 的速率無線傳輸數據,有效傳輸距離為 1.5米(5 英尺)。

很重要的一點,請務必記住,這些路由器提速,並不是在變魔術。理論上的最大速率 9.6 Gbps是實現不了的。這種理論上的最大速率,實際上也會被多台設備分攤掉。

WiFi 6 側重於在連接設備密集的地方提供高質量的連接。它不會令單台設備的速率指數級增長,但會使相關的設備運行處於理想水平。

只有各大互聯網服務提供商(ISP)的加速計劃與 WiFi 6 路由器結合起來,才能體現它的真正潛力。真正的挑戰是那些 ISP 承受的,因為它們需要鋪設新型的光纖來利用這種下一代技術。存在一個重要的問題:當ISP 的通信速率變得更快,現有的硬體會變得多餘嗎?

WiFi 6 的應用

  • 大型公共場所(LPV): 體育館和會議中心是上千台設備同時聯網的公共場所。WiFi 6 能改善參會者體驗,增強消費者互動,還能提供附加服務,比如即時回放,訂購餐食等。它還支持 LPV 業主開拓新的商業機會。
  • 交通樞紐: 公共交通站點也是人們需要同時聯網的場所。OFDMA 和 BSS 這類明顯具有 WiFi 6 色彩的技術為解決這種問題提供了必要的工具。
  • 物聯網和智慧城市建設: WiFi 6 的能效令物聯網設備可以進入休眠模式,並且可以在預定的間隔內開啟信號發射器,以便在無需過多維護的情況下增加現場作業時間。
  • 教育機構: 大學校園內的圖書館、禮堂和報告廳內的日間 WiFi 使用密度是最高的,夜晚幾乎沒有人。WiFi 6 是這類場景的完美選項。

(LCTT 譯註:相關產品推薦部分節略。)

面臨的挑戰

WiFi 6 不一定使速度更快,但它能確保在一定範圍內的設備速率不會在未來幾年變慢。雖然它面臨三重挑戰,但這些問題常常被忽視。

  • 需要對不支持的設備進行升級:即使 Wifi 6 向後兼容,但只能在最大限度使用這種技術時才能做得合理。這意味著每次都要更新設備。
  • 內部網路以外的速度和性能:WiFi 6 能為諸如雲文件共享之類服務提供極好的連接性。然而,ISP 的相關資源也會影響速度和性能。
  • 覆蓋範圍問題:在各個國家,傳輸信號和帶寬都是由法律規定上限的。因此,為了符合法律規定的上限,WiFi 6 的覆蓋範圍也是受限的。

儘管存在這些挑戰,一些企業,像 Aruba、華碩、AT&T、Boingo、博通、思科、Comcast、CommScope、Cypress、Extreme Networks、英特爾、Netgear、Orange、高通、TP-Link 和小米,都在關注 WiFi 6 更多的可能性。

via: https://www.opensourceforu.com/2022/06/wifi-6-promises-much-more-than-faster-speeds/

作者:Sharon Katta 選題:lkxed 譯者:cool-summer-021 校對:wxy

本文由 LCTT 原創編譯,Linux中國 榮譽推出


本文轉載來自 Linux 中國: https://github.com/Linux-CN/archive

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