Wi-Fi 6 / 802.11ax规格完整剖析- 不只高速传输,更注意有效率运用

Sunbet官网 3个月前 (08-30) 新闻动态 63 0

 

虽然说无线网路范例802.11系列,大致上能够以英文的前后递次推导出手艺新旧,如n在b的排序后方,因此802.11n 相较802.11g 更新也更快,但802.11内部并不只要你我孰悉的802.11a/b/g/n/ac,另有802.11k 无线频谱治理、802.11r 疾速遨游等手艺,以致802.11a/b/g/n/ac 英文后缀不一连。

担任宣扬无线网路与产物认证的 Wi-Fi 同盟,在2018年10月正式宣告新的定名范例,802.11n对应 Wi-Fi4、802.11ac对应 Wi-Fi5,本文要谈的802.11ax 则是第六世代,称之为 Wi-Fi6。其目标是透过数字世代更轻易让非专业职员明白无线网路规格对应关联。然则这并不代表 IEEE 制订范例顺序有所转变,依旧会以802.11加上英文作为无线网路范例的称号,只是在 Wi-Fi 同盟的市场宣扬有所变化。

2.4GHz和5GHz同步增援

与802.11ac 聚焦于5GHz 差别,802.11ax 制订时就归入2.4GHz 和5GHz 的 ISM 频段,让2.4GHz 频段802.11n40MHz、单空间流150Mbps 速度往上提拔;但2.4GHz 的频谱资本并不如5GHz 雄厚,限定最多仅能应用40MHz,此时802.11ax 单空间流唯一287Mbps 传输速度,最小20MHz 则为143Mbps(均为实体层衔接速度),与802.11n 比拟则是靠近1倍增进幅度。 

近期推出的802.11ax 产物能够还没法见到 Wi-Fi6标志,但将来会逐步庖代现有设想。

相容旧有范例

虽然2.4GHz 频谱资本不足,却具有传输间隔较长的上风;一般来说,5GHz 的传输间隔约为2.4GHz 一半多一些。假如将来1~6GHz 的频段开放应用(依各地区和国度而定),802.11ax 也能够应用该频段。另外,旧有802.11无线网路范例产物也能够解读802.11ax 的讯框表头,以便和旧有范例相容不会互相打斗毕竟无线网路采纳的是 CSMA/CA 协议,在传输前需探测空中介面是不是有别的装配正在应用中。

转进6GHz 频段以后,802.11ax 能够获得更多的频谱资本,但6GHz 并不是 ISM 频段,美国以外地区是不是能够沾恩尚属未知数。

预备抢进6GHz频段

近期越来越多802.11ac 装备于5GHz 导入应用 DFS 频段,足以杀青80MHz+80MHz 或是一连160MHz,供应更高的频宽或是效劳更多的装备,但802.11ax 已虎视眈眈,高低审察著6GHz频段。客岁岁尾美国 FCC 已开放5.925GHz ~7.125GHz 频段供免许执照装备应用,频宽约有1.2GHz。不过要运作在这个频段还有些手艺题目须要考量,比如无线装配想要衔接 AP 时,1.2GHz的扫瞄局限实在是过于普遍,花时候同时浪费电,现在提出的可行计划在2.4GHz 或是5GHz 埋入信标(beacon)或是探针(probe),802.11ax 以后也会为6GHz 修正相干范例,估计应用5.935GHz ~7.125GHz 。

802.11ax 须要每一个连线装配报答矩阵给AP,AP 再示知每一个连线装配该应用若干的上传链路资本,再以触发讯框示知各装配同步上传。

传输手艺方面的革新

空间流数目部份802.11ax 并未更改,与802.11ac雷同最大为8组,然则802.11ax 的2个装配之间即可应用8个空间流(802.11ac则是限定为4个空间流),80+80MHz/160MHz 最高速度为9.6Gbps,同时也增援 MU-MIMO 功用。而802.11ac的 MU-MIMO 仅存在 Wave2功用产物当中,且仅增援下行∕下载方向(AP往终端装配送材料这一段),802.11ax 则包含了上行∕上传方向(终端装配往AP送材料)。MU-MIMO 同时效劳终端装配数目也从802.11ac 的4个,提拔至802.11ax 的8个。

1024QAM 提拔传输速度的同时,也对讯号质量有更高的请求,SNR 约需提拔6dB。 

1024QAM调变及OFDMA

802.11ax 导入1024QAM 调变,这部份已有部份的厂商先行在802.11ac晶片当中到场,比如 Broadcom 增援 NitroQAM 的 BCM4366。802.11ax MCS 部份则是导入10与11,各自离别代表1024QAM 调变、编码速度3/4,以及1024QAM 调变、编码速度5/6。OFDMA(正交分频多工存取)手艺与先前802.11a导入的 OFDM(正交分频多工)背地采行道理雷同,均是应用多个子载波互相正交,削减传输时的滋扰。OFDMA 多出来的A为 Access,让这些子载波能够分为多组,各组效劳1个终端装配,也就是将传输时占用的20/40/80/80+80/160MHz,再往下拆分数个MHz频段同时离别效劳差别的终端装配,此手艺已应用于现在的 LTE 行为网路当中。

Cisco IEEE 802.11ax : The Sixth Generation of Wi-Fi 手艺白皮书里尝试应用 Ekahau 软体,推算1024QAM(MCS 10~11)与256QAM(MCS 8~9)的应用间隔,图中橘色小圆圈即为 AP 存取点。

电力最强挖矿机?乌克兰核电厂员工被查出在上班时间竟在上网挖矿

虽然说利用虚拟机挖矿赚钱的热潮已经过去,主要是越来越多人发现,光是电费的支出可能已经高于挖矿的成本。不过,如果电力不用钱的话,那么基本上挖矿还是一种可以考虑的赚钱方式。因此这两年我们开始听见有人「偷电挖矿」。不过最近在乌克兰的这则新闻有点厉害,一样是偷电挖矿,只是当事人是直接偷乌克兰核电厂的电,堪称史上最强电力的挖矿机。 乌克兰的国家安全局(SBU)正在针对乌克兰国家单位的资讯安全

下落传输耽误

与传统分时多工比拟,分频多工也有下落传输耽误的结果。合营上传 MU-MIMO 一同应用时,AP 可发出1个触发框架,标示空间流数目、RU大小、功率掌握、传输肇端与完毕等资讯,接着让各个终端装配同时举行上传功课。至于终端连线装配须要若干的RU资本,能够透过 Operating Mode Indication,向 AP 示知下载与上传欲应用的空间流数目或是频宽,多空间流与宽频能够获得更高的传输速度,削减空间流窄频则能够削减运作时所斲丧的能量,进而提拔终端装配电池续航力。

 OFDMA 相较 OFDM 新增分频多工(差别色彩示意差别STA终端装配的传输数据)。

有用应用频宽并防止滋扰

为了因应户外间隔拉长,增添各方传输讯号耽误,形成隐蔽节点空中交通打结的征象,802.11ac 将庇护区间拉长为2倍,还分外供应4倍3200ns 专攻户外或是大局限麋集布建地区。不过如果单单拉长庇护区间,那末单元时候内可供传输的符元持续时候相对比例就会下落,因此802.11ax 的符元持续时候除了过去3200ns,新增6400ns、12800ns两种。用来抵抗通道间滋扰的轮回式前缀一样提高了4倍。

 802.11ax 的子载波间距减少4倍,因此在应用一样的频宽之下,子载波数目提拔4倍。

动态分段与色码机制

因应网路封包构造,都邑预先将材料牢固切成一样的大小往外传输(除了材料不足以填满分段长度的末了1段)。导入OFDMA以后,由于没法预期会分到几个子载波数目/RU,牢固的分段长度轻易形成题目,太长传输不完、太短则会形成诸如毛病搜检码等累赘太高,净传输材料量下落。在此导入动态分段功用,能够遵照分配到的子载波数目/RU自行调解分段长度,以求只管刚刚好填入子载波数目/RU。802.11ax 亦导入色码机制,一群互相干联的 AP 和装配们应用雷同的色码,若此时监听到应用别的色码的传输功课,则疏忽;以白话文简朴形貌,就是 CSMA/CA 机制仅作用于统一BSS内部。智慧的你应当也想到,云云将形成传输环境更加恶化,能够影响相近别的组BSS的运作,因此此一手艺也归入功率掌握,防止各组 BSS 之间,以及对旧式802.11规格产物的影响。

导入 BSS 色码以后,纵然赤色149存取点监听到来自黄、绿、紫存取点的讯号,则由于色码比对后不雷同,因此视149频道无人应用进而传输材料。

省电TWT

为防止无线网路传输时的通道监听与合作,802.11ax 到场 Target Wake Time 机制,让通道资本在肯定时候以内专属于1个或是1组上网装配,其他上网装配则进入就寝状况省电,比及属于本身的传输时段到来,无线网路才醒来并传输材料。除了让各个上网装配根据本身需求,向供应效劳的 AP 谐和 TWT 时候以外,AP 本身也能够预先定义 TWT 时候,再将相干资讯播送给上网装配,到达频宽治理的附加目标。

为抵抗讯号传输时的多重途径致使符元间滋扰,因此导入庇护区间,而又为了防止空缺庇护区间损坏正交性致使通道间滋扰,于庇护区间填入符元尾段材料。

高速更注意频谱效力

回到开文叙说「高效力无线」网路,读者能够深思上述802.11ax 范例相较802.11ac 以及先辈们,有若干规格演进着重在传输速度的提拔?又有若干着墨在提拔通道媒体应用效力?就不难发明802.11ax 虽然走在更疾速的道路上,但这条高速公路更注意弹性高效力的应用。比如 Multi-TID AMPDU 让多个差别流量辨识码或是QoS的材料,能够合并在单一传输功课当中完成,802.11ac 与之前的无线网路范例均不增援此种作法。

各个上网装配能够和 AP 谐和 TWT 时候,无线网路卡惟有在本身的 TWT 时候才醒来并传输材料,其他时候就休息省电。

合适的采购机遇

第一代802.11ax 无线网路产物能够购置吗?笔者以为须要分红几点考量:起首就是802.11ax 同时应用在2.4GHz 和5GHz 等列国免费 ISM 频段,特别是2.4GHz 上次范例802.11n最高速唯一600Mbps(150Mbps x4空间流),转换成802.11ax 最高8空间流靠近2.3Gbps,行为产物常常应用的双天线∕双空间流则从802.11n 300Mbps 提拔至802.11ax 574Mbps,如果环境关联致使5GHz 讯号贫弱,而大幅仰赖2.4GHz 无线网路,802.11ax 能够带来不错的效能增进。

802.11ax 的传输速度提拔仅占很小的一环,更重要的是处理了过去无线网路传输的根本题目。

有线网路频宽限定

地道寻求速度的应用者能够要小小扫兴,由于遵照现在众厂商推出的首波802.11ax 产物规格,不少产物还停留在1Gbps,除非应用者都是应用空中介面无线网路互相传输材料,不然1Gbps 有线网路并没法喂饱802.11ax 无线网路;802.3ad Link Aggregation 也许能够帮点小忙,但重要瓶颈在于交换器晶片和无线网路晶片之间的频宽,另外增援 Link Aggregation 交换器不提高也是个题目。如果家中有很多装配须要同时上网,爸爸看 Netflix、妈妈看爱奇艺、哥哥玩游戏、mm直播当网红,802.11ax 导入的上传 MU-MIMO、OFDMA 等机制,能够更好的处理多个应用者同时传输的状况,固然值得玩家到场802.11ax 的行列,但也要无线路由器、无线存取点与连网装配均增援802.11ax 才行。也许比及家中笔电、手机规格均晋级成802.11ax 之时,再趁便晋级家中无线路由器会更加划算。

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