告别免费Wi-Fi糟糕体验 802.11ax才是物联网好选择

来源:华强电子网 作者:包永刚 时间:2018-01-30 09:13

802.11ax Wifi 联网

  Wi-Fi早已融入了我们的日常生活,不过我们在机场、高铁站、餐厅等人流密集的场所使用免费Wi-Fi往往会遇到无法连接或者已连接但不能上网的情况,这种体验无疑是糟糕的。随着Wi-Fi联盟在CES2018正式发布 802.11ax协议以及采用该协议产品的陆续推出,我们将迎来更稳定、速度更快的Wi-Fi使用体验,并且802.11ax与VR/AR等物联网应用相互影响。

  与目前广泛使用的802.11ac相比 802.11ax有何不同?

  首先需要了解的是, 802.11是现今无线局域网通用的标准,目标是提供现成的、易于实现的、易于使用的、具有跨供应商互操作性的短程无线连接,802.11标准由电气和电子工程师协会(IEEE)制定,基于802.11标准的硬件由国际Wi-Fi联盟组织(Wi-Fi Alliance,简称WFA)进行认证和商标授权,并保障使用Wi-Fi商标的商品互相之间可以合作。

  回顾802.11标准的历程还要追溯到1997年,第一代802.11定义了媒体访问控制层(MAC层)和物理层,速率仅为2M;802.11a速率增加到11M;802.11a/g,核心技术使用OFDM调制,笔记本电脑开始配置无线网卡,家用无线路由器大量出现,Wi-Fi开始飞速发展;802.11n引进MIMO,速率成倍提升,无线局域网技术发生大变革,智能手机出现,无线变成基本生活需求;802.11ac,高阶QAM、高阶MIMO,更大的频宽,进一步提升无线速率,接下来就是802.11ax。

  802.11ax在物理层继续提升,组网部分引入大量LTE技术,为多用户场景做了大量的优化,典型多用户场景性能提升4倍。具体来说有三大核心特色:一、1024-QAM更高阶的调制方式,从802.11ac的256-QAM提升到了1024-QAM,大幅提升物理层协商速率25%。二、OFDMA,包括对子载波,符号时间的修订,使数理层协商速度提升,并在同一时刻为多个终端实现并行传输。三、SR空间复用,引入BSS-COLOR快速识别BSS,提升信号接收和解调效率;通过CAA门限动态调整,降低信道干扰对信号发送的影响。

  802.11ax还有一些改进,包括同时支持2.4G和5G两个频段,可向下兼容802.11a/b/g/n/ac;将MU-MIMO技术扩展了UL/DL双向,多用户场景性能进一步提升;目标唤醒时间TWT(Target Wakeup Time)允许设备协商各自的唤醒时间和睡眠时间,减少空口竞争,延长电池寿命,实现更低功耗。

  专为物联网准备的802.11ah不敌802.11ax

  可以看到,与下一代移动通信技术5G类似,802.11ax也在朝更大频宽、更高速率、更低延迟的方向发展。可使用160MHz的频宽,辅以一系列新技术,802.11ax比802.11ac更高的无线传输速率、承载量,更强的抗干扰与稳定性,最高理论速率提升至802.11ac的4倍以上,并能够更好的适应高密度无线环境,这十分适合那些对数据吞吐、数据延迟、连接稳定性有一定要求的物联网应用。

  不过,Wi-Fi在物联网中应用的同样也有缺点,包括高能源消耗、覆盖范围以及频谱拥塞等。因此除了802.11ax,802.11ah(Wi-Fi HaLow)作为专为解决物联网联网范围和能耗问题而引入的新协议也在2016年被IEEE批准。802.11ah使用900MHz ISM的许可波段,提供较低功率需求的扩展范围,使用预定义的wake/doze周期,并提供半径为1公里的范围,进一步优化功耗,它允许站点分组最小的争用和转发,以扩展覆盖范围。

  然而,基于802.11ah的Wi-Fi HaLow虽是专门为物联网设计的低功耗长距离技术,但需要专门的无线接入点(或APs内部的无线电)和客户端硬件,芯片厂商对802.11ah的热情却微乎其微。反观802.11ax,无论是芯片厂商还是路由器厂商,都已经开始陆续推出相关产品。

  拯救免费Wi-Fi的802.11ax何时到来?

  与厂商对802.11ah反应冷淡不同,仅从CES2018上我们就看到了业界对802.11ax的期待。Wi-Fi Alliance席凯文·罗宾逊表示:“美国家庭通过Wi-Fi连接的智能家电平均拥有量已经超过8台,因此 802.11ax的标准将会更加关注连接的稳定性。第一批芯片将会在今年上市,大面积铺货还要等到2019年。”

  同时可以看到各大芯片厂商纷纷推出802.11ax产品,英特尔在CES期间展出其最新的802.11ax Wi-Fi芯片。英特尔认为2018年新芯片将为消费级设备提供“更迅捷、更智能的Wi-Fi”环境,包括主流的有线、xDSL和光纤环境下的2X2和4X4家用路由器、网关设备等。Marvell也在CES2018展示了新发布的IEEE 802.11ax产品线,基于新的标准首个提供完整的上行链路和下行链路上的多用户的多入多出(MU-MIMO)和正交频分多址(OFDMA)技术,该产品线面向企业级应用,旨在达到提高用户密度,连接可靠性和吞吐量的标准目标。

  路由器厂商方面,D-Link在CES2018秀出了自家强大的下一代802.11ax Wi-Fi路由器,旗舰级DIR-X9000总的传输速度达到了惊人的11Gbps(1.375GB/s),支持三频段、MU-MIMO,可同时满足多个千兆有线网络需求。不过虽然D-Link把速度做上了天,但正如席凯文·罗宾所说,802.11ax的首要任务不是提升速度,而是强化复杂场景下的无线性能和稳定性。华硕也展示了基于802.11ax的速度高达6000Mbps的双频RT-AX88U路由器,预计年底上市。

  当然,想要真正进入802.11ax时代享受更好的Wi-Fi体验除了芯片以及路由器的支持,手机、PC等终端设备也需要支持802.11ax。HIS预测,支持802.11ax的设备将会从2019年的11.6万台上升到2021年的5800万台。

  不过,对于家庭应用来说,802.11ac已经能够较好的满足需求,所以升级的速度并不会太快。但对于会展、高铁站、体育馆等高密场景,802.11ax能够带来更加稳定和高速的Wi-Fi服务,对于升级的迫切性更高。另外,AR、VR、4K视频等对网络吞吐有更高要求的物联网应用也将驱动802.11ax的发展,其成熟与发展势必对802.11ax落地产生重大的影响。(责编:王琼芳)



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