802.11ax不我叫Wi-Fi 6　OverLord

Wi-Fi的歷史從這里開始

現(xiàn)在說起來，使用Wi-Fi無線已經(jīng)是稀松平常的事情，但是你知道它究竟是如何出現(xiàn)的嗎？1985年代，聯(lián)邦通信委員會(huì)（FCC）開放了無線頻譜的ISM（工業(yè)，科學(xué)和醫(yī)學(xué)）頻段，開放的頻段包括：915MHz、2.4GHz和5.8GHz——這三個(gè)頻段在當(dāng)時(shí)并不是很受歡迎，屬于Free License（免費(fèi)授權(quán)），所以也稱為“非授權(quán)頻譜”。在設(shè)備發(fā)射功率方面，F(xiàn)CC規(guī)定這些新免授權(quán)頻段的設(shè)備發(fā)射功率可達(dá)到1W。而且，為了避免設(shè)備間干擾，F(xiàn)CC要求這些新免授權(quán)頻段的產(chǎn)品使用擴(kuò)頻技術(shù)。

而率先對這些頻段“動(dòng)腦筋”的是一個(gè)名為NCR的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)制造商，但是其目的可不是為了發(fā)明“Wi-Fi”，這家公司的主要業(yè)務(wù)其實(shí)是零售工具和收銀機(jī)（PoS），使用免費(fèi)的無線頻段，無非是實(shí)現(xiàn)POS機(jī)的無線化連接。

工作開始了，NCR將這項(xiàng)任務(wù)分給了一個(gè)工程團(tuán)隊(duì)開發(fā)，他們面臨著要?jiǎng)?chuàng)建一種無線通訊協(xié)議的挑戰(zhàn)。這些工程師成功地開發(fā)了“WaveLAN”，一種無線技術(shù)，但它并不是現(xiàn)在的Wi-Fi。

注 擴(kuò)頻技術(shù)是指傳輸信息所用的帶寬遠(yuǎn)大于信息本身帶寬，在發(fā)射端以擴(kuò)頻編碼進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制，在收端以相關(guān)解調(diào)技術(shù)收信息。擴(kuò)頻技術(shù)具備（相對的）高可靠性、高保密性、高抗干擾的特性。

標(biāo)準(zhǔn)誕生 世界開始無線

NCR的聰明之處在于沒有將其視為一個(gè)專有協(xié)議，而是將其作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，和聯(lián)合貝爾實(shí)驗(yàn)室一道，找到了IEEE（注：IEEE是一個(gè)建立于1963年1月1日的國際性電子技術(shù)與電子工程師協(xié)會(huì)），希望建立一套通用的未授權(quán)頻譜標(biāo)準(zhǔn)。于是在1990年代初期，IEEE經(jīng)過商討，成立了802.11工作組——是不是有點(diǎn)熟悉的味道了？

在NCR開發(fā)WaveLAN的同時(shí)，澳大利亞研究機(jī)構(gòu)CSIRO發(fā)明了一個(gè)無線網(wǎng)技術(shù)，并于1996年申請了技術(shù)專利——這就是我們今天的Wi-Fi雛形。

時(shí)間到了1997年，IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)的第一個(gè)版本IEEE 802.11發(fā)布，提供最高2Mbps的鏈接速度，這確立了無線設(shè)備的發(fā)展基礎(chǔ)，當(dāng)然這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)還極為基礎(chǔ)。

而后到了1999年，IEEE在修訂802.11標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，吸納了CSIRO發(fā)明的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將其視為Wi-Fi的核心技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。IEEE 802.1的第一個(gè)修訂版于1999年8月10日發(fā)布，這就是802.11b（工作于2.4GHz頻段），而后于2000年1月推出了802.11a（工作于5.8GHz頻段）。

標(biāo)準(zhǔn)有了，那么Wi-Fi又是怎么來的呢？就在IEEE推出802.11標(biāo)準(zhǔn)修訂版本的同一時(shí)間，由Intersil、3Com、諾基亞、Aironet、 Symbol和朗訊這6家公司，共同組成了無線以太網(wǎng)路相容性聯(lián)盟（Wireless Ethernet Compatibility Alliance，縮寫為WECA）。這個(gè)聯(lián)盟成立的目的，就是針對不同廠商的產(chǎn)品進(jìn)行兼容性認(rèn)證，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。

WECA這個(gè)名字聽起來并不是那么順暢，這種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的首字母縮寫并不能達(dá)到良好的傳播效果，不能形成口口相傳，于是經(jīng)過千挑萬選，最終確定了Wi-Fi這個(gè)名稱。到了2002年10月，WECA正式改名為Wi-Fi聯(lián)盟（Wi-Fi Alliance）。

普及之路 無線走向成熟

有了技術(shù)有了標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在也有了響亮好記的名字，那么下一步的“工作”必然是推廣。于是Wi-Fi聯(lián)盟的成員朗訊公司找到了當(dāng)時(shí)的蘋果公司，希望他們的產(chǎn)品加入Wi-Fi設(shè)備。于是1999年7月，蘋果在其推出的新一代iBook筆記本電腦中首次提供了Wi-Fi設(shè)備的可選項(xiàng)。

這當(dāng)然不夠，真正推動(dòng)普及的還是要看微軟和英特爾。先是微軟的Windows XP操作系統(tǒng)增加了對Wi-Fi的支持，也就是現(xiàn)在所謂的“免驅(qū)”即插即用。英特爾則于2003年3月推出了迅馳移動(dòng)平臺(tái)，這是結(jié)合了Pentium M處理器（或之后的酷睿處理器）、英特爾芯片組和英特爾無線網(wǎng)卡的移動(dòng)計(jì)算解決方案品牌，集成的是IEEE 802.11b或IEEE 802.11ab無線網(wǎng)卡。

也正是迅馳移動(dòng)平臺(tái)的推出，讓W(xué)i-Fi開始走向普及。當(dāng)然，第一代迅馳平臺(tái)也不是完美無缺，當(dāng)時(shí)普遍批評英特爾沒有支持802.11g（54Mbps）規(guī)格的Wi-Fi。但實(shí)際上，這個(gè)時(shí)間802.11g還僅僅是草案，直到2004年802.11g標(biāo)準(zhǔn)正式發(fā)布，英特爾才提供了802.11g的產(chǎn)品設(shè)備。

名字太亂怎么辦？

到了2009年，經(jīng)過從2005年以來的各種802.11n草案之后（802.11n標(biāo)準(zhǔn)難產(chǎn)，廠商率先于標(biāo)準(zhǔn)推出了各種802.11n草案標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，冠以“pre-n或draft-n”標(biāo)識(shí)），IEEE終于推出了802.11n的正式版本，Wi-Fi在2.4GHz頻段達(dá)到350MbDs的連接速度。也是在同一年，Wi-Fi聯(lián)盟開啟Wi-Fi CERTIFIED n認(rèn)證計(jì)劃，更新了Wi-Fi CERTIFIED n標(biāo)志，以Wi-Fi CERTIFIED標(biāo)志左邊字母的變化表明與802.11a/b/g產(chǎn)品的向后兼容性。

802.11 ac

2014年，IEEE又推出了802.11acWave1標(biāo)準(zhǔn)，2016年推出802.11ac Wave2標(biāo)準(zhǔn)，只不過和802.11n時(shí)代一樣，廠商自推“草案”產(chǎn)品先于標(biāo)準(zhǔn)上市的情況更為嚴(yán)重，這造成了很長時(shí)間內(nèi)802.11ac路由器與設(shè)備之間兼容性不佳的困擾。相對于802.11n，802.11ac的5GHz頻段終于達(dá)到了實(shí)用的程度，強(qiáng)制支持80MHz帶寬（802.11n只支持至40MHz帶寬），160MHz帶寬也是可選項(xiàng)。在這樣的設(shè)計(jì)下，802.11ac可達(dá)到甚至超過千兆有線網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度，也讓其具備了極佳的易用性。

時(shí)間來到2020年，IEEE終于發(fā)布了802.11ax的標(biāo)準(zhǔn)（其實(shí)早于這個(gè)時(shí)間段就有很多802.11ax技術(shù)的路由器上市，對，又是“草案”先于標(biāo)準(zhǔn)），802.11ax支持從1GHz至6GHz的所有ISM頻段，包括目前已使用的2.4GHz和5GHz頻段，向下兼容a/b/g/n/ac。

不過大家發(fā)現(xiàn)沒有，這些Wi-Fi技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的名稱實(shí)在是難記得很？當(dāng)然，也有人注意到了這個(gè)問題，因此以IEEE 802.11為標(biāo)準(zhǔn)，Wi-Fi聯(lián)盟在201 8年發(fā)起“Generational Wi-Fi”營銷項(xiàng)目，基于主要的Wi-Fi（PHY）版本，引入了更容易讓消費(fèi)者了解的“Wi-Fi世代名稱”（Wi-Fi generation names），格式為“Wi-Fi”后跟一個(gè)整數(shù)，并鼓勵(lì)采用世代名稱作為行業(yè)術(shù)語。世代名稱不影響以前的認(rèn)證程序名稱，對于以前的認(rèn)證程序（例如Wi-Fi CERTIFIED ac或更早的程序），繼續(xù)使用原始認(rèn)證程序名稱。因此，802.11ax這個(gè)以技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)命名的方式對應(yīng)變更為Wi-Fi6，而之前的802.11ac變更為Wi-Fi 5，802.11n則變更為Wi-Fi 4，至于之前的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，Wi-Fi聯(lián)盟就不再做重新命名了。這樣一來，Wi-Fi的名稱變得更加簡潔，消費(fèi)者在購買、使用相關(guān)產(chǎn)品的時(shí)候也更容易分辨。其實(shí)這和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的2G、3G、4G、5G，藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)的1.0、2.0、3.0、4.04.1、5.0一個(gè)道理，越發(fā)簡潔的名稱越只管明了，更利于新技術(shù)的傳播和推廣。

Wi-Fi 6究竟溜不溜？

Wi-Fi 6之所以擁有遠(yuǎn)超Wi-Fi 5的連接傳輸速度，在于其擁有諸多新的特色功能，例如“正交頻分多址訪問（OFDMA）”、“1024-OAM正交幅度調(diào)制模式”、”穩(wěn)健的高效率信號”、“TWT更為出色的休眠喚醒機(jī)制”以及“多用戶MU-MIMO”等等。此外，Wi-Fi 6的安全性也大為提升，加密的安全標(biāo)準(zhǔn)升級為WPA3。

OFDMA子信道

OFDMA子信道可以將無線頻道劃分為大量“子信道”（sub-channel），每個(gè)“子信道”都可以攜帶用于不同設(shè)備的數(shù)據(jù)。這讓W(xué)i-Fi路由器可以同時(shí)與更多設(shè)備通信，對于需要同時(shí)連接多個(gè)上網(wǎng)設(shè)備的情況尤為重要。

目標(biāo)喚醒時(shí)間（Target Wake Time）

當(dāng)路由器與設(shè)備（例如智能手機(jī)）通訊時(shí)，TWT功能它可以準(zhǔn)確地“告知設(shè)備”何時(shí)將其Wi-Fi信號設(shè)于睡眠狀態(tài)，以及何時(shí)將其喚醒以接收下一次傳輸。這樣的工作模式可以在一定程度上節(jié)省Wi-Fi客戶端的耗電量，也意味著設(shè)備使用電池時(shí)有更長待命時(shí)間。

網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積

Wi-Fi 6能將無線頻道劃分為較小的“子信道”（sub-channel），從而讓客戶端可以通過增加傳輸功率來進(jìn)一步增加Wi-Fi信號的覆蓋。

顏色BSS（BSS Coloring）

我們都知道附近的路由器可以在同一頻道上發(fā)送信號，在這種情況下，當(dāng)路由器檢測到其他路由器正在發(fā)送信號的時(shí)候，路由器會(huì)等待頻道空閑然后再發(fā)送，這樣會(huì)延長等待時(shí)間。而在Wi-Fi 6下可以將鄰近的路由器配置為具有不同的“BSS顏色”，其實(shí)就是一種識(shí)別機(jī)制。如果設(shè)備正在檢查“信道”（Channel）是否空閑并可以發(fā)送，可能會(huì)檢測到信號較弱且“顏色”不同的傳輸，它可以忽略此信號并無需等待即可進(jìn)行發(fā)送，只要換個(gè)“顏色”進(jìn)行識(shí)別即可。這將改善擁塞區(qū)域的性能，也被稱為“空間頻率重用”（Spatial Reuse）。

MU-MIMO

Wi-Fi 6的MU-MIMO（多進(jìn)多出）引進(jìn)新的riderless標(biāo)準(zhǔn)，它允許路由器同一時(shí)間與多個(gè)設(shè)備通信（Wi-Fi 5路由器也可以同時(shí)與設(shè)備通信，但屬于單向發(fā)送）。而Wi-Fi 6具有MU-MIMO的改進(jìn)版本，允許設(shè)備同時(shí)響應(yīng)路由器，這樣的連接速度效率明顯更高一些。

1024-QAM正交幅度調(diào)制模式

此外WiFi 6支持1024-QAM正交幅度調(diào)制模式，這可以讓W(xué)i-Fi的載波數(shù)據(jù)點(diǎn)變得更密集，就像有更多個(gè)速遞員派件，而不是一個(gè)派件員派很多件，如此一來，傳輸數(shù)據(jù)的速度比傳統(tǒng)使用2560AM的Wi-Fi 5理論上快25%之多。

顯然，Wi-Fi 6的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)升級跨度十分之大，這也是為什么看起來即便是入門級的Wi-Fi 6路由，連接速度、效率、信號強(qiáng)度都要比Wi-Fi 5設(shè)備來得更好的根本原因。

要分清Wi-Fi 6也分三六九等！

Wi-Fi 6路由器的規(guī)格并不是整齊劃一的，它根據(jù)設(shè)計(jì)，比如是按照雙頻還是三頻并發(fā)來區(qū)分設(shè)備的高低檔位，要想清楚自己需要購買什么樣的Wi-Fi路由，這些規(guī)格就必須清楚了解。在此，筆者也將主流規(guī)格分享給讀者，方便大家日后選擇時(shí)分辨清楚。

AX1800：入門級的Wi-Fi 6規(guī)格，產(chǎn)品價(jià)格最低。2.4GHz和5GHZ分別是2×2，帶寬80MHz，所以只能支持到1800Mbps的傳輸速率;

AX3000：主流的Wi-Fi 6規(guī)格，2.4GHz和5GHz同樣分別是2×2，帶寬支持到160MHz，速率達(dá)到3000Mbps;

AX5400：5GHZ規(guī)格為4×4，2.4GHzT則是2×2，這一規(guī)格的產(chǎn)品也有幾款，基本上算是AX6000的低配版規(guī)格;

AX6000：高配版的Wi-Fi 6，2.4GHz和5GHz都是4×4，并且支持160MHz帶寬，總速率達(dá)到了6000Mbps;

AX11000：豪華三頻Wi-Fi 6的規(guī)格標(biāo)識(shí)，配置豪華自然價(jià)格也很貴。所謂三頻，其實(shí)就是指同一臺(tái)路由器同時(shí)有三個(gè)頻段的Wi-Fi在工作，2.4GHz下為4X4，5GHz1 4×4，5GHz2 4×4，也就是一個(gè)2.4GHz兩個(gè)5GHz，三頻總速率達(dá)到11000Mbps。

Wi-Fi 6的“芯”

如同電腦一般，路由器除了天線、信號放大器等外圍電路，最重要的還是處理器本身，當(dāng)前，在路由器中的“芯”，主要是博通、高通、華為海思、英特爾、MTK等幾個(gè)廠商的產(chǎn)品。

博通：

博通在Wi-Fi領(lǐng)域相當(dāng)重要，它也是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的主要供應(yīng)商，目前在Wi-Fi 6下，主要擁有四款產(chǎn)品，分別是BCM4908、BCM4906、BCM6755和BCM6750，它們都基于ARM架構(gòu)。其中BCM4908和BCM4906是最新的規(guī)格型號，采用Cortex-A53核心，分別是4核心1.8G Hz和2核心1.8GHz，主要用在中高端的路由器產(chǎn)品中;BCM6755和BCM6750則用在中端、入門級產(chǎn)品上居多，這兩個(gè)處理器采用的是Cortex-A7x核心，并且集成了Wi-Fi芯片，可以節(jié)省不少制造成本。

高通：

高通是通信設(shè)備屆絕對的一哥，在Wi-Fi領(lǐng)域也擁有著極為強(qiáng)大的話語權(quán)，很多熱銷的路由器其實(shí)都是采用高通處理器的產(chǎn)品。高通目前擁有非常多的產(chǎn)品，例如如Pro 1200級別的IPQ8074A、IPQ8072A、IPQ8078A、IPQ8076A，Pro 800級別的IP08174、IPQ8173，Pro 600的IPQ8070、IPQ8071、IPQ8071A、IPQ8070A，以及Pro 400下的IPQ6010、IPQ6028。

高通方案的主要優(yōu)點(diǎn)就在于它具備更低的功耗，更小的發(fā)熱，同時(shí)，它也是Mesh的領(lǐng)頭羊。

英特爾：

英特爾的Wi-Fi 6解決方案發(fā)布很早，但是產(chǎn)品選擇并不多，僅有GRX350一款，采用這個(gè)方案的Wi-Fi 6路由產(chǎn)品更是寥寥無幾。乍看之下英特爾不怎么重視，但是在客戶端設(shè)備、尤其是PC客戶端上，英特爾的AX200網(wǎng)卡是幾乎唯一的選擇。

MTK：

MTK的著力點(diǎn)在中端和入門級路由器產(chǎn)品上，目前MTK主要的產(chǎn)品還是MTK7621，實(shí)際上這是在Wi-Fi 5（802.11ac）時(shí)代就使用的產(chǎn)品，例如極為著名的K2P入門級無線路由器，就是采用這款處理器的產(chǎn)品。

華為海思：

華為海思一直以來都是重要的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備供應(yīng)商，在路由處理器芯片上，海思路由器領(lǐng)域的芯片是“凌霄”系列，Wi-Fi 6時(shí)代主要的產(chǎn)品就是凌霄H15651T和凌霄H15651L，然而同手機(jī)一樣，似乎只有華為自家的產(chǎn)品采用海思產(chǎn)品，尚且沒有對第三方廠商開放。

除了這些，路由器顯而易見的指標(biāo)還有內(nèi)存、存儲(chǔ)容量，這和電腦別無二致，前者主要負(fù)責(zé)緩存數(shù)據(jù)，后者主要用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，尤其是現(xiàn)在數(shù)據(jù)吞吐量飛升（帶寬越來越大），一個(gè)大容量的內(nèi)存十分必要，例如現(xiàn)在旗艦級路由器甚至有1GB的內(nèi)存，這對于路由器來說十分奢侈了。至于后者，重要性反而不是非常重要。

Wi-Fi 6最大的好處在于移動(dòng)設(shè)備的連接品質(zhì)更優(yōu)秀，連接速度更快，電子產(chǎn)品，永遠(yuǎn)是買新不買舊，如果你正在考慮更換家中的無線路由設(shè)備，Wi-Fi 6是唯一的選擇，忘了Wi-Fi 5吧！