技術(shù)宅

認(rèn)識(shí)Wi-Fi和802.11系列標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系

現(xiàn)在人幾乎離不開Wi-Fi，特別是筆記本、平板這類便攜設(shè)備的上網(wǎng)，幾乎都是通過連接Wi-Fi熱點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的。Wi-Fi是一種無線聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)，它使用的是802.11系列標(biāo)準(zhǔn)，不同的Wi-Fi版本使用不同的系列標(biāo)準(zhǔn)，如Wi-Fi 6使用的是802.11ax標(biāo)準(zhǔn)（Wi-Fi 6E也是使用的同一標(biāo)準(zhǔn)）（圖2）。

Wi-Fi 6E——新一代Wi-Fi技術(shù)

2018年Wi-Fi聯(lián)盟就發(fā)布了Wi-Fi 6，那么近日發(fā)布的Wi-Fi 6E與之有什么區(qū)別？又有什么新特性？

首先我們來了解一下Wi-Fi 6發(fā)布的背景。如上所述，現(xiàn)在越來越多的設(shè)備在使用Wi-Fi技術(shù)進(jìn)行無線連接，Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)是通過不同頻段進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)?，比如目前Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)主要使用2.4GHz和5GHz兩個(gè)頻段，一般進(jìn)入雙頻無線路由器設(shè)置界面后就可以看到這兩個(gè)頻段的設(shè)置（圖3）。

由于現(xiàn)在大家使用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都集中在這兩個(gè)頻段，這樣不僅影響網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸，而且不同Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)之間的干擾也非常嚴(yán)重，為此2018年Wi-Fi聯(lián)盟推出使用802.11ax標(biāo)準(zhǔn)的“Wi-Fi 6”。它將調(diào)制模式升級(jí)到了1024-QAM，可以有效地提升網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸，但是目前仍然在使用2.4GHz和5GHz頻段，這就無法有效地解決上述擁擠和互相干擾的難題。針對(duì)這些問題，Wi-Fi聯(lián)盟在2020年又推出“Wi-Fi6E”，這里“E”是“Extended”（延伸、擴(kuò)展的意思），它和“Wi-Fi 6”的最大不同是可以運(yùn)行在6GHz擴(kuò)展頻段上，至于其他技術(shù)則和“Wi-Fi 6”是一樣的（圖4）。

如上所述，Wi-Fi 6E的最大特性是可以使用6GHz擴(kuò)展頻段，這個(gè)拓展頻段具體是指在5.925GHz到7.125GHz之間共1.2GHz的頻帶范圍。那么這個(gè)新增頻段有什么作用？大家知道Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)在實(shí)際使用中數(shù)據(jù)傳輸是通過信道實(shí)現(xiàn)的，一個(gè)頻段被劃分為多個(gè)信道，比如在我國(guó)2.4GHz頻段總共分為13條可用信道，5GHz頻段則可以使用5個(gè)信道，大家進(jìn)入路由器無線設(shè)置中可以看到信道的數(shù)量（圖5）。

目前雙頻段路由器總共就只能使用18個(gè)信道，而如果相近的無線路由器采用相同或重疊信道會(huì)形成信道競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，相互影響無線鏈路質(zhì)量。顯然數(shù)目眾多的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備無疑會(huì)將這些信道占滿并影響網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸和穩(wěn)定性。Wi-Fi 6E支持的6GHz擴(kuò)展頻段理論上則可以提供14個(gè)80MHz寬的非重疊信道（或7個(gè)160MHz 寬的非重疊信道），而且6GHz更大的頻段尺寸更容易獲得清晰的頻譜，也能夠更好地隔離傳統(tǒng)Wi-Fi 4或Wi-Fi 5設(shè)備的干擾。這樣W i -Fi 6E可以比之前的Wi-Fi多使用14個(gè)信道（其向下兼容仍然可以使用2.4GHz和5GHz的信道）。信道就像是日常生活中高速公路的車道，Wi-Fi 6E新建了14條“新車道”（信道），當(dāng)然就可以讓我們的連接更通暢了。

不過需要注意的是，由于各國(guó)對(duì)于無線電信道的用途不同，Wi-Fi 6E在6GHz擴(kuò)展頻段內(nèi)并不能使用全部信道。比如美國(guó)建議將5.925GHz～7.125GHz頻段全部給Wi-Fi 6使用，但是監(jiān)管部門目前還沒有批準(zhǔn)，歐盟對(duì)于6GHz 擴(kuò)展頻段是否開放給Wi-Fi 6E使用也仍在討論中。

另一方面，由于Wi-Fi 6E使用的是和Wi-Fi 6一樣的技術(shù)， Wi-Fi 6引入的各種新技術(shù)同樣可以在支持Wi-Fi 6E的設(shè)備上使用。比如O FDM（正交頻分復(fù)用技術(shù)），它通過頻分復(fù)用實(shí)現(xiàn)高速串行數(shù)據(jù)的并行傳輸， 具有較好的抗多徑衰弱的能力，能夠支持多用戶接入。OFDMA（正交頻分多址技術(shù)）同樣可以使用，可以在每個(gè)時(shí)間段內(nèi)實(shí)現(xiàn)多個(gè)用戶同時(shí)并行傳輸。在上下行都使用的MU-MIMO技術(shù)，則可以讓路由器利用多天線同時(shí)跟多個(gè)終端設(shè)備進(jìn)行溝通，更能提升網(wǎng)絡(luò)速率并連接更多設(shè)備（圖6）。

未來生活我們更需要Wi-Fi 6E

Wi-Fi可以讓我們上網(wǎng)擺脫線束的束縛，不過即使在目前百兆甚至千兆有線網(wǎng)絡(luò)入戶的條件下，無線上網(wǎng)體驗(yàn)仍然不盡如人意。比如隨著物聯(lián)網(wǎng)的普及，家里越來越多的設(shè)備如冰箱、電視、智能插座等都需要無線接入網(wǎng)絡(luò)，并且需要保證這些設(shè)備連接的穩(wěn)定，但是傳統(tǒng)的Wi-Fi無法保證更多設(shè)備的穩(wěn)定連接。如上所述，Wi-Fi 6E的6GHz擴(kuò)展頻段則可以解決上述問題，希望Wi-Fi 6E早日進(jìn)入我們的家中。