如何看待802.11ax对于下一代Wi-Fi网络的意义?

webster8 2018-10-16 12:05:09
毫不客气的说,Wi-Fi已经成为如今大众生活的必需品。你肯定经历过在出去游玩、上街购物或参加大型会议时,使用Wi-Fi连接网络遭遇的各种崩溃体验,“连不上、频掉线、速度慢”已成为常态。其实,随着使用Wi-Fi场景的增多,人们也只是对无线网络的体验要求越来越严格而已,毕竟有线网络已经从之前的“毛线网”升级成了现在的高速光纤网。人嘛,都有惯性思维可以理解。



无线网络体验差究其原因,还是无线网络的性能瓶颈始终无法突破!于是,大家对下一代Wi-Fi网络的期待越来越高。那么,影响Wi-Fi性能提升的关键是什么?我们认为首当其冲的是相关的网络协议。

自802.11n协议(2009年)诞生,才标志着WLAN进入了高速时代。VHT40的带宽配置下,1条空间流150Mbps,以及最大4条空间流600Mbps的物理连接速率相对原先11a/g的54Mbps来说有了很大程度的提升。后续发布的802.11ac(2013)则是进一步提升了连接速率,首先是带宽从原先的VHT40提升到了VHT80(Wave1)甚至VHT160/VHT80+80(Wave2),MCS也从原先的最高为7提升到了9,即对应256QAM,因此相应的物理连接速率也提升到了1条空间流433Mbps,以及理论上最大8条空间流的6.97Gbps。目前实际场景中常见的一般为2条空间流866.5Mbps,3条空间流1300Mbps与4条空间流1733Mbps,可以说在物理连接层面达到了Gbps级别。

那么问题来了,到底谁将是802.11ac的继承者呢?

会是802.11ad吗?虽然802.11ad可以提供高达7Gbps的高速率,环境干扰也相对较小,但是由于其使用的是60GHz的频段,传输损耗非常大,覆盖范围相当有限,因此它更多地是作为与802.11ac产品共存的一个补充。按照IEEE规划的发展路线,802.11协议族的王储,将是802.11ax。

802.11ax是在802.11ac以后,无线局域网协议本身的进一步扩展,可以当做ac以后的一个直系版本。其初始的命名代号为HEW(High Efficiency WLAN ),该起始于2013年。

802.11ax的设计场景初始关注的就是密集环境,换言之,其初始设计思想就会和传统的802.11存在一定的区别。而且802.11ax的设计也并没有在当前802.11ac的160M带宽以上,新增更大的带宽(其实也是在2.4G和5G频谱资源下,无法找到更大带宽的信道)。所以协议命名的HEW,其关注的效率,也是希望更加有效的使用当前的频段资源,从而提供更高的实际网络速率。



如果说802.11ax是解决Wi-Fi网络相关瓶颈的“救世主”,那他究竟有怎样的特性,能够完成如此使命?我们简单总结下,主要因为以下几点:

1.卓越的抗干扰能力。
802.11ax提出了新的空间复用技术,可快速识别空口冲突并进行退避,同时通过动态空闲信道评估与动态功率控制等手段,更有效地识别干扰信号并降低相互间的噪声干扰,从而大幅提升了在车站、机场、公园、体育场馆等高密度场景下的无线体验,据说平均吞吐量能达到802.11ac标准的4倍。

2.更高的传输速率。
802.11ax引入了更高阶的调制编码方案1024QAM,较之802.11ac中最高的256QAM,编码调制效率更高,每条80M带宽空间流的关联速率从433Mbps提升到了600.4Mbps,理论最大关联速率(160M带宽,8条空间流)从6.9Gbps提升到9.6Gbps左右,最高关联速率提升接近40%。

3.更强大的并发能力。
802.11ax通过上下行MU-MIMO与上下行OFDMA技术,分别以多空间流与多子载波来承载多用户的并发传输,增加了空口效率,减少了应用延迟,同时也降低了用户的冲突退避,为多用户场景提供了更好的传输保障。

4.更健壮的传输特性。
较之802.11ac,802.11ax支持更多的FFT点数(4倍于802.11ac),更窄的子载波间隔(仅802.11ac的1/4),更长的符号时间(4倍于802.11ac),更有利于进行信道估计与均衡,尤其在抗多径衰落及室外环境等场景下,能发挥更好的鲁棒性与更强的性能。

5.更节能的资源调度。
802.11ax的TWT(Target Wakeup Time,目标唤醒时间)功能,允许设备间相互协商唤醒时间与活动持续时间,减少信道竞争,增加睡眠时间,从而降低功耗,提升续航时间。

6.良好的协议兼容性。
802.11ax同时支持2.4G / 5G Hz两个频段,前导帧结构几乎不变,可向前兼容802.11a/b/g/n/ac,完全不用担心海量的存量Wi-Fi终端在802.11ax时代被淘汰。

面对如此完美的“救世主”,你肯定会问什么时候才能到来?令人有些失望的是,今年8月16日,Broadcom才宣布推出业界首款802.11ax无线芯片,首批802.11ax无线设备竟要等到2018年才能投入商用……哎,还真是心急吃不了热豆腐!

难道真的要坐以待毙,任由灾难般的无线网络使用体验折磨我们?其实不然,国内已有相关厂商将部分关键技术投入商用。我们的无线一直倡导场景创新,希望通过技术的不断创新,创造出极致的无线体验。目前,我们已经将802.11ax中最突出的抗干扰特性,导入了目前商用的设备,锐捷称之为Pre-ax技术,并在大量高密度部署场景中成功应用,得到了广泛的认可与肯定。今年3月那场的中韩大战,当观众在贺龙体育场晒激动晒喜悦晒幸福的时候,其实802.11ax的核心技术,已经默默在他们身边发挥作用了。最近,我们又发布了基于802.11ax平台的全新产品RG-AP860-I,有兴趣的朋友可以关注下。该产品采用了更高阶的1024QAM调制编码方案和上下行OFDMA技术,通过更高的传输速率、更强大的并发能力和更高效的资源调度能力,展现出了单台AP承载10Gbps网络接入速率的能力,这无疑为第七代无线技术打通了大规模商业化的应用之路。

期待,802.11ax是解决公共Wi-Fi体验差的“救世主”。
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