文 | 牛耕
編輯 | 蘇建勛
與 5G 相當(dāng)，“Wi-Fi 6”成為2020年各個(gè)手機(jī)廠商發(fā)布新機(jī)的必備標(biāo)簽。
據(jù)36氪統(tǒng)計(jì)，幾乎所有國內(nèi)手機(jī)廠商都在近三個(gè)月發(fā)布了搭載Wi-Fi 6功能的新品。而在智能家居領(lǐng)域，三星的全球首臺(tái)Wi-Fi 6電視已經(jīng)問世，未來更多設(shè)備，如冰箱、空調(diào)也有望加上這一標(biāo)簽。
目前已發(fā)布的支持Wi-Fi 6的設(shè)備，36氪統(tǒng)計(jì)
有人說，2020年是Wi-Fi 6商用元年。這項(xiàng)長期沒什么存在感的技術(shù)，開始頻頻登上微博熱搜。2月8日，雷軍強(qiáng)調(diào)小米10是首款支持8×8 MU-MIMO的手機(jī)，MU-MIMO是Wi-Fi 6的一種新特性，能夠極大加快傳輸速度。
但很快有人戳破了雷軍的文字游戲，華為手機(jī)產(chǎn)品線副總裁李小龍認(rèn)為，搭載了Wi-Fi 6并不意味著網(wǎng)絡(luò)能變得更快，他反駁稱：“現(xiàn)在上市的WIFI6手機(jī)理論帶寬只有1200Mbps，實(shí)測最多900Mbps出頭，根本到不了150MB/s。還不如2018年上市的Mate20?！?/p>
值得一提的是，要想享受Wi-Fi 6帶來的新網(wǎng)速，路由器也得和終端設(shè)備一起升級(jí)。支持Wi-Fi 6的路由器在2019年下半年密集上市，但價(jià)格高達(dá)兩三千元。到2020年上半年，價(jià)格下降到三四百元合理區(qū)間，并且選擇越來越多樣化。消費(fèi)者想要體驗(yàn)新Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)的高網(wǎng)速，付出的成本已非常低廉。
除了消費(fèi)電子，Wi-Fi 6還在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域掀起波瀾。
Wi-Fi在過去的一大缺陷是，當(dāng)接入設(shè)備特別多時(shí)就會(huì)網(wǎng)絡(luò)堵塞。在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，接入同一Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備大大增多，而傳輸延遲又會(huì)限制物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用。此外，Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)過去對(duì)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備并不友好，要求所有設(shè)備都盡快以最大功率完成傳輸，而物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備往往功耗低、待機(jī)時(shí)間長，以大功率傳輸會(huì)降低待機(jī)時(shí)間和使用壽命。
在過去，蜂窩網(wǎng)絡(luò)才是物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的首選。但Wi-Fi 6帶來了轉(zhuǎn)機(jī)。首先，它允許多臺(tái)設(shè)備同時(shí)傳輸，因此降低了延遲。此外，它專為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備提供了低功率傳輸方案，使它們不必再以最大嗓門竭力吶喊，增加了待機(jī)時(shí)長和使用壽命，也降低了硬件要求。
因此有人說，Wi-Fi 6是打開物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的鑰匙，很多設(shè)備將從蜂窩網(wǎng)絡(luò)遷移到Wi-Fi上。
有業(yè)內(nèi)人士告訴36氪，物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)對(duì)Wi-Fi 6還并不熱衷，因?yàn)榉涓C網(wǎng)絡(luò)已應(yīng)用多年，是一項(xiàng)成熟的技術(shù)，而Wi-Fi 6可能需要先在消費(fèi)電子試水一兩年。此外，外界也高估了智慧工廠的普及程度，目前物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備還沒到必須在Wi-Fi 6和5G二選一的節(jié)點(diǎn)。
何為 Wi-Fi 6？
Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備一多就堵塞，病根就埋在它的傳輸協(xié)議里。
在有線和無線局域網(wǎng)中，接收端一次只能跟一個(gè)發(fā)送端通信。你可以把它想象成一條單車道，如果有無數(shù)臺(tái)手機(jī)在跟一臺(tái)路由器通信，它們只能挨個(gè)通信，導(dǎo)致車道上的車輛全部擁堵在一起，這是Wi-Fi卡頓的本質(zhì)原因。
此前，業(yè)內(nèi)對(duì)Wi-Fi 的改進(jìn)聚焦在傳輸速度的提升上，但這并不沒有改變車道擁堵的根本問題，直到Wi-Fi 6，才終于針對(duì)性地解決了堵塞問題。
簡單來說，Wi-Fi 6就是第六代無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，相比于上一代802.11ac的Wi-Fi5，WiFi6最大傳輸速率由前者的3.5Gbps，提升到了9.6Gbps，理論速度提升了近3倍。
更重要的是，Wi-Fi 6 加入了幾個(gè)新特性，來改善數(shù)據(jù)的傳輸方式，這使得這次更新對(duì)實(shí)際使用體驗(yàn)的提升，遠(yuǎn)超過之前任何一次升級(jí)。
首先是OFDM變成OFDMA。OFDM是Wi-Fi傳輸?shù)幕締卧?，過去會(huì)按時(shí)間被輪流分給不同設(shè)備，但一次會(huì)占用所有頻段，造成浪費(fèi)。而OFDMA將頻段繼續(xù)細(xì)分，可以同時(shí)讓不同設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)。
換言之，過去如果有五臺(tái)手機(jī)連上同一個(gè)Wi-Fi，就不得不輪流與路由器通信。即使其中一臺(tái)只加載一個(gè)很小的圖片，其他四臺(tái)也得等待。但如今，五臺(tái)手機(jī)可以同時(shí)與路由器通信，互不干擾了。
此外，由于能一起傳輸，競爭傳輸機(jī)會(huì)也變少了。信道的更多時(shí)間被用于傳輸數(shù)據(jù)，而不是設(shè)備互相打架。
其次，增加了上行MU-MIMO功能。MIMO功能指的是，比如路由器和手機(jī)都有好幾根天線，它們就能利用天線的位置差異，區(qū)分出不同天線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，從而不同天線傳輸不同的數(shù)據(jù)，增加傳輸吞吐量。此外，不同天線發(fā)射的信號(hào)相消或相長，能夠做到只讓特定的設(shè)備收到特定信號(hào)，這能減少設(shè)備間的干擾。
經(jīng)過這兩項(xiàng)升級(jí)，即使再多手機(jī)同時(shí)連上一臺(tái)路由器，卡頓也會(huì)大大減少。過去在機(jī)場和展廳，要連Wi-Fi上網(wǎng)也是一種奢望，但在Wi-Fi 6熱點(diǎn)鋪設(shè)、手機(jī)升級(jí)后將變得隨處可行。
第三，添加了目標(biāo)喚醒時(shí)間（TWT）功能。這能讓很多設(shè)備省電約30%。
在以往，設(shè)備會(huì)在沒有數(shù)據(jù)要傳輸時(shí)休眠，來節(jié)省電力。而別人有數(shù)據(jù)要發(fā)給它時(shí)，會(huì)先發(fā)送一個(gè)信標(biāo)，告訴對(duì)方設(shè)備醒來。而這種喚醒機(jī)制一直在進(jìn)化，盡量讓設(shè)備能多睡一會(huì)兒，更靈活地被喚醒。
這次有了OFDMA技術(shù)，路由器可以和每臺(tái)手機(jī)分別商議喚醒時(shí)間表，來實(shí)現(xiàn)更長期和靈活的休眠。這對(duì)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備尤其重要，因?yàn)樗鼈冸娏康汀⑿枰L期待機(jī)，頻繁喚醒也會(huì)縮減壽命。
第四，升級(jí)提高了調(diào)制速率，從256-QAM升級(jí)到1024-QAM。這讓傳輸速度提高了25%，是Wi-Fi升級(jí)一貫的大方向。
值得一提的是，Wi-Fi 6還為爭奪物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，增加了大量優(yōu)惠措施：包括允許物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備只用很小的頻段通信（20 MHz-only），只收聽自己感興趣的信息（BSS著色功能），加強(qiáng)長距離傳輸能力（波束成形）等。
有望與 5G 比肩
Wi-Fi 6備受期待有兩個(gè)原因：它既能成為5G網(wǎng)絡(luò)的補(bǔ)充，造福消費(fèi)電子，也可能逐漸承擔(dān)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的通訊工作。
Wi-Fi與蜂窩網(wǎng)絡(luò)的根本區(qū)別是，前者是非授權(quán)頻段，好比沒有人指揮的道路，誰都可以行駛，后者則被分配給固定運(yùn)營商，由基站指揮。在過去，兩者曾陷入競爭，即在爭奪應(yīng)用，也在爭奪更高的通信頻段。
而如今，通信運(yùn)營商越來越有興趣將Wi-Fi作為蜂窩網(wǎng)絡(luò)的補(bǔ)充。其原因是Wi-Fi更便宜，能承擔(dān)語音、視頻流量的成本。早在十年以前，美國運(yùn)營商就收購了Wayport，開始鋪設(shè)Wi-Fi熱點(diǎn)；Sprint則稱Wi-Fi是“第四層網(wǎng)絡(luò)”，加以投資。
放眼IC產(chǎn)業(yè)，高通、博通、英特爾等基帶芯片巨頭正陷入Wi-Fi芯片混戰(zhàn)，臺(tái)企如聯(lián)發(fā)科、瑞昱也快速崛起，希望盡早拉攏終端廠家。
在消費(fèi)電子以外，另一個(gè)將被Wi-Fi 6開啟巨大前景的是物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域
IoT傳感器往往功耗低、待機(jī)長，需要在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下持續(xù)運(yùn)行數(shù)個(gè)月甚至數(shù)年。過去，Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)對(duì)這些設(shè)備并不友好，比如要求它們占用全部頻段盡快數(shù)據(jù)，相當(dāng)于要求嗓門小的人大聲吶喊，會(huì)縮短設(shè)備壽命。而大量設(shè)備競爭傳輸機(jī)會(huì)，也對(duì)延時(shí)要求提出考驗(yàn)。Wi-Fi 6則針對(duì)性地提出優(yōu)化方案。
據(jù)思科預(yù)測，未來物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備接入Wi-Fi的規(guī)模和增速都十分龐大，超過了蜂窩網(wǎng)絡(luò)比如5G。
就經(jīng)濟(jì)價(jià)值而言，Wi-Fi也逐漸與5G達(dá)到同一級(jí)別。據(jù)Wi-Fi聯(lián)盟統(tǒng)計(jì)，全球Wi-Fi經(jīng)濟(jì)價(jià)值在2018年是1.96萬億美元，超過智能手機(jī)市場，到2023年會(huì)暴漲到3.47萬億美元。據(jù)畢馬威估計(jì)，全球5G的經(jīng)濟(jì)價(jià)值是4.3萬億美元。而Wi-Fi經(jīng)濟(jì)價(jià)值之所以能翻倍，思科認(rèn)為主要?dú)w功于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備加入。
雖然前景很美好，也有物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)人士提醒36氪，Wi-Fi 6目前不是IoT傳感器遷移的重點(diǎn)。
西門子數(shù)字化工廠的人士表示，外界目前高估了智慧工廠的進(jìn)展，工廠里實(shí)際聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備很少，對(duì)傳輸速度、實(shí)時(shí)的要求也沒那么高，因此Wi-Fi 6還未進(jìn)入視野。
海爾物聯(lián)網(wǎng)部門一位人士稱，IoT傳感器關(guān)心三個(gè)問題：干擾、速率和功耗，而這方面蜂窩網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)提出了很成熟的方案。Wi-Fi 6至少要在消費(fèi)電子領(lǐng)域用一兩年，才會(huì)逐漸吸引物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域關(guān)注。
盡管物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的遷移不太可能一蹴而就，業(yè)內(nèi)人士稱，Wi-Fi 6有可能憑借免費(fèi)優(yōu)勢吸引物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，但這要取決于路由器的升級(jí)狀況。至少在目前，單價(jià)高、最求極致性能的消費(fèi)電子領(lǐng)域，會(huì)是Wi-Fi 6的第一批用戶。
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參考文獻(xiàn)：
思科技術(shù)白皮書《IEEE 802.11ax： 第六代 Wi-Fi》
HPE Aruba 白皮書《802.11AX》
徐方鑫《802.11協(xié)議精讀》系列
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