新的 Wi-Fi 标准很少出现,每次出现的原因都是一样的:前一个的能力已经不够了。Wi-Fi 6在无线通信模块设备急剧增加的情况下,应该成为真正的救命稻草,它有什么特别之处,与大家更熟悉的Wi-Fi 5有什么不同?

新wi-fi标准(Wi-Fi6新标准如何运作)(1)

有没有想过 Wi-Fi 的首字母缩写词从何而来?很简单:它是Wireless Fidelity的缩写,可以译为Wireless Fidelity。第一个 Wi-Fi 802.11 规范出现在现在遥远的 1997 年,允许以高达 2 Mbps 的速度传输数据。但是没有任何电线!

对于数据传输,使用了 2.4 GHz 频段,大多数国家通过协议免费提供。每年都有越来越多的设备以无线方式工作,对速度的要求也越来越高。为了满足这些需求,必须制定新的标准。因此,经过几年 802.11a 将最大速度提高到 54 Mbit/s 成为可能,2009 年路由器超过了 600 Mbit/s(802.11n 或 Wi-Fi 4),2013年理论速度飙升至6.77 Gbps(802.11ac 或 Wi-Fi 5)。

下一轮进化发生在三年前,即 2019 年。随后,Wi-Fi 联盟的开发人员推出了新的Wi-Fi 6 标准。

在制定新标准时,需要解决两个主要任务:不仅要再次提高最大数据传输速率,还要增加网络容量,即让一个 Wi-Fi 6 路由器可以服务更多的设备与 Wi-Fi 5 相比,问题当然得到了解决。新标准的理论速度几乎翻了一番,达到了惊人的11 Gbps。这些数字与企业和工业部门相关:我们的公寓最多提供 1 Gbps。

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例如,支持Wi-Fi 6的全新华为WiFi AX2路由器提供高达1.5 Gbps的理论速度,即能够以最高速度“空中”为私人用户分发互联网。

路由器教授与设备“通信”的完全不同的原则,这影响了它们交互的有效性。但让我们把一切都整理好:是什么技术让网络技术向前迈进了这么远?

OFDMA:全部打包

您可能已经注意到,连接到一台路由器的设备越多,Wi-Fi 的工作速度就越慢。对此有一个合乎逻辑的解释。旧形式的路由器创建数据包并在一个流中按顺序传输它们。例如,如果路由器连接了四台设备,则不能同时使用所有设备。每个设备都必须等待轮到它,直到预期的数据包出现在通道中。

如果一切都保持在同一水平,那么在不久的将来,一场崩溃将等待我们。智能家居的生态系统正在积极发展的今天,每一个智能家居都是一套智能设备(从传感器和传感器到大型家用电器)。如果它们根据自己的协议(例如 ZigBee 和自己的集线器)工作,那很好,但是像 Yandex 或 Google 这样的云生态系统意味着可以通过 Wi-Fi 直接连接到路由器上。现在想象一下,当智能家居真正成为主流时,终端设备将会增长多少。

在Wi-Fi 6标准中,这个问题开始使用OFDMA来解决——这就是正交频分复用。其本质如下。路由器根据其信道的频率创建多个子频率。在视觉上,这可以想象成一个道路标记。相对而言,一条21M宽的巷道被分成了7条每条3M的车道。他们每个人基本上都变得独立了。一组这样的频段被称为资源单元或简称为 RU。

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使用这项技术,路由器可以不通过一个信道传输信息,而是通过多个子信道传输信息。因此,不同的设备会同时接收数据包,而不是站在队列中等待所需的数据包“到达”。这显着提高了与大量客户端的信息交换速度。此外,根据大小,数据包可以占用多个子信道。让我们回到与道路的比较:如果用拖拉机在高速公路上行驶船用柴油机,这种运输可以同时走两三个车道,但其余的仍然是自由和独立的。

两个范围:选择一个免费的

最初,Wi-Fi 网络使用 2.4 GHz 频段。当它不够用时,他们又开了一个:5 GHz。随着时间的推移,出现了能够在不同范围内同时部署两个网络的双频路由器。并且每个人都有自己的优势:例如,2.4 GHz 更擅长“穿墙”,但负载更大,而 5 GHz 可以提供更高的速度,但途中的障碍会导致强烈的信号衰减。

在 Wi-Fi 5 中,您必须选择将设备连接到哪个频率。在 Wi-Fi 6 中,开发人员决定让设备自己选择。

例如,华为WiFi AX2路由器实现了True Dual-band技术,支持Wi-Fi 6的设备可以分析两个频段的通信质量,选择信号更强的那个。选择和连接是自动发生的,不需要用户参与。

MU-MIMO:每个都有自己的天线

现在花点时间远离频段、频率和其他无线电工程。请告诉我:如果您已将三套公寓连接到一台路由器,而其功能已不再足够,那么最合乎逻辑的解决方法是什么?没错,将每个连接到您的路由器。这就是 MU-MIMO 的工作原理。支持该技术的路由器有多个天线,每个天线负责通过形成窄波束将信号传输到特定设备。同时,Wi-Fi 5 有一些条件:该技术只能在 5 GHz 范围内工作,并且设备必须在空间上分开(即不能靠近)。因此,可以同时广播四个不同的流。

Wi-Fi 6 有什么变化?现在涉及两个频段:2.4 和 5 GHz。独立通道的最大数量增加到 8 个。另一种快速工作的方式。

支持 MU-MIMO 技术的路由器很容易通过四个或更多天线的存在来识别。特征通常表示标准的数字类型:例如,MIMO 4x4。新的HUAWEI WiFi AX2路由器只有四根天线,其中两根可以与 802.11 ax/ac/a/n 范围配合使用,另外还有两根 - 802.11b/g/n。

我通过颜色认出你

正如我们已经发现的那样,目前多个设备和路由器可以在同一范围内工作(是的,它们当然可以在那里工作!)。它看起来像这样。路由器通过通道发送加密的信息包。您可以将数据视为连续流。

通过 Wi-Fi 5 连接的设备连续解密所有数据包,然后确定哪些数据包属于其接入点并仅接受它们。但是这样的过程,处理数据包的时间比较长,所以性能比较低。

Wi-Fi 6 是如何解决这个问题的?在新标准中,每个接入点都传输带有某种数字签名的数据包。通过这个签名,网络的客户立即明白这个包是为他们准备的,他们不会在其他人身上浪费时间。

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签名实际上是数字,但开发人员称它们为颜色。因此,该技术被命名为 BSS Coloring。总共提供了 63 种不同的“颜色”,对于大多数情况,这已经足够了。

不工作时休息一下

而这项技术已经间接影响了数据传输率。最初,其目的是减少来自智能事物的流量并降低能源成本。在现有协议(例如 Wi-Fi 5)中,路由器和设备是不断连接的。同时,它们“堵塞通道”,浪费能源传输。如果对于连接到网络的路由器而言,节能问题不是那么重要,那么对于其中许多使用可充电电池或电池运行的物联网设备来说,这是非常均匀的。

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Wi-Fi 6 中的目标唤醒时间允许路由器提前与设备商定信息交换的时间。事实上,它是一个定时器,给出“唤醒”和交换数据包的命令。其余时间设备“休眠”,即与路由器断开连接,不占用信道。

路由器不是万能的。或者是...

是的,许多子信道和其他加速数据传输的聪明技术当然是好的。但在某些情况下,即使是这样的技术解决方案也无济于事。例如,想象一下有几层楼的私人住宅或一个大办公室。一台路由器显然无法为这样的区域提供服务 - 特别是如果途中有重叠形式的障碍物。在这种情况下应该怎么做?安装放大器?这不是事实,它会有所帮助,并且数据传输速度会明显下降(实际上下降了一半)。

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更实用的方法是使用Mesh系统。它们允许您组织一个分散的网络,从一个区域无缝过渡到另一个区域。比如在同一个大办公室里,我们挂了两台采用Mesh技术的华为WiFi AX2路由器,其中一台连接到供应商的网线。现在,您可以从头到尾在办公室走动,并在平板电脑上观看视频等。该小工具将在路由器之间独立切换,但不会出现故障和中断,因为它在物理上是一个网络。一台路由器提供高达90平方米 的覆盖范围,当连接第二台时,服务区域增加到160平方米。

WAN:在侧线上的装甲列车

尽管随着 Wi-Fi 6 的出现,无线网络的功能得到了增强,但路由器制造商并不急于放弃传统的电缆连接。仅仅因为这是忘记无线通信所有问题的可靠方法:信号电平差,频道堵塞等。 台式电脑和智能电视(尤其是 4K 分辨率)通常使用有线连接,即,大量的消费者流量。

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现代路由器使用千兆端口:例如, HUAWEI WiFi AX2 就有三个。一个有趣的功能:通常一个用于连接传入电缆(LAN),其余用于连接设备(WAN)。全新的华为路由器具有自动感应功能,所有端口都是通用的。

Wi-Fi 6 路由器贵吗?

与任何创新设备一样,第一批 Wi-Fi 6 路由器并不便宜,但随着来自不同制造商的类似技术的出现,价格有所下降。今天,可以以与具有 Wi-Fi 5 的优质模拟路由器几乎相同的价格购买具有 Wi-Fi 6 的路由器。例如,支持双频段(2.4 和 5 GHz)和理论数据的现代华为 WiFi AX2高达 1500 Mbps 的传输速率仅需 320元人民币左右。

没有回头路:Wi-Fi 6 是不可避免的。现在,将支持更多无线网络版本的路由器更改为可与 Wi-Fi 6 配合使用的更现代的路由器是有意义的。

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