5G都没“干掉”的Wi-Fi 6,不再单纯追求“快”

导读

或许很多人没有注意到,在你手机Wi-Fi图标的右下角,出现了一个小小的数字“6”,正是这个微小的变换,为手机应用带来了更加不变流畅的使用体验,也代表着Wi-Fi这种无线通信技术的不竭突破。其中,让细节体验更好的2×2多路Wi-Fi 6更为产业链带来了快速发展的机遇。

1971年6月的某天,在美国还尚未批准供电脑网络通信用的无线电频带时,由美国夏威夷大学所开发的实验性电脑网络系统 ALOHAnet已经成功利用UHF无线分组网络连接了夏威夷的各个岛屿。自此,ALOHA协议便成为众多无线通信的理论基础,同时也被当成是IEEE 802.11协议的先驱。经过了二十多年的发展,IEEE 802.11无线网络标准于1997年正式颁布,让众多厂家的无线网络产品之间得以互联互通。

如今,802.11标准也已经发展出了后缀为“a”、“b”、“g”、“n”、“ac”等多种变体的协议,但这种反直觉的命名方式一直备受诟病。直到2018年10月4日,Wi-Fi联盟正式颁布颁发将下一代Wi-Fi技术802.11ax更名为Wi-Fi 6,并将前两代技术802.11n和802.11ac别离更名为Wi-Fi 4和Wi-Fi 5。

回顾Wi-Fi标准的发展历程,不难发现在几代Wi-Fi标准中变化最大的就是数据传输速率:Wi-Fi 6的最高速率已经达到9.6Gbps,比拟Wi-Fi 5的理论速率 6.9Gbps提升了40%以上,更是比1997年首次推出802.11协议时规定的2Mbps快了近五十倍。不同的标准也一直在通过更好的调制方法、更大的频宽等来实现更高的传输速率,这也更符合用户对无线通信的最基本需求。

但随着终端设备种类的增多和实际使用场景的增加,用户对于无线通信的需求也在发生变化,在即时通信、打游戏等场景下更看重低时延,对带宽的要求可能并不高,而在观看超清视频等场景中则更需要高带宽,但对低时延却不敏感。正因为这些多样化的需求,如今在制订无线网络标准、设计无线网络的时候,需要结合需求和场景来综合考量,而Wi-Fi 6的推出,不仅代表着命名规则的变化,更意味着其带来了与之前几代无线通信标准所不同的全新特性,以求真正为用户带来良好的体验。

举例来说,过去当手机连接Wi-Fi使用时,卡顿和穿墙能力差可以说是“家常便饭”,但有了Wi-Fi 6、尤其是2×2 Wi-Fi 6以后,凭借其出色的连接能力,为用户带来了高速率、低时延以及覆盖范围的有效提升。

以用户体验为先,不再单纯求“快”

早期的几代Wi-Fi协议,在不同场景下没有特定的技术优势,而Wi-Fi 6则针对多并发、短报文等不同需求的场景做了大量改进和优化,能大幅度提升消费者的无线体验。哪怕是和上一代的Wi-Fi 5标准比拟,Wi-Fi 6也在调制、编码、多用户并发等方面进行了多种技术改进和优化,与此前更注重追求速度上的提升比拟,更关注对于应用、用户体验、无线环境等因素的整体优化。

对于Wi-Fi 6来说,其性能提升的核心是引进了多项新技术,具体来说包罗以下三种:

MU-MIMO(多用户-多输入多输出)解决了之前Wi-Fi一次只能和一个终端通讯的问题,显著提高了网络的总吞吐量和容量,使得上网速度大大提升。虽然Wi-Fi 5不才行中也用了MU-MIMO技术,但是Wi-Fi 6同时支持上下行,最多支撑8个终端设备上行/下行传输更多数据,是 Wi-Fi 5的两倍

OFDMA(正交频多分址)将无线信道划分为多个子信道,形成频率资源块,保证了多个终端可以同时并行传输,不必排队等待、彼此竞争,从而在提升数据传输效率的同时也降低了时延,网络拥堵问题得到缓解

TWT(目标唤醒技术)减少射频工作时间,优化了网络资源,能够有效降低终端设备的电量消耗

有了这些新技术的优化,才使得支持Wi-Fi 6的设备具备与以往不同的全新体验,Wi-Fi 6也逐渐被厂商采用。早在2017年,高通就在全球推出了第一个 Wi-Fi 6网络解决方案,在2020年的小米发布会上,雷军更是声称Wi-Fi 6比拟Wi-Fi 5是“跨时代的进步”。

对于Wi-Fi这样的无线通信来说,想要提升性能主要有三种方式,包罗扩展频谱、增加天线或者提高编码效率。Wi-Fi 6在频谱、编码方式上都带来了改变,天线自然也不例外。

在早期的1×1 Wi-Fi中,发射和接收仅占用一根天线,能够承载的数据量早已达到瓶颈,而在2×2 Wi-Fi 6中,有两根天线可以同时工作,相当于从“单车道”变成了“双向双车道”,既减少了数据传输中拥堵情况的发生,也扩大了信号的覆盖范围,能够带来不变、顺畅的使用体验。正因如此,如今几乎所有的主流手机厂商从旗舰机到终端机,甚至千元机上都已经支持了 Wi-Fi 6,如果手机和路由器均支持Wi-Fi 6、外加手机还能支持2×2 Wi-Fi 6的话,还将会获得更好的体验。

体验不输5G,Wi-Fi市场依旧广阔

一直以来,移动通信与无线通信都在彼此博弈,二者在室表里的不同场景下分庭抗礼。然而,随着5G时代的到来,其可与Wi-Fi媲美的高速率以及比Wi-Fi更广泛的场景覆盖,在某种程度上危及到Wi-Fi的地位,加之5G在落地过程中还会在室内安排大量的小基站,很可能进一步抢占原本属于Wi-Fi的室内应用场景。

但事实证明,即便在5G技术已经逐步普及的今天,Wi-Fi依旧在我们的日常生活中扮演着无可替代的重要角色。

目前,5G网络下行峰值传输速率可达10Gbps。比拟之下,Wi-Fi 6在带宽为160MHz的情况下,峰值速率可达9.6Gbps。从速率来看,5G和Wi-Fi 6带来的体验可以说是不相上下。不外,虽然5G基站的数量和覆盖都已经达标,但大多数用户每天在室内的时间更多,体验更好且无需担心流量的Wi-Fi技术就成为较优的选择。

在过去短短的几年时间里,Wi-Fi 6的发展速度大家有目共睹,从主流厂商的手机到路由器,支持Wi-Fi 6技术的产品不竭涌现。高通公司在2020年推出的 FastConnect 6700系统就是一个先进的2×2 Wi-Fi 6E移动连接系统,旨在加速中高端智能手机和计算设备的Wi-Fi连接。

同时,和骁龙旗舰移动平台支持的FastConnect 6900移动连接系统一样,FastConnect 6700这款产品也具备业界首创的4K QAM调制技术,并且支持2.4GHz、5GHz、6GHz三个频段,支持2×2 Wi-Fi 6,带来了高吞吐量和超低时延,增强了游戏体验和超高清流传输能力。

现阶段的Wi-Fi技术主要被用于手机、PC、路由器等传统的消费级终端设备。不外随着近年来消费电子的出货量到达峰值并且出现下滑趋势,Wi-Fi技术也一直在寻求全新的应用场景。

近两年,随着智能家居、智慧城市等物联网领域的发展,其对Wi-Fi芯片的需求在持续提升。

而在传统消费电子和物联网应用外,Wi-Fi 6技术也在凭借其一系列新特性在新型高速率应用场景中“大展拳脚”,以刚刚提到的 FastConnect 6700为例,虽然非旗舰产品,但其最高理论速度也已经可以达到3Gbps,且支持2×2 Wi-Fi 6,比拟Wi-Fi 5有很大提升。此外,FastConnect 6700 还具备低于3ms的超低时延,比拟于前代产品,时延降低超过8倍,在移动游戏、无线VR领域有很大的利用空间。

同时,在元宇宙和智能汽车等概念的带动下,预计针对这些场景的Wi-Fi芯片将在未来5年不竭增多,目前已有多家机构预计明年我国整个Wi-Fi芯片市场的规模将达到270亿元,其中单是Wi-Fi 6的市场规模就将达到240亿元。这意味着,支持Wi-Fi 6标准的芯片占比已接近90%。

融合带来的无缝体验才是未来趋势

在多年来“5G可能取代Wi-Fi”、“Wi-Fi活不外5G时代”的揣测与质疑中,Wi-Fi依旧发展得相当不错。按照某平台的数据,由于Wi-Fi 6可以向下兼容,因此在选购无线路由器时,Wi-Fi 6路由器的关注比例已经超过50%。虽然比拟于5G来说,Wi-Fi是更具性价比的解决方案,但其毕竟还是受限于信号覆盖的范围。

在室内应用中,Wi-Fi 6这样的先进技术提供了可以媲美5G的体验,能够激励智慧城市、物联网、VR/AR等多方面的应用快速发展,也弥补了5G在地铁、高铁等场景下信号较弱的缺陷;同时,在大型体育场、校园、高密度的写字楼中,短时的巨大负荷可能导致Wi-Fi无法承载,这时就需要5G的辅助来避免降低使用体验。

通过这些对比,大致可以想象到将5G和先进的Wi-Fi技术融合使用后将会带来怎样的使用感受:用户将不再关心本身所处的网络,也不消手动连接到Wi-Fi网络,系统会自动按照现场网络质量情况连接到体验最佳的网络之中,真正实现平滑、无缝切换。

“物联网智库”(ID:iot101),作者:Levin,经。

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