時間回到2019年,如果站在當(dāng)時的節(jié)點上為未來科技的發(fā)展方向總結(jié)幾個關(guān)鍵詞,5G一定位居前列。彼時,每天的新聞中都充斥著5G網(wǎng)絡(luò)的各類消息和對未來應(yīng)用的展望,5G商用牌照也已經(jīng)發(fā)布,三大運(yùn)營商更是迫不及待地對5G進(jìn)行相關(guān)部署和規(guī)劃。而在各界都對5G充滿期待并展示出最大程度的熱情之時,作為一直和蜂窩通信勢均力敵的Wi-Fi也不甘落后,Wi-Fi 6“低調(diào)”面世。
不知大家是否還記得,在早期使用智能手機(jī)時,想要在移動數(shù)據(jù)和Wi-Fi之間切換,必須要手動點擊圖標(biāo),而Wi-Fi 6的新標(biāo)準(zhǔn)則能夠讓設(shè)備在移動通信基站和Wi-Fi路由器之間結(jié)合地更為緊密,切換也更加流暢和無感。不僅如此,當(dāng)每平米的上網(wǎng)終端達(dá)到3臺甚至更多時,早期的Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)不足以支撐,但通過發(fā)揮Wi-Fi 6標(biāo)準(zhǔn)中提高信道利用效率的OFDMA以及MU-MIMO等特性,就可以支持這些設(shè)備的高速并行通信。
Wi-Fi 6是5G的有效補(bǔ)充
在5G之前的移動通信時代,用戶對于通信速率的需求還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有被完全滿足,提升數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾适亲铌P(guān)鍵的工作之一。而在5G時代,網(wǎng)絡(luò)上行的峰值傳輸速率已經(jīng)達(dá)到10Gbit/s,下行峰值傳輸速率可高達(dá)20Gbit/s,對于普通消費(fèi)者而言已經(jīng)完全足夠,其高速率、低時延、廣連接的三大特性還可以支持除智能手機(jī)之外的其他應(yīng)用。
對于5G來說,其將在物聯(lián)網(wǎng)時代得到極大發(fā)展,萬物互聯(lián)也是它的最終目標(biāo)之一。然而從數(shù)據(jù)上看,5G的最大連接數(shù)約為100萬個終端/平方公里。在某些城市的中心地帶或者設(shè)備密集的場景下,這樣的連接密度恐怕還無法做到連接所有設(shè)備。這時,Wi-Fi 6就可以作為5G的有效補(bǔ)充。
2019年9月時,Wi-Fi 聯(lián)盟正式推出了Wi-Fi 6的認(rèn)證計劃,相較于上一代,Wi-Fi 6實現(xiàn)了峰值速率提升37%,達(dá)到了9.6Gbps,與5G的體驗幾乎一致;接入容量提升4倍;終端功耗降低30%以上。對于Wi-Fi 6來說,其性能提升的核心是引進(jìn)了多項新技術(shù),具體來說包括以下三種:
MU-MIMO(多用戶-多輸入多輸出)解決了之前 Wi-Fi一次只能和一個終端通訊的問題,顯著提高了網(wǎng)絡(luò)的總吞吐量和容量,使得上網(wǎng)速度大大提升。雖然Wi-Fi 5在下行中也用了MU-MIMO技術(shù),但是Wi-Fi 6同時支持上下行,最多支撐8個終端設(shè)備上行/下行傳輸更多數(shù)據(jù),是 Wi-Fi 5的兩倍
OFDMA(正交頻多分址)將無線信道劃分為多個子信道,形成頻率資源塊,保證了多個終端可以同時并行傳輸,不必排隊等待、相互競爭,從而在提升數(shù)據(jù)傳輸效率的同時也降低了時延,網(wǎng)絡(luò)擁堵問題得到緩解
TWT(目標(biāo)喚醒技術(shù))減少射頻工作時間,優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò)資源,能夠有效降低終端設(shè)備的電量消耗
與前幾代Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)相比,Wi-Fi 6實現(xiàn)了高吞吐量、高穩(wěn)定性、超低時延和更廣覆蓋,各大廠商更是為萬物互聯(lián)的目標(biāo)應(yīng)用場景做出了全面優(yōu)化。其中,作為重要的移動連接廠商,除了引領(lǐng)5G發(fā)展外,高通也在Wi-Fi技術(shù)的演進(jìn)中起到非常關(guān)鍵的作用,很早便開始布局Wi-Fi行業(yè),如今甚至亮出了“Wi-Fi 6 + 5G”的組合拳。
技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在,Wi-Fi和5G技術(shù)也更容易互相借鑒與融合,擴(kuò)充對方領(lǐng)域的產(chǎn)品特性。舉例來說,MIMO最早被應(yīng)用在蜂窩技術(shù)上,但經(jīng)過技術(shù)的迭代積累,很快便將其應(yīng)用到Wi-Fi領(lǐng)域,早期的SU-MIMO 只能同時向一個設(shè)備傳輸信號,如今,進(jìn)一步發(fā)展的MU-MIMO更是成為Wi-Fi的主要特性,更常常與2x2 Wi-Fi、4x4 Wi-Fi、8x8 Wi-Fi這類詞同時出現(xiàn)。
相比于普通的1x1 Wi-Fi,高通憑借多年來積累的技術(shù)優(yōu)勢推出了其獨有的2x2 Wi-Fi,相當(dāng)于從“單車道”變成“雙車道”,利用兩根天線來實現(xiàn)數(shù)據(jù)接收和發(fā)送的并行處理,在容納更多的數(shù)據(jù)的同時也減少了“擁堵”,在內(nèi)部空間“寸土寸金”的智能手機(jī)上,高通驍龍最新的移動平臺和過往的多款平臺也均支持2x2 Wi-Fi,進(jìn)一步提升了Wi-Fi的性能與用戶體驗。
早在2015年時,高通就已經(jīng)開始支持2×2 MU-MIMO Wi-Fi,普通消費(fèi)者對于2×2 Wi-Fi的了解,則開始于2018年,高通在驍龍855上開始集成支持2×2 MU-MIMO的Wi-Fi 6-ready技術(shù),即之后手機(jī)廠商大力宣傳的“雙頻Wi-Fi技術(shù)”,也是在為Wi-Fi 6做準(zhǔn)備;在2019年,高通驍龍865移動平臺則正式開始全面支持Wi-Fi 6技術(shù),傳輸速率達(dá)到1200Mbps。
而Wi-Fi性能在智能手機(jī)終端上的持續(xù)進(jìn)步,都離不開高通推出的FastConnect移動連接系統(tǒng)。在早期,業(yè)內(nèi)大多使用的還是1×1單路Wi-Fi技術(shù),如1x1的Wi-Fi 5;到了FastConnect6200移動連接系統(tǒng),就已經(jīng)支持了2×2 Wi-Fi以及下行MU-MIMO;FastConnect6700則不僅支持2×2 Wi-Fi,更進(jìn)一步支持上下行MU-MIMO、OFDMA等,也讓高通帶來的技術(shù)優(yōu)勢變得更加突出。
從2015年至今,高通公司的Wi-Fi芯片出貨量已經(jīng)超過40億顆。過去30年中,高通在研發(fā)領(lǐng)域投入的資金超過440億美元,其在全球申請和擁有的專利超過13萬件。這些專利不僅涵蓋蜂窩技術(shù)領(lǐng)域,同時還涉及射頻、電源、成像、軟件及多媒體等多個領(lǐng)域,可以說幾乎所有的無線通信背后都有高通的身影。
Wi-Fi 6的適用場景還有更多
對于智能手機(jī)來說,不僅主流手機(jī)廠商的旗艦機(jī)、中高端機(jī)型需要更好的Wi-Fi技術(shù),入門機(jī)型同樣需要,才能讓更多用戶享受到更好的Wi-Fi體驗。
在8月底舉辦的驍龍嘉年華中,高通就在現(xiàn)場部署了采用高通Wi-Fi 6解決方案的聯(lián)網(wǎng)環(huán)境,通過與使用驍龍8/8+的手機(jī)搭配使用,即可享受到Wi-Fi 6帶來的超高速率與高可靠性。在實際的游戲場景測試中,除了信號更穩(wěn)定外,Wi-Fi 6的時延僅有54ms,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于Wi-Fi 5的111ms,后者的延遲率也更高??傮w來說,從信號的曲線變化來看,Wi-Fi 6帶來的提升更是十分顯著。
此外,虛實融合的沉浸式體驗也是驍龍嘉年華中重點描繪的場景之一,通過高通Fast Connect 6800移動連接系統(tǒng)的Wi-Fi 6特性,實現(xiàn)VR一體機(jī)與運(yùn)動座椅之間的低時延無線連接,帶領(lǐng)觀眾感受到了身臨其境的沉浸式體驗。
多年來,Wi-Fi技術(shù)一直處在平滑的演進(jìn)當(dāng)中,到了Wi-Fi 6時,這些全新的特性使其不僅適用于消費(fèi)級場景,如智能手機(jī)、平板電腦、智能家居、穿戴設(shè)備等新型智能終端、超高清應(yīng)用、VR/AR等,也可以適配到其他的領(lǐng)域當(dāng)中,如遠(yuǎn)程醫(yī)療等服務(wù)場景;機(jī)場、酒店、大型場館等高密度場景;智慧工廠、無人倉儲工業(yè)級場景等。在這些場景中,由于使用的路由器等設(shè)備對于內(nèi)部空間的要求低于手機(jī),可以放下更多天線,并且路由器面向更多終端連接,因此在2x2 Wi-Fi之外,路由器側(cè)甚至還有4x4、8x8 Wi-Fi等,使得多終端用戶場景下的每單一終端都可以獲得更高的速率。
以工業(yè)級場景為例,使用基于Wi-Fi 6的MU-MIMO技術(shù),工業(yè)網(wǎng)關(guān)也可以實現(xiàn)向眾多設(shè)備同時高速傳輸數(shù)據(jù),方便更多物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備同時在線用網(wǎng),數(shù)據(jù)傳輸更加流暢;而且要實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的智能化,傳感器的數(shù)量會逐漸增加,對通信效率的要求也在不斷提高,而Wi-Fi 6將頻段擴(kuò)展到了160MHz,信道寬度加倍,顯著減少了擁堵,可以實現(xiàn)設(shè)備的更低延時通信;同時,Wi-Fi 6同時支持2.5GHz/5GHz雙頻段,兼容性強(qiáng),新舊設(shè)備都可以接入Wi-Fi 6網(wǎng)關(guān),部署成本也進(jìn)一步降低。此外,2.4GHz頻段的穿透能力強(qiáng)、傳播距離更遠(yuǎn),適合工業(yè)廠區(qū)這種空間較大、障礙物較多的環(huán)境,而5GHz速度快、傳輸效率高,適合中短距離下大量數(shù)據(jù)的快速傳輸。而且兩種頻段可同時傳輸,Wi-Fi 6工業(yè)網(wǎng)關(guān)可以根據(jù)環(huán)境遮擋、設(shè)備性能等情況,自動為不同設(shè)備分配最高效的頻段。
當(dāng)然,現(xiàn)在市面上也有兼具5G與Wi-Fi 6功能的網(wǎng)關(guān)或路由器產(chǎn)品,可以在接入5G的同時,采用Wi-Fi 6構(gòu)建場景內(nèi)的高速物聯(lián)網(wǎng),同樣適用于港口、礦區(qū)、電站等工業(yè)類應(yīng)用場景。通過兩種技術(shù)的結(jié)合使用,在提升場景內(nèi)設(shè)備通信速率、擴(kuò)大物聯(lián)覆蓋、降低時延的同時,還節(jié)省了設(shè)備全部升級的成本。
寫在最后
目前,Wi-Fi在家庭、企業(yè)端的無線流量成本幾乎為0,因此,不論在家庭還是企業(yè)場景下,Wi-Fi依然是重要的無線接入方式。
Wi-Fi 6在大規(guī)模普及之前,必須首先構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施,如路由器和網(wǎng)關(guān)等。具體來說,Wi-Fi 6的普及首先需要將路由器端先升級為Wi-Fi 6標(biāo)準(zhǔn),為終端用戶提供良好的應(yīng)用環(huán)境,隨著Wi-Fi 6的逐漸普及,器件成本快速下降,不少設(shè)備的價格已經(jīng)下探到數(shù)百元級別;其次,則需要終端廠商跟隨技術(shù)升級的趨勢,推出更多支持Wi-Fi 6的移動設(shè)備及物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備,而Wi-Fi 6引入的新技術(shù)不僅使得用戶獲得更好的體驗,也使得天線、濾波器等器件數(shù)量有所提升,軟件等附加值相對更高,在大批量的交付階段,還能夠進(jìn)一步帶動產(chǎn)業(yè)鏈整體價值量的提升,為整個行業(yè)的發(fā)展帶來新的機(jī)會。