Wi-Fi提速四倍 秒下高清电影！802.11ac将被它彻底淘汰

admin

如今我们时刻离不开Wi-Fi，而它背后的基石就是IEEE 802.11协议，但这个协议很奇怪，更新速度奇慢无比，面世至今只更新了三次：802.11g、802.11n，以及目前最流行的802.11ac。

0 t" P- U7 ?# R+ L
现在，一个崭新的Wi-Fi无线网络协议已经屹立在我们面前，有望让不堪重负的无线网络再次跟上时代，得到飞跃性发展。这，就是IEEE 802.11ax。

: q& j* _" `5 c7 _' _% N
: z' L3 i: t, v
+ z. G8 t6 g. R" p  n
3 O6 u3 S! w2 S9 G
* A4 L( A! Q5 f9 @3 A【什么是802.11ax？】
5 A7 M# C* [1 k( o! O! v$ x5 k
6 w8 l1 T( s5 M7 e! S; U$ {
802.11协议组国际电工电子工程学会(IEEE)为无线局域网络制定的标准，802.11ax是这个标准的最新修订版本，你可以把它看作是802.11ac的接班人。


2 M8 w( W5 g# I& M; S802.11ax和802.11ac一样继续工作在5GHz频段，不过会使用MU-MIMO(多用户多入多出)技术，将信号在时域、频域、空域等多个维度上分成四个不同的“信号通道”，每一个“信号通道”能单独与一台设备进行通信。
  `% p9 z. K0 U* L" E/ p
0 @1 W7 s2 f9 U6 d9 S
  Z- Z  X- N4 p; t+ j打个比方，这就像是把一条高速公路分成四个不同的车道，通信效率可以成倍提高。



$ w8 g" z2 O0 y7 H) L" J

' H4 P# w8 \" P% f7 f802.11ax还引入了OFDMA，也就是正交频分多址，下一代高速无线通信网络的核心技术。
! V5 d, b* b' M1 A
) j4 Z: Z5 W/ i- {: A
9 T. S- \3 _1 M" |我们现有的无线网络标准本质上是使用复杂的算法调制电磁波信号，让信号呈现某种规律承载0和1，这样就能传输数据了。

7 @& p% `8 p, {/ O, p
OFDMA则是一种全新的信号调制编码算法，能把一个信号通道分成数十甚至数百个更小的正交子信道，然后将这些子信道紧密叠加在一起，再分配给不同用户，同样时间内传输数据的效率就大大提高了。

( l# g7 t  K" I. s0 `
: I9 m- e: H: k, G# U: J根据华为的测试，同样的频谱下，OFDM技术能把通信效率提升10倍，理论上带宽也能提升10倍。考虑到干扰、调制解调本身的资源开销，效率提升4-5倍是一个更加现实的数字。
( l1 p+ u) T/ f4 P




- P& m5 z+ \5 Y( e1 H: v【802.11ax有多快？】
5 J3 p7 ?4 V/ b: l4 i, E% H

802.11ax标准的首要目标是将无线网络客户端速度提升4倍。

/ h3 F" R0 W. x0 Z, I$ K
4 m* S* A& T: X; }& A假设可以利用的无线频宽为80MHz，现在的802.11ac标准能最快能跑到866Mbps(理论值)，802.11ax则能轻易提升至1.7Gbps，再加上4×4 MIMO“四车道”，802.11ax的理论吞吐能力将高达7Gbps！
* n6 r& `4 S) {+ a2 b
7 j" T; I3 V1 c4 {$ j1 o+ G9 R
2 D. y$ @8 S6 t换算成较为容易理解的数字就是接近0.9GB/s，意味着十几秒钟就可以下载一部全高清电影，已经将固定光纤传输速度远远甩在了后面。
5 G! b  ^3 T9 }9 f, R/ p5 ?! Y% V1 X
# I( M7 h+ ]) e. g  j0 M/ m
9 l! a/ _; _7 N0 j. O" g9 J华为是802.11ax标准的积极推动者，据说在华为通信实验室内部，802.11ax早已实现2Gbps的实际数据传输速度(注意不是理论值)，而华为宣称可以做到10.53Gbps。
, S1 J& e0 }3 q; q+ d! d/ H4 W

不过，802.11ax更核心的目的其实不在于提高速度和带宽(尽管这也是主要任务)，而是对更多设备的同步支持，单个路由就能稳定满足多设备高速接入需要。
$ j- F+ B* L$ H/ r


& l* l0 Z$ P* n0 t9 J
; R# ^6 `% h5 A$ b2 g  ]  O
6 T1 ]8 k: z2 V【802.11ax能传多远？】

2 S% |' f( T! F( Y; R
3 G) A4 [7 Y- E6 p" s; @802.11ax继续使用5GHz频段，所以很遗憾，它在传输距离、穿墙方面天生不如2.4GHz，理论传输距离只有2.4GHz信号的一半多点。

1 {' x8 Q9 @4 N0 P
% r4 c  q* P9 V% C从理论和实验室数据来看，穿过5cm厚的木头，5GHz信号会衰减4.5dB，而穿透离路由3米距离内的房屋承重墙，5GHz信号大概会衰减60-70％。
2 `9 ]+ _$ P/ U5 d+ F) e0 ^

( i  s0 g) m( ~& X5 L: p. J9 G通常的解决方法是加大信号发射功率、使用更多天线定向发射信号，但无线信号的发射强度不能无限制增大，因为我国规定，路由无线信号的发射强度最高为20dB。
9 K7 e" i) W( \3 b

6 {' d" ?. u4 M& n7 L3 v, x3 B  v因此，802.11ax的信号传播和覆盖基本上会和现在的802.11ac差不多，不好也不坏，顶多有一些增强优化技术，缓解网络拥堵。如果你家是个大别墅，老老实实布置多个Wi-Fi AP才是正道。
" J+ o' T2 T  U" [/ i9 s
+ A5 L4 {) v& b, k/ R& o
) m* s/ c6 U+ @7 F
6 k0 B! ]" n) ]0 Q  \
. H$ L  o6 R9 q. v
9 }. L4 m/ B& a+ O1 I+ \1 p6 m( A$ B【802.11ax的产品有啥？】

: L' L. f) X* M$ j3 M
; a" g2 z0 {7 P9 F802.11ax还处于草案阶段，按照Wi-Fi联盟的技术副总裁Greg Ennis的话来说，IEEE电要到2019年才会批准802.11ax标准，各通讯巨头目前还在为技术细节而激烈争斗。


& i3 F4 F6 Q; x+ N4 q以往一样，厂商们也提前开始准备支持新标准(草案)的产品，一方面是争夺标准制定主动权，另一方面也是让整个行业提前预热。
; s; D4 i5 Y. P9 m& d  ?; o
8 Y% a7 f1 H5 X; i- I" V
( k2 z) D! x9 m1 |2016年10月份，无线方案解决商Quantenna(宽腾达)发布了业界首款支持802.11ax的全新网络芯片“QSR10G-AX”，不仅可与自家的QSR10G Wave 3 802.11ac方案针脚兼容，而且有效提高了频谱效率，速率最高10Gbps。

$ _6 m5 A' y& Y' G1 O3 @" I3 ?
. U8 ~0 X/ k8 N' U% e主要特性如下——
" U. a6 c/ F. Z  E# S

3 ]: [, D+ f7 ]0 |: ?4 b1、12条空间流（5GHz Wave3 802.11ac 8条、2.4 GHz频段4条）
9 B8 Q% {! X7 H" c9 W+ y

/ J" N# w9 K/ P. `0 o2、支持OFDMA（正交频分多址），允许多设备共享一个通道
8 R& Y' P, M8 x, ?. }
/ e: }) r$ ^- l/ T
9 h) V- A& ~) G4 i0 h$ D( |  q3、支持1024-QAM


就现有市面设备而言，如果同时启用4条802.11ac空间流，能实现的最大速度约2167Mbps ，单条约800~1000Mbps，因为目前还没有完全支持802.11ax的接收、分发终端出现。



: Q/ Z# H" v, u3 y

现在，高通也推出了自己的802.11ax设备，而且是AP、客户端都有，解决方案更加完整。


高通的IPQ8074 SoC芯片旨在面向下一代企业接入点、运营商网关和消费级路由器，提供最大化的容量、最广泛的覆盖及最优的性能。


它也是个12-stream AP，14nm工艺制造，其中基带部分支持80GHz通道宽度、上传与下载MU-MIMO，同时集成了四核心A53 2.0GHz、双核网络加速器，以提供全负载分担的11ax子系统，可以更好地支持DPI(深度包检测)。
; O8 [. @/ V% }' M/ w7 C  h
1 [5 Y8 R1 T& G' D* i( Y3 A, L# K: I
) |1 z- h$ `( @0 V+ P* h利用12x12配置、上行链路与下行链路MU-MIMO，以及支持8个80MHz数据流，IPQ8074能使网络容量提升达四倍之多，提供高达4.8 Gbps的速度，并在更大覆盖范围内保持快速连接。
3 o0 k) B; L+ M' T
2 P  ]! L$ k/ A% c) h
0 H- @! k3 y5 @* jQCA6290则是最先进的802.11ax客户端SoC，可在家庭、企业、公共场所和其他高吞吐量区域以及汽车中，提供前所未有的吞吐量、电池续航时间与丰富用户体验。
# ]* Z0 E" C+ _4 U( C- a

28nm工艺的QCA6290则是个2x2 MU-MIMO 802.11ax客户端设备平台，并通过支持先进的8x8探测机制，实现8x8 MU-MIMO的全部优势，支持双频段并行，支持802.11ax省电功能和一些高通自己的节能技术。


6 K0 o$ i9 Y" E" N3 a5 `高通预计它将集成在计算系统内部，通过PCI-E 2.1 x1总线与系统相连，而不是作为USB WLAN适配器的一部分。


高通预计，基于IPQ8074处理器的路由器将在今年年底前上市，而基于QCA9290的设备将在2018年面世。
2 [5 P  j! s# R2 R( d



/ S- `5 N) g, H: c4 }. e
5 B& W8 Q7 e  U
【你知道几个？IEEE 802.11标准列表】


IEEE 802.11，1997年，原始标准，2Mb/s

) e1 q. ~8 `9 d6 q/ _
' a2 X' B3 \6 R* g# b, [  p+ MIEEE 802.11a，1999年，物理层补充，54Mb/s
$ `3 F6 F: r4 K9 [' H% F
8 i( k' j3 u. _7 [, F) c) X# N
! n; k: @( X& q. d6 G3 i6 MIEEE 802.11b，1999年，物理层补充，11Mb/s
- j+ Q3 f9 [2 K! B) ^3 C1 b% m
7 C- ?+ f5 w0 Q) Z6 p! Y- v& b' ?
5 F2 V) o7 Y* N. t( x. XIEEE 802.11c，匹配802.1d的媒体接入控制层桥接(MAC Layer Bridging)。


9 v, D  b4 b  m0 S+ X. `; y1 ~' CIEEE 802.11d，根据各国无线电规定做的调整。
3 l  U% r* b2 y5 B
4 G" ?2 @+ x4 n* x# t' t& g
7 D9 {) {+ C% Y% h# k7 s. LIEEE 802.11e，对服务等级(QoS)的支持。
' @2 f. ?% d7 Y
* y" t' `8 P4 {  w/ m/ _% h
IEEE 802.11f，基站的互连性(IAPP)，2006年2月被IEEE批准撤销。


IEEE 802.11g，2003年，物理层补充，54Mb/s。


IEEE 802.11h，2004年，无线覆盖半径的调整，室内和室外信道(5GHz频段)。

' ^$ o' C. V2 i
IEEE 802.11i，2004年，无线网络的安全方面的补充。
9 w/ g- j7 K. k( y  m+ d

8 l! C* x$ P: g8 L" x* pIEEE 802.11j，2004年，根据日本规定做的升级。

$ o! g6 H7 z0 a6 Y, B2 @
$ {5 j- ?4 f! w" r. d: k0 v5 pIEEE 802.11k，规定了无线局域网络频谱测量规范。该规范的制订体现了无线局域网络对频谱资源智能化使用的需求。
, G  ^' U/ S( I+ E: q1 A# I
" e4 `! E5 E/ K1 L2 e
IEEE 802.11l，预留及准备不使用。


IEEE 802.11m，维护标准；互斥及极限。

2 W4 F9 a0 y  A; v6 D* E
% G. A6 j+ o: G, LIEEE 802.11n，更高传输速率的改善，基础速率提升到72.2Mb/s，可以使用双倍带宽40MHz，此时速率提升到150Mb/s。支持多输入多输出技术(MIMO)。

2 `" c2 e3 p" b' Y# u
IEEE 802.11o，针对VoWLA)而制订，更快速的无限跨区切换，以及读取语音比数据有更高的传输优先权。

  u( d/ ?; [6 O1 R1 z( k1 d
6 M! F* {; n$ N) ZIEEE 802.11p，主要用在车用电子的无线通信上，从IEEE 802.11来扩充延伸，来匹配智能运输系统(ITS)的相关应用。


7 Q$ I! g9 D& O/ ?1 s' u- cIEEE 802.11q
0 v0 t/ S8 I  r* t8 O  v0 f" d' s
: C; g; Q8 Q3 ]; b, ^4 J% a- n
& b: w% v$ u" hIEEE 802.11r：快速BSS切换(FT)(2008)
1 n) i7 ]) c" N: \' n' g
  Y) f- x6 k- s+ q3 u
IEEE 802.11s：网格网络，扩展服务集(ESS)

" j1 v5 x2 e. T8 K5 g1 _( ?
IEEE 802.11t：无线性能预测(WPP)，已被提议撤销
2 V, ]) E0 I% z% |& z
$ ~4 J# S+ [5 ^5 g
IEEE 802.11u：改进热点和第三方授权


IEEE 802.11v：无线网络管理)
4 F  H) K9 o1 G, c) J' d& S. d
2 A  ^+ }4 u. E$ I% Q; a0 h5 {
IEEE 802.11w：受保护管理框架


IEEE 802.11x

% O; C; }  x3 k/ Z/ F8 U
- q$ h, Z8 ~, I! ]- PIEEE 802.11y：3650–3700MHz，主要用在美国
" B' E  P  I! Z! h  r  w# B
6 Z; x# o( q, i8 X% @
8 I6 T. s6 o. `6 @5 }# ?0 R; [IEEE 802.11z：直连设置(DLS)扩展

# l" S3 M2 Q! N8 d
IEEE 802.11aa：音频视频流传输

% Y8 L3 o+ d) v' ~4 i% O7 d) P7 L
& `. c5 K- Z# H# NIEEE 802.11ab
) l! w3 t- x+ J5 `

IEEE 802.11ac，802.11n的继承者，更高传输速率的改善，当使用多基站时将无线速率提高到至少1Gbps，将单信道速率提高到至少500Mbps。使用更高的无线带宽(80MHz-160MHz，802.11n只有40MHz)，更多的MIMO流(最多8条流)，更好的调制方式(QAM256)。
% m' k9 c$ k3 \
2 b+ m" w1 ~; j; _+ ?! H" t: g
IEEE 802.11ad：60GHz甚高频段传输

2 b- B3 i( B' J+ M( m- C
IEEE 802.11ae：管理框架优先级

2 v% _+ g2 _% P& y
; P6 J3 |0 L& N* K7 K7 QIEEE 802.11af：运用过往电视白区(TVWS)的频段所订立标准，由于使用白区频段(VHS的54MHz～216MHz及UHF的470MHz～698MHz)，有时IEEE 802.11af也称为White-Fi(取Wi-Fi一词的派生变化)。
6 W! r( g: S/ e, P# j; T
! o! ^, H, ~2 {6 e1 f$ v
IEEE 802.11ah：用来支持无线感测器网络(Wireless Sensor Network，WSN)，以及支持物联网(Internet of Thing，IoT)、智能电网(Smart Grid)的智能电表(Smart Meter)等应用。
: u% Q7 a1 ^  U7 m" @9 @+ ^8 C9 \

; N# a0 J4 J! ~% S4 q7 IIEEE 802.11ai：IEEE 802.11的修正案，新增部分机制，以及加速创建网络连接的等待时间。


IEEE 802.11aj：IEEE 802.11ad的增补标准，开放45GHz的未授权带宽带使世界上部分地区可以使用。

' r( }2 f8 Q4 f. l2 M7 R
IEEE 802.11aq：IEEE 802.11的修正案，增加网络探索的效率，以加快网络传输速度。
. t3 Y" f) F: r  [

IEEE 802.11ax：以现行的IEEE 802.11ac做为基底的草案，以传输速率加快4倍为目标。
5 `. v9 P( Q, z* Y( d- J6 u5 G

: y8 X2 C6 h2 @* p' c; L5 ?
6 d- L% L( V% K1 ^9 y1 O3 B3 `
. U  }2 h& T4 A, N. D/ o7 }" d