時(shí)間回到2019年,如果站在當(dāng)時(shí)的節(jié)點(diǎn)上為未來(lái)科技的發(fā)展方向總結(jié)幾個(gè)關(guān)鍵詞,5G一定位居前列。彼時(shí),每天的新聞中都充斥著5G網(wǎng)絡(luò)的各類消息和對(duì)未來(lái)應(yīng)用的展望,5G商用牌照也已經(jīng)發(fā)布,三大運(yùn)營(yíng)商更是迫不及待地對(duì)5G進(jìn)行相關(guān)部署和規(guī)劃。而在各界都對(duì)5G充滿期待并展示出最大程度的熱情之時(shí),作為一直和蜂窩通信勢(shì)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(shí),想要在移動(dòng)數(shù)據(jù)和Wi-Fi之間切換,必須要手動(dòng)點(diǎn)擊圖標(biāo),而Wi-Fi 6的新標(biāo)準(zhǔn)則能夠讓設(shè)備在移動(dòng)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(wú)感。不僅如此,當(dāng)每平米的上網(wǎng)終端達(dá)到3臺(tái)甚至更多時(shí),早期的Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)不足以支撐,但通過(guò)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(dòng)通信時(shí)代,用戶對(duì)于通信速率的需求還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)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(shí)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(duì)于普通消費(fèi)者而言已經(jīng)完全足夠,其高速率、低時(shí)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(duì)于5G來(lái)說(shuō),其將在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代得到極大發(fā)展,萬(wàn)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(wàn)個(gè)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(chǎng)景下,這樣的連接密度恐怕還無(wú)法做到連接所有設(shè)備。這時(shí),Wi-Fi 6就可以作為5G的有效補(bǔ)充。
2019年9月時(shí),Wi-Fi 聯(lián)盟正式推出了Wi-Fi 6的認(rèn)證計(jì)劃,相較于上一代,Wi-Fi 6實(shí)現(xiàn)了峰值速率提升37%,達(dá)到了9.6Gbps,與5G的體驗(yàn)幾乎一致;接入容量提升4倍;終端功耗降低30%以上。對(duì)于Wi-Fi 6來(lái)說(shuō),其性能提升的核心是引進(jìn)了多項(xiàng)新技術(shù),具體來(lái)說(shuō)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(gè)終端通訊的問(wèn)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(shí)支持上下行,最多支撐8個(gè)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(wú)線信道劃分為多個(gè)子信道,形成頻率資源塊,保證了多個(gè)終端可以同時(shí)并行傳輸,不必排隊(duì)等待、相互競(jìng)爭(zhēng),從而在提升數(shù)據(jù)傳輸效率的同時(shí)也降低了時(shí)延,網(wǎng)絡(luò)擁堵問(wèn)題得到緩解
TWT(目標(biāo)喚醒技術(shù))減少射頻工作時(shí)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(shí)現(xiàn)了高吞吐量、高穩(wěn)定性、超低時(shí)延和更廣覆蓋,各大廠商更是為萬(wàn)物互聯(lián)的目標(biāo)應(yīng)用場(chǎng)景做出了全面優(yōu)化。其中,作為重要的移動(dòng)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(kāi)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(duì)方領(lǐng)域的產(chǎn)品特性。舉例來(lái)說(shuō),MIMO最早被應(yīng)用在蜂窩技術(shù)上,但經(jīng)過(guò)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(shí)向一個(gè)設(shè)備傳輸信號(hào),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(shí)出現(xiàn)。
相比于普通的1x1 Wi-Fi,高通憑借多年來(lái)積累的技術(shù)優(yōu)勢(shì)推出了其獨(dú)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(lái)實(shí)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(shí)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(dòng)平臺(tái)和過(guò)往的多款平臺(tái)也均支持2x2 Wi-Fi,進(jìn)一步提升了Wi-Fi的性能與用戶體驗(yàn)。
早在2015年時(shí),高通就已經(jīng)開(kāi)始支持2×2 MU-MIMO Wi-Fi,普通消費(fèi)者對(duì)于2×2 Wi-Fi的了解,則開(kāi)始于2018年,高通在驍龍855上開(kāi)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(dòng)平臺(tái)則正式開(kāi)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(kāi)高通推出的FastConnect移動(dòng)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(dòng)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(lái)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)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(guò)40億顆。過(guò)去30年中,高通在研發(fā)領(lǐng)域投入的資金超過(guò)440億美元,其在全球申請(qǐng)和擁有的專利超過(guò)13萬(wàn)件。這些專利不僅涵蓋蜂窩技術(shù)領(lǐng)域,同時(shí)還涉及射頻、電源、成像、軟件及多媒體等多個(gè)領(lǐng)域,可以說(shuō)幾乎所有的無(wú)線通信背后都有高通的身影。
Wi-Fi 6的適用場(chǎng)景還有更多
對(duì)于智能手機(jī)來(lái)說(shuō),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(yàn)。
在8月底舉辦的驍龍嘉年華中,高通就在現(xiàn)場(chǎng)部署了采用高通Wi-Fi 6解決方案的聯(lián)網(wǎng)環(huán)境,通過(guò)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(lái)的超高速率與高可靠性。在實(shí)際的游戲場(chǎng)景測(cè)試中,除了信號(hào)更穩(wěn)定外,Wi-Fi 6的時(shí)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(lái)說(shuō),從信號(hào)的曲線變化來(lái)看,Wi-Fi 6帶來(lái)的提升更是十分顯著。
此外,虛實(shí)融合的沉浸式體驗(yàn)也是驍龍嘉年華中重點(diǎn)描繪的場(chǎng)景之一,通過(guò)高通Fast Connect 6800移動(dòng)連接系統(tǒng)的Wi-Fi 6特性,實(shí)現(xiàn)VR一體機(jī)與運(yùn)動(dòng)座椅之間的低時(shí)延無(wú)線連接,帶領(lǐng)觀眾感受到了身臨其境的沉浸式體驗(yàn)。
多年來(lái),Wi-Fi技術(shù)一直處在平滑的演進(jìn)當(dāng)中,到了Wi-Fi 6時(shí),這些全新的特性使其不僅適用于消費(fèi)級(jí)場(chǎng)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(chǎng)景;機(jī)場(chǎng)、酒店、大型場(chǎng)館等高密度場(chǎng)景;智慧工廠、無(wú)人倉(cāng)儲(chǔ)工業(yè)級(jí)場(chǎng)景等。在這些場(chǎng)景中,由于使用的路由器等設(shè)備對(duì)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(chǎng)景下的每單一終端都可以獲得更高的速率。
以工業(yè)級(jí)場(chǎng)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(shí)現(xiàn)向眾多設(shè)備同時(shí)高速傳輸數(shù)據(jù),方便更多物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備同時(shí)在線用網(wǎng),數(shù)據(jù)傳輸更加流暢;而且要實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的智能化,傳感器的數(shù)量會(huì)逐漸增加,對(duì)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(shí)現(xiàn)設(shè)備的更低延時(shí)通信;同時(shí),Wi-Fi 6同時(shí)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(shí)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(dòng)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(shí),采用Wi-Fi 6構(gòu)建場(chǎng)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(chǎng)景。通過(guò)兩種技術(shù)的結(jié)合使用,在提升場(chǎng)景內(nèi)設(shè)備通信速率、擴(kuò)大物聯(lián)覆蓋、降低時(shí)延的同時(shí),還節(jié)省了設(shè)備全部升級(jí)的成本。
寫在最后
目前,Wi-Fi在家庭、企業(yè)端的無(wú)線流量成本幾乎為0,因此,不論在家庭還是企業(yè)場(chǎng)景下,Wi-Fi依然是重要的無(wú)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(lái)說(shuō),Wi-Fi 6的普及首先需要將路由器端先升級(jí)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(jià)格已經(jīng)下探到數(shù)百元級(jí)別;其次,則需要終端廠商跟隨技術(shù)升級(jí)的趨勢(shì),推出更多支持Wi-Fi 6的移動(dòng)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(yàn),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(duì)更高,在大批量的交付階段,還能夠進(jìn)一步帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈整體價(jià)值量的提升,為整個(gè)行業(yè)的發(fā)展帶來(lái)新的機(jī)會(huì)。