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10.8Gbps!“三频”Wi-Fi 6再度刷新无线传输速率新纪录

时间:2020-06-04 作者:邵乐峰 阅读:
继Wi-Fi 6之后,Wi-Fi 6E也成为了近期的热门话题。由于最大可以承载7个非重叠160MHz信道,1.2 GHz带宽是2.4GHz和5GHz频段总容量的两倍以上,从而为更高速率、更低延时、更高效的Wi-Fi网络管理奠定了基础。
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尽管ABI的研究预测显示,到2022年,全球Wi-Fi 6芯片的年出货量将超过10亿颗,56%的新款终端将支持Wi-Fi 6。但从生活场景角度来看,可能很多普通用户不一定清楚从Wi-Fi 5到Wi-Fi 6到底发生了哪些变化?pJ1EETC-电子工程专辑

为扩容而生

Wi-Fi标准在从802.11b、802.11g,到802.11n,再到802.11ac的演进过程中,用户最切身的感受是随着接入设备的增多,网页刷新、图片加载的速度越来越慢,而从根本上解决这类问题最好的办法就是从网络侧着手。pJ1EETC-电子工程专辑

最初的Wi-Fi标准底层采用的是冲突检测避让机制(CSMA/CA),很容易造成网络之间的自由竞争和无序。但Wi-Fi 6的设计思路发生了改变,希望可以通过OFDMA、TWT、MU-MIMO和BSS Coloring等规范,把更多控制权交给路由器,使得网络在多用户的情况下避免冲突,更有序,进而提升用户体验。pJ1EETC-电子工程专辑

正如之前多次强调的那样,绝对的高速率并不是Wi-Fi 6最关键的点,关键点在于如何为所有的用户提供所有的数据,且质量都能满足他们对于服务的需求,所以这是关于总体网络容量的问题,而并非在Wi-Fi网络里某一个节点连到AP,能发送最快的速率是多少。因此,无论是网络建设、终端设备、芯片研发,都应该围绕着网络容量的扩展和网络效率的角度来开展部署。pJ1EETC-电子工程专辑

新冠肺炎疫情期间的网络使用情况就很贴合这样的变化。Verizon的报告显示,疫情期间,美国协作办公工具的使用率增长了1200%;工信部的数据则显示,在疫情期间,我国互联网流量较去年年底增长了50%。以Zoom为例,2020年4月的视频会议数量相比2019年12月增长了30倍。pJ1EETC-电子工程专辑

三频Wi-Fi 6时代

继Wi-Fi 6之后,Wi-Fi 6E也成为了近期的热门话题之一。所谓Wi-Fi 6E,就是把Wi-Fi 6的协议从现在的双频2.4GHz、5GHz拓展至6GHz频段,E代表Extended。Wi-Fi 6E相比Wi-Fi 6来说主要是在原有的频段上加入了全新的6GHz频段(5925-7125 MHz),共1.2 GHz带宽,这是2.4GHz和5GHz频段总容量的两倍以上,将可以容纳更多的信道数量。pJ1EETC-电子工程专辑

以大家最为熟悉的2.4GHz为例,它最多支持3个非重叠的20MHz带宽信道,如果使用40MHz带宽信道,2.4GHz则只能承载1个信道;5GHz频段最大支持6个80MHz带宽的非重叠信道。如果配置成160MHz带宽,那么5GHz也就只能有一个信道,其中还跨度了一些动态频谱选择(DFS)的区域。相比之下,6GHz频谱最大可以承载7个非重叠160MHz信道,从而为更高速率、更低延时、更高效的Wi-Fi网络管理奠定了基础。pJ1EETC-电子工程专辑

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在具体设计中,为了实现更好的连接速度、减少信道冲突,工程师通常会在产品中通过增加一个频段以增加用户数。例如在Wi-Fi 6中,就会人为的将5GHz频段划分为两个子频段:5.1GHz-5.5GHz为5GHz的低频段,5.6GHz-5.9GHz为5GHz的高频段。每个子频段通过一个射频器件来连接,避免射频信道冲突,从而能连接更多的终端。pJ1EETC-电子工程专辑

在6GHz频段上,除了最多支持4条数据流和160M大频宽,总体数据吞吐量超过4Gbps外。还额外增加了4K QAM支持,数据吞吐能力高出Wi-Fi 6采用的1024 QAM高阶调制约20%,更是远远高于Wi-Fi 5使用的256 QAM,以及更早期的64 QAM调制能力。pJ1EETC-电子工程专辑

为什么需要Mesh网络

因此,在2019年发布的Networking Pro 400/600/800/1200四款产品的基础之上,Qualcomm日前再接再厉,宣布推出四款支持Wi-Fi 6E的全新Networking Pro系列平台,分别是610/810/1210/1610。三频(2.4GHz、5GHz和6GHz) Wi-Fi 6技术的引入,使得Networking Pro系列目前最高支持16路空间数据流的Wi-Fi 6连接,每个接入点最多支持连接2000个用户,单一信道支持37个OFDMA用户,以及8路MU-MIMO数据流。pJ1EETC-电子工程专辑

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为了满足智能家居应用场景的需求,高通还同时在Networking Pro系列中嵌入了IoT连接模块,可以同时支持蓝牙和ZigBee连接、音视频和语音功能。此外,除了通过单台路由器来扩展Wi-Fi覆盖以外,基于Qualcomm Wi-Fi SON(自组织网络)技术,Networking Pro系列同样能够满足用户对网络质量和全屋覆盖的更高需求。pJ1EETC-电子工程专辑

可能会有人对为什么家中要有Wi-Fi Mesh网络,以及双频/三频Wi-Fi Mesh网络有怎样的区别产生疑问。对此,Qualcomm产品市场总监胡鹏给予了解答。pJ1EETC-电子工程专辑

在第一个问题中,当家里部署了多个Wi-Fi网络时,手机侧用户面临的问题通常是不知道如何在不同网络之间进行切换或选择?如果有Wi-Fi Mesh网络,就可以支持实现全屋覆盖,再加上手机侧相应的平滑过渡功能,当信号比较弱而5GHz或其他网络信号更好的时候,用户无需手动调整,手机设备便可自动完成不同频段Wi-Fi的底层切换。另一方面,之前为了解决信号较弱的问题,Wi-Fi协议通常会从高速率降到低速率,最低的是802.11b的1Mbps传输速率。当遇到高吞吐量应用时,与其大幅降低速率,不如尽快切换到更好的网络上。pJ1EETC-电子工程专辑

第二个问题,在双频Mesh当中,数据的回传和设备的传输其实是共享同一个5GHz频段,射频既要服务于家中所有的移动设备,同时也要起到回传的作用。随着越来越多的设备开始进入5GHz频谱,5GHz频谱也正在面临被逐步占满的窘境。当它连接更多子节点或设备时,回传的时间就会受到限制从而影响整体网络的速度。但三频Mesh则很不一样,会有独立的射频与入屋路由器连接,相当于数据回传的“高速公路”架设在6GHz频段上,然后剩下的两频可以继续向下覆盖或者连接用户端,从而全面提升室内网络覆盖水平。pJ1EETC-电子工程专辑

“出色的Wi-Fi Mesh网络系统可以实现自我管理、自我配置、自我修复和自我防御,出色的Wi-Fi 6路由器需要像智能手机一样,不仅能完成通信任务,还能运行大量应用。这样才能使Wi-Fi 6在智能家居的进化过程中发挥重要作用,充当整个家庭通讯的守护神。”Qualcomm产品经理叶思崑说。pJ1EETC-电子工程专辑

移动连接的新标杆

面向移动终端和计算设备推出的SoC平台FastConnect子系统阵营此次也得到了相应的补强。新加入的成员分别是采用14纳米制程工艺的FastConnect 6900和6700移动连接系统,不但能效较前代平台提升50%,由于同时支持2.4GHz、5GHz、6GHz三个频段和4K QAM,使其也成为目前业界速度最快的移动Wi-Fi解决方案(分别高达3.6Gbps/3Gbps)。pJ1EETC-电子工程专辑

支持2x2+2x2双频并发是不久前刚推出的FastConnect 6800产品最具差异化的技术特性之一。该技术可使搭载该方案的智能手机可以同时接入AP的两个频段2.4GHz和5GHz,并且在每个频段上支持两路数据流进行传输(即2x2@2.4GHz+2x2@5GHz),为用户带来更高的数据速率。通过2x2+2x2双频并发技术再结合1024QAM高阶调制,单一终端峰值速率可被提升至近1.8Gbps。pJ1EETC-电子工程专辑

支持2x2+2x2双频并发特性的智能手机,可同时接入一个AP(支持2.4G和5G运行的双频AP)或者两个不同AP(分别支持两个频段工作的AP),甚至两类不同设备,大幅提高了与路由器进行配置的灵活性。pJ1EETC-电子工程专辑

FastConnect 6900和6700不但继承了这一特性,并且在6GHz频段上同样实现了2x2模式,从而将双频并发的集合吞吐量又进行了提升。pJ1EETC-电子工程专辑

除此之外,FastConnect 6900和6700还集成了最新的蓝牙5.2音频技术,支持智能切换功能的第二根蓝牙天线和多个音频连接;aptX Adaptive和aptX Voice分别支持高达96kHz的音频品质和超宽带的高品质通话体验。pJ1EETC-电子工程专辑

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邵乐峰
ASPENCORE 中国区首席分析师。
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