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新wi-fi标準

生活 更新时间:2025-01-24 14:27:46

新的 Wi-Fi 标準很少出現,每次出現的原因都是一樣的:前一個的能力已經不夠了。Wi-Fi 6在無線通信模塊設備急劇增加的情況下,應該成為真正的救命稻草,它有什麼特别之處,與大家更熟悉的Wi-Fi 5有什麼不同?

新wi-fi标準(Wi-Fi6新标準如何運作)1

有沒有想過 Wi-Fi 的首字母縮寫詞從何而來?很簡單:它是Wireless Fidelity的縮寫,可以譯為Wireless Fidelity。第一個 Wi-Fi 802.11 規範出現在現在遙遠的 1997 年,允許以高達 2 Mbps 的速度傳輸數據。但是沒有任何電線!

對于數據傳輸,使用了 2.4 GHz 頻段,大多數國家通過協議免費提供。每年都有越來越多的設備以無線方式工作,對速度的要求也越來越高。為了滿足這些需求,必須制定新的标準。因此,經過幾年 802.11a 将最大速度提高到 54 Mbit/s 成為可能,2009 年路由器超過了 600 Mbit/s(802.11n 或 Wi-Fi 4),2013年理論速度飙升至6.77 Gbps(802.11ac 或 Wi-Fi 5)。

下一輪進化發生在三年前,即 2019 年。随後,Wi-Fi 聯盟的開發人員推出了新的Wi-Fi 6 标準。

在制定新标準時,需要解決兩個主要任務:不僅要再次提高最大數據傳輸速率,還要增加網絡容量,即讓一個 Wi-Fi 6 路由器可以服務更多的設備與 Wi-Fi 5 相比,問題當然得到了解決。新标準的理論速度幾乎翻了一番,達到了驚人的11 Gbps。這些數字與企業和工業部門相關:我們的公寓最多提供 1 Gbps。

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例如,支持Wi-Fi 6的全新華為WiFi AX2路由器提供高達1.5 Gbps的理論速度,即能夠以最高速度“空中”為私人用戶分發互聯網。

路由器教授與設備“通信”的完全不同的原則,這影響了它們交互的有效性。但讓我們把一切都整理好:是什麼技術讓網絡技術向前邁進了這麼遠?

OFDMA:全部打包

您可能已經注意到,連接到一台路由器的設備越多,Wi-Fi 的工作速度就越慢。對此有一個合乎邏輯的解釋。舊形式的路由器創建數據包并在一個流中按順序傳輸它們。例如,如果路由器連接了四台設備,則不能同時使用所有設備。每個設備都必須等待輪到它,直到預期的數據包出現在通道中。

如果一切都保持在同一水平,那麼在不久的将來,一場崩潰将等待我們。智能家居的生态系統正在積極發展的今天,每一個智能家居都是一套智能設備(從傳感器和傳感器到大型家用電器)。如果它們根據自己的協議(例如 ZigBee 和自己的集線器)工作,那很好,但是像 Yandex 或 Google 這樣的雲生态系統意味着可以通過 Wi-Fi 直接連接到路由器上。現在想象一下,當智能家居真正成為主流時,終端設備将會增長多少。

在Wi-Fi 6标準中,這個問題開始使用OFDMA來解決——這就是正交頻分複用。其本質如下。路由器根據其信道的頻率創建多個子頻率。在視覺上,這可以想象成一個道路标記。相對而言,一條21M寬的巷道被分成了7條每條3M的車道。他們每個人基本上都變得獨立了。一組這樣的頻段被稱為資源單元或簡稱為 RU。

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使用這項技術,路由器可以不通過一個信道傳輸信息,而是通過多個子信道傳輸信息。因此,不同的設備會同時接收數據包,而不是站在隊列中等待所需的數據包“到達”。這顯着提高了與大量客戶端的信息交換速度。此外,根據大小,數據包可以占用多個子信道。讓我們回到與道路的比較:如果用拖拉機在高速公路上行駛船用柴油機,這種運輸可以同時走兩三個車道,但其餘的仍然是自由和獨立的。

兩個範圍:選擇一個免費的

最初,Wi-Fi 網絡使用 2.4 GHz 頻段。當它不夠用時,他們又開了一個:5 GHz。随着時間的推移,出現了能夠在不同範圍内同時部署兩個網絡的雙頻路由器。并且每個人都有自己的優勢:例如,2.4 GHz 更擅長“穿牆”,但負載更大,而 5 GHz 可以提供更高的速度,但途中的障礙會導緻強烈的信号衰減。

在 Wi-Fi 5 中,您必須選擇将設備連接到哪個頻率。在 Wi-Fi 6 中,開發人員決定讓設備自己選擇。

例如,華為WiFi AX2路由器實現了True Dual-band技術,支持Wi-Fi 6的設備可以分析兩個頻段的通信質量,選擇信号更強的那個。選擇和連接是自動發生的,不需要用戶參與。

MU-MIMO:每個都有自己的天線

現在花點時間遠離頻段、頻率和其他無線電工程。請告訴我:如果您已将三套公寓連接到一台路由器,而其功能已不再足夠,那麼最合乎邏輯的解決方法是什麼?沒錯,将每個連接到您的路由器。這就是 MU-MIMO 的工作原理。支持該技術的路由器有多個天線,每個天線負責通過形成窄波束将信号傳輸到特定設備。同時,Wi-Fi 5 有一些條件:該技術隻能在 5 GHz 範圍内工作,并且設備必須在空間上分開(即不能靠近)。因此,可以同時廣播四個不同的流。

Wi-Fi 6 有什麼變化?現在涉及兩個頻段:2.4 和 5 GHz。獨立通道的最大數量增加到 8 個。另一種快速工作的方式。

支持 MU-MIMO 技術的路由器很容易通過四個或更多天線的存在來識别。特征通常表示标準的數字類型:例如,MIMO 4x4。新的HUAWEI WiFi AX2路由器隻有四根天線,其中兩根可以與 802.11 ax/ac/a/n 範圍配合使用,另外還有兩根 - 802.11b/g/n。

我通過顔色認出你

正如我們已經發現的那樣,目前多個設備和路由器可以在同一範圍内工作(是的,它們當然可以在那裡工作!)。它看起來像這樣。路由器通過通道發送加密的信息包。您可以将數據視為連續流。

通過 Wi-Fi 5 連接的設備連續解密所有數據包,然後确定哪些數據包屬于其接入點并僅接受它們。但是這樣的過程,處理數據包的時間比較長,所以性能比較低。

Wi-Fi 6 是如何解決這個問題的?在新标準中,每個接入點都傳輸帶有某種數字簽名的數據包。通過這個簽名,網絡的客戶立即明白這個包是為他們準備的,他們不會在其他人身上浪費時間。

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簽名實際上是數字,但開發人員稱它們為顔色。因此,該技術被命名為 BSS Coloring。總共提供了 63 種不同的“顔色”,對于大多數情況,這已經足夠了。

不工作時休息一下

而這項技術已經間接影響了數據傳輸率。最初,其目的是減少來自智能事物的流量并降低能源成本。在現有協議(例如 Wi-Fi 5)中,路由器和設備是不斷連接的。同時,它們“堵塞通道”,浪費能源傳輸。如果對于連接到網絡的路由器而言,節能問題不是那麼重要,那麼對于其中許多使用可充電電池或電池運行的物聯網設備來說,這是非常均勻的。

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Wi-Fi 6 中的目标喚醒時間允許路由器提前與設備商定信息交換的時間。事實上,它是一個定時器,給出“喚醒”和交換數據包的命令。其餘時間設備“休眠”,即與路由器斷開連接,不占用信道。

路由器不是萬能的。或者是...

是的,許多子信道和其他加速數據傳輸的聰明技術當然是好的。但在某些情況下,即使是這樣的技術解決方案也無濟于事。例如,想象一下有幾層樓的私人住宅或一個大辦公室。一台路由器顯然無法為這樣的區域提供服務 - 特别是如果途中有重疊形式的障礙物。在這種情況下應該怎麼做?安裝放大器?這不是事實,它會有所幫助,并且數據傳輸速度會明顯下降(實際上下降了一半)。

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更實用的方法是使用Mesh系統。它們允許您組織一個分散的網絡,從一個區域無縫過渡到另一個區域。比如在同一個大辦公室裡,我們挂了兩台采用Mesh技術的華為WiFi AX2路由器,其中一台連接到供應商的網線。現在,您可以從頭到尾在辦公室走動,并在平闆電腦上觀看視頻等。該小工具将在路由器之間獨立切換,但不會出現故障和中斷,因為它在物理上是一個網絡。一台路由器提供高達90平方米 的覆蓋範圍,當連接第二台時,服務區域增加到160平方米。

WAN:在側線上的裝甲列車

盡管随着 Wi-Fi 6 的出現,無線網絡的功能得到了增強,但路由器制造商并不急于放棄傳統的電纜連接。僅僅因為這是忘記無線通信所有問題的可靠方法:信号電平差,頻道堵塞等。 台式電腦和智能電視(尤其是 4K 分辨率)通常使用有線連接,即,大量的消費者流量。

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現代路由器使用千兆端口:例如, HUAWEI WiFi AX2 就有三個。一個有趣的功能:通常一個用于連接傳入電纜(LAN),其餘用于連接設備(WAN)。全新的華為路由器具有自動感應功能,所有端口都是通用的。

Wi-Fi 6 路由器貴嗎?

與任何創新設備一樣,第一批 Wi-Fi 6 路由器并不便宜,但随着來自不同制造商的類似技術的出現,價格有所下降。今天,可以以與具有 Wi-Fi 5 的優質模拟路由器幾乎相同的價格購買具有 Wi-Fi 6 的路由器。例如,支持雙頻段(2.4 和 5 GHz)和理論數據的現代華為 WiFi AX2高達 1500 Mbps 的傳輸速率僅需 320元人民币左右。

沒有回頭路:Wi-Fi 6 是不可避免的。現在,将支持更多無線網絡版本的路由器更改為可與 Wi-Fi 6 配合使用的更現代的路由器是有意義的。

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