wi-fi6和wi-fi5之間的區別（重新定義Wi-Fi功能）

2023-04-13 18:01:49

Wi-Fi是什麼？它是一個基於IEEE 802.11標準的無線區域網技術。如今，Wi-Fi已經覆蓋了絕大部分的室內場景，你的手機、電腦、智能音箱都已經離不開Wi-Fi。

但是，大部分人應該對現在的Wi-Fi使用體驗並不滿意。有時候，Wi-Fi信號滿格卻上不了網。有時候，你又疑惑為什麼100兆帶寬的光纖網絡卻慢如蝸牛。還有的時候，Wi-Fi在追劇或者遊戲的時候，突然就斷了！

如果，Wi-Fi體驗可以提升，你一定會毫不猶豫地擁抱這項新技術。Wi-Fi 6就是能夠重新定義Wi-Fi功能，現在最值得期待的技術之一。這項正在普及的最新Wi-Fi技術將分兩步來給你不一樣的Wi-Fi體驗。

為什麼需要Wi-Fi 6？

Wi-Fi連接速率和穩定性的問題你一定遇到過，因為這些問題在一定程度上就難以迴避。回顧一下，20多年前有第一代Wi-Fi標準的時候，也就是移動通信的2G向3G演進的時期，無論是在家裡還是在公共場所，Wi-Fi只需要為少量的設備提供連接服務，Wi-Fi也不被人熟知。

到了2010年左右，4G時代來臨，智慧型手機和平板電腦也開始普及，Wi-Fi變得眾人皆知，每個人也擁有了一到兩個Wi-Fi設備。

如今，智能設備大爆發，一個人可能就有十幾甚至幾十個Wi-Fi智能設備。並且，隨著線視頻以及視頻直播的興起，給Wi-Fi網絡增加了許多壓力。有統計數據顯示，2017年到2022年，全球移動數據流量預計將增加7倍，相當於每年增加一倍以上。在這些數據流量中，目前視頻數據流量約佔比50%，但到2022年時這一比例將會增加至80%。

另有數據指出，到2022年，70%的IP數據流量將會通過無線的方式傳輸，在這些無線數據傳輸中，使用Wi-Fi傳輸的比例將達到59%。

因此，即便Wi-Fi標準持續演進去適應智能設備的快速增長，但還是沒有達到讓人滿意的效果。歷經三個版本的標準，Wi-Fi聯盟在2018年底推出了最新一代Wi-Fi技術802.11ax。並且，為了方便大家理解和分辨Wi-Fi技術，Wi-Fi聯盟把最新802.11ax命名為Wi-Fi 6，此前的802.11ac、802.11n、802.11a/g也對應改名為Wi-Fi 5、Wi-Fi 4 、Wi-Fi 3。

新推出的Wi-Fi 6需要解決三個核心問題：第一，無論Wi-Fi終端離路由器是遠還是近，都需要保持高速的網絡連接；第二，保證多終端同時且穩定連接；第三，提升Wi-Fi接入的速度，並且高效且安全地傳輸數據。

如何重新定義Wi-Fi功能？

要解決上述幾個核心問題，就需要Wi-Fi 6標準中種的新技術，比如，MU-MIMO、OFDMA、TWT、WPA3是業界都會支持的技術。

MU-MIMO是從蜂窩通信技術引入到Wi-Fi技術中的一個技術，這項技術可以在同一時刻將完整頻段內的資源同時共享給多個設備（用戶）使用，使得每個設備都有得到高優先級服務的待遇。從而增強支持多用戶並發的能力並提升網絡頻譜的利用率和網絡吞吐量，同時為每單個用戶帶來速率和時延方面的改善。解釋的通俗易用一些，比如要讓你一個人用一雙手去處理多項任務的時候，你一定忙不過來，採用MU-MIMO技術就像給你增加了很多手，可以應對更多的任務。

OFDMA技術則可以將Wi-Fi數據傳輸信道帶寬劃分為多個子信道，用來同時承載多個用戶數據，而不是讓單個用戶數據佔用整個信道。由此提升信道資源利用率，支持多用戶數據並發，從而降低用戶間的資源競爭和服務等待時間。同樣用個比喻來解釋，你有一輛可以運貨的貨車，但不管運送整車還是半車貨物，即便有多種貨物待運，每次也只能運輸一種，用了OFDMA技術後，貨車一次就可以運多種貨物，大大提升了效率。這種技術在用戶密集，比如體育賽事和演唱會現場優勢非常突出。

TWT（Target Wake Time，目標喚醒時間）就十分容易理解了，這個技術可以使等待連接的終端進入休眠狀態，節省功耗，增加終端的使用時間。

WPA3是一個安全協議，其中包含了大量的安全加密性能的提升，保證Wi-Fi連接的安全性和隱私性。

也就是說，MU-MIMO、OFDMA共同提升了Wi-Fi 6連接的速率和可以連接的設備數量，TWT有利於降低Wi-Fi 6的連接功耗，WPA3保證連接的安全性。

但是，這些關鍵技術還可以進一步優化，最終體現出功能和性能的差別。

這一市場的重要玩家高通就對這些技術有其獨到之處。數據的傳輸分為上傳和下載，MU-MIMO同樣分為上行和下行，高通在Wi-Fi 5時就在下行中引入了MU-MIMO，使其在2016年的時候實現了Wi-Fi 5效率2-3倍的性能提升。到了Wi-Fi 6的時候，高通可以提供上行MU-MIMO，能夠同時支持上行和下行的MU-MIMO，達到8×8數據流的業界最高標準。

在OFDMA技術方面，高通的Wi-Fi 6解決方案能夠同時處理37個用戶的並發數據。

除此之外，高通還支持一些Wi-Fi 6標準裡的可選標準。比如BSS Coloring（BSS著色技術），這個技術是針對相鄰信道的網絡設備，用6位著色法使設備能夠區分相互之間的關係，降低設備之間的相互幹擾，通俗的解釋就是「我的地盤我做主」。

還有調製方式上，高通的Wi-Fi 6解決方同時在2.4GHz和5GHz兩個頻段同時支持1024QAM，相對於市面上大部分廠商只是升級了5GHz頻段的調製方式而2.4GHz還是保持在256-QAM甚至64-QAM，高通將兩個頻段都支持到了最高調製方式，能夠在乾淨環境近距離時的最大吞吐量可以提升約25%。

這種兩個頻段都採用最高調製方式，再結合MU-MIMO，高通在手機側的FastConnect 6800解決方案，帶來吞吐量的極大提升，物理吞吐量最高可以可以達到1.8 Gbps，實際吞吐量能達到1.3-1.4Gbps。另外，在2.4GHz可以默認支持40MHz帶寬。還能讓兩個鏈路同時工作，帶來更低時延的網絡效果。此外，由於能夠兼顧2.4GHz和5GHz這兩個網絡頻段，覆蓋範圍更大。

在AP/網絡側，高通提供的是Qualcomm Networking Pro產品組合，包含四條產品線。全系列晶片組採用4核Arm Cortex-A53 CPU，最高主頻可達2.2GHz，同時具備兩個網絡加速器，硬體可以加速更多數據流。最高端的Qualcomm Networking Pro 1200支持12路空間數據流，每個接入點最多支持連接業界最高的1500個用戶。另外，可以並發處理37個OFDMA的用戶，以及同時處理8路MU-MIMO數據流。

也就是說，終端側的FastConnect配合網絡側的Qualcomm Networking Pro，高通能夠最大化Wi-Fi 6的性能和體驗。

但是，要重新定義Wi-Fi 6，還需要分兩步。

雙頻Wi-Fi是當務之急

去年，高通和聯發科都已經提出了用雙頻Wi-Fi的方式來提升Wi-Fi連接的速率以及穩定性，由此提升Wi-Fi的使用體驗。所謂雙頻，就是同時連接雙頻Wi-Fi路由器的2.4GHz頻段和5GHz頻段，2.4GHz頻段覆蓋能力更強但速率較低，且容易受到其他工作於這一頻段的電子設備的幹擾（比如微波爐），5GHz覆蓋範圍更小，但速率更高。

現實是，雙頻Wi-Fi路由器已經很普及，但是手機如何在兩個頻段之間切換困擾著業界。這是因為，路由器由於不了解終端的狀態，很難判斷合適切換。同樣，終端由於使用場景複雜，也很難判斷。並且，同時頻段之間也不一定能夠迅速地頻繁切換。

高通手機側的雙頻並發用了一個簡單有效的方法，2.4GHz和5GHz頻段都分別有一套獨立的基帶和射頻，兩個Wi-Fi同時工作，而且是工作在2x2的模式（即[email protected] 2x2@5GHz））。這樣，相比傳統的雙頻Wi-Fi只有一套基帶，一套MAC控制兩個頻段的做法，就省去了頻段切換的問題。

但這會帶來功耗的問題，因此手機廠商就要基於功耗、應用場景等考慮，通過軟體實現智能控制，兼顧更高性能和更低功耗。

當然，手機側Wi-Fi 6的實現還需要AP/網絡側的配合，路由器在功耗上沒有太大限制，可以持續同時提供5GHz和2.4GHz的連結，並且配合手機做切換。據雷鋒網了解，高通是通過使用802.11k和802.11v技術讓整個切換變得更加無縫。至於何時切換，不僅要是考慮信號的強弱，還要考慮5GHz信道和2.4GHz信道流量等情況，所以路由器側也需要通過軟體做更精細的補充，再結合雙頻並發的技術，實現全場景更好的切換。

高通此前推出的FastConnect 6200就已經支持實時雙頻Wi-Fi，在高通提供的底層硬體的支持下，配合手機廠商框架、算法和應用的優化，此前OPPO、VIVO、小米已經相繼推出支持雙Wi-Fi的手機。如今，隨著驍龍865以及FastConnect 6800的推出，大約70款搭載驍龍865移動平臺的終端，同時也採用了Qualcomm FastConnect6800 Wi-Fi 6解決方案的手機將陸續推出。

所以，要用Wi-Fi 6去重新定義Wi-Fi性能，雙頻並發Wi-Fi現在看來更加實用且效果立竿見影。

下一步，Wi-Fi 6E下的160MHz

與5G類似，為了進一步提升網絡速度，Wi-Fi 6聯盟也考慮讓Wi-Fi運行在更高頻段。今年初，Wi-Fi聯盟執行長兼總裁Edgar Figueroa表示，Wi-Fi聯盟現在推出Wi-Fi 6E標準，以確保行業統一通用術語，該標準允許Wi-Fi設備在頻譜可用時支持6GHz頻段。

引入6GHz頻段的目的是提供比5GHz頻段更寬的通道和尺寸，並且在受到傳統Wi-Fi 4或Wi-Fi 5設備幹擾的情況下獲得清晰的頻譜。高通迅速跟進了這一標準，今年2月的時候，高通已經通過FastConnect移動連接子系統和Networking Pro系列組合，在6GHz頻段進行了裡程碑意義的Wi-Fi 6E OTA演示。

由於6GHz頻段可以提供更大的帶寬，因此通過支持大量的160 MHz信道和先進的調製技術，最新FastConnect 6800子系統能夠提供全新水平的Wi-Fi速率（接近1.8Gbps）、可靠性和響應性。

但是請注意，距離使用6GHz的Wi-Fi 6E終端和AP商用都還有一段時間。其中一個重要的原因是頻段開放的問題。高通產品經理葉思崑介紹，5GHz有4個頻段，在中國目前只能用1、2、4頻段，晶片公司需要基於政策規範做出一些特殊的設計。目前，國內還沒有開放6GHz頻段，等到開放的時候，晶片公司也需要根據國家相關的政策規範，在路由器和終端做一些軟硬體的定製化工作。

這時候，一定會有人想到，在5GHz用160MHz的信道不就可以嗎？事情沒有這麼簡單，高通產品市場總監接受媒體採訪時表示，Wi-Fi 6晶片支持160MHz技術上並不是難點。但我們考慮到，在5GHz頻段上，160MHz的信道非常少，中國只有1個，歐美有2個，並且中國的這1個160MHz信道還有一部分是跨越到動態頻率選擇（DFS）的信道。因此目前階段，160MHz的可用性並不是那麼迫切。

還有，目前Wi-Fi問題主要是幹擾較多、覆蓋範圍差和交互等造成的，帶寬不是主要問題。並且，市面上支持160MHz的路由器相對較少。因此高通認為目前雙頻並發的Wi-Fi更能解決用戶痛點，對Wi-Fi 6E標準也會積極跟進。

雷鋒網小結

高通在Wi-FI領域的投入已經有超過10年的時間，通過自主研發以及一系列併購，高通在Wi-Fi細分市場已經取得了不錯的成績，ABI Research的數據顯示，2017年每個季度，高通在全球Wi-Fi市場份額上都位居第一或第二。ABI Research預計，到2023年高通的Wi-Fi 6解決方案將佔據Wi-Fi晶片組出貨量的三分之一。

需要看到，幫助高通Wi-Fi 6解決方案獲得高市佔的，除了其終端以及網絡側具有競爭力的Wi-Fi 6解決方案外，與其它通信技術的組合更能增加高通的競爭力。比如，FastConnect整合了藍牙，能夠滿足更多地智能設備的需求。另外，FastConnect配合高通驍龍5G數據機，能夠實現網絡連接從戶外到戶內的無縫體驗。

同時掌握並迅速跟進5G Wi-Fi 6技術，無疑是高通在大數據時代的競爭力所在。（雷鋒網）

註：文中配圖均來自高通