Wi-Fi wurde angepasst, um mit dem zukünftigen Hauptupdate besser und schneller zu werden. Zeit reichlich Regie Wenn 802.11ax Wi-Fi bereits mit Chips unter Verwendung von Entwurfsspezifikationen verfügbar ist, wird es ab September 2019 für Wi-Fi 6 verfügbar sein. Zertifizierung Bild gemacht. Dies wird eine Welle aktualisierter Geräte auslösen, die neue drahtlose Funktionen einführen, die zu Netzwerken der nächsten Generation mit höherer Geschwindigkeit und geringerer Überlastung beitragen werden.

802.11ax, auch als "High Efficiency Wireless" bekannt, ist weit verbreitet Drahtlos 6.

Dies ist ein neuer Namensstandard, der von der Wi-Fi Alliance festgelegt wurde. Frühere Generationen sind jetzt als Wi-Fi 5 (802.11ac) und Wi-Fi 4 (802.11n) bekannt. Es wird erwartet, dass diese Kennzeichnungsregel auf Geräten wie unten gezeigt angezeigt wird.

Technisch gesehen hat Wi-Fi 6 eine um 37% schnellere Datenrate für Einzelbenutzer als 802.11ac. Noch wichtiger ist jedoch, dass die aktualisierte Spezifikation in überfüllten Umgebungen einen viermal höheren Durchsatz pro Benutzer und eine bessere Energieeffizienz über die Batterielebensdauer des Geräts bietet. es sollte eine Zunahme bedeuten.




Um diese Fortschritte zu erzielen, implementiert 802.11ax verschiedene Änderungen, einschließlich Mehrbenutzertechnologien, die aus der Mobilfunkindustrie entlehnt wurden (d. H. MU-MIMO und OFDMA), wodurch Kapazität und Leistung durch gleichzeitige Verbindungen und eine umfassendere Verbindung erheblich gesteigert werden. Frequenznutzung.




Heimanwender, die ihre Hardware aktualisieren, können im Laufe der Zeit einige Verbesserungen dieser Technologien erwarten, insbesondere wenn die Anzahl der Geräte pro Haushalt zunimmt. Einige Schätzungen gehen davon aus, dass bis 2022 50 Knoten im Heimnetzwerk vorhanden sind.

Wie bereits erwähnt, wird erwartet, dass Wi-Fi 6 in Bereichen, in denen Netzwerke stark überlastet sind, eine schnellere Wirkung hat und letztendlich dazu beiträgt, die Grundlage für die erwartete Anzahl von Knoten für künftige intelligente Infrastrukturen (z. B. Internet of Things-Geräte) zu schaffen. Zusammen mit der überlappenden Abdeckung durch mehrere Geräte- und Netzwerkbereitstellungen, die mit dem Aufkommen des IoT entstehen, wird Wi-Fi 6 ausgestattet sein, um die wachsende Nachfrage nach schnelleren Datenraten für mehrere Benutzer zu befriedigen.







Quelle: Intel

Im Allgemeinen basiert Wi-Fi 6 auf 802.11ac mit mehr als fünfzig aktualisierten Funktionen, aber nicht alle werden in die endgültige Spezifikation aufgenommen.




Einige der Dinge, die Wi-Fi 6 erreichen soll:

  • Mehr Gesamtbandbreite pro Benutzer für Ultra HD- und Virtual Reality-Streaming
  • Unterstützung für mehr gleichzeitigen Datenfluss bei höherer Effizienz
  • Mehr Gesamtspektrum (2,4 GHz und 5 GHz, eventuell Bänder bei 1 GHz und 6 GHz)
  • Das Spektrum ist in mehr Kanäle unterteilt, um mehr Kommunikationswege bereitzustellen
  • Pakete enthalten mehr Daten und Netzwerke können gleichzeitig verschiedene Datenströme verarbeiten
  • Verbesserte Leistung (bis zu 4x) bei maximaler Reichweite eines Access Points
  • Bessere Leistung / Robustheit in Außen- und Mehrwegumgebungen
  • Möglichkeit zum Laden von drahtlosem Verkehr aus Mobilfunknetzen mit schlechtem Empfang

802.11n ve 802.11ac ve 802.11ax

  802.11n (Wireless 4) 802.11ac Wave 2 (Wi-Fi 5) 802.11ax (Wireless 6)
Veröffentlicht 2009 2013 2019
Bänder 2,4 GHz und 5 GHz 5 GHz

2,4 GHz ve 5 GHz, abdecken 1 GHz - 7 GHz Nach alldem

Kanalbandbreite

20 MHz, 40 MHz (40 MHz optional)




20 MHz, 40 MHz, 80 MHz, 80 + 80 MHz und 160 MHz (40MHz Unterstützung obligatorisch)

20 GHz / 40 MHz bei 2,4 GHz, 80 MHz, 80 + 80 MHz bei 160 MHz bei 5 GHz

FFT-Abmessungen

64, 128

64, 128, 256, 512

64, 128, 256, 512, 1024, 2048

Unterer Trägerabstand

312,5 kHz

312,5 kHz

78,125 kHz

OFDM-Symboldauer

3,6 ms (kurzes Schutzintervall) 4 ms (langes Schutzintervall)

3,2 ms (zyklisches Präfix 0,4 / 0,8 ms)

12,8 ms (0.8/1,6 / 3,2 ms Zyklisches Präfix)

Höchste Modulation

64-QAM

256 QAM

1024 QAM

Datenraten

Von 54 Mbit / s bis 600 Mbit / s (max. 4 räumliche Flüsse)

433 Mbit / s (80 MHz, 1 räumlicher Strom) 6933 Mbit / s (160 MHz, 8 räumliche Ströme)

600 Mbit / s (80 MHz, 1 räumlicher Strom) 9607,8 Mbit / s (160 MHz, 8 räumlicher Strom)

SU / MU-MIMO-OFDM / A.

SU-MIMO-OFDM

SU-MIMO-OFDM Dalga 1, MU-MIMO-OFDM Dalga 2

MU-MIMO-OFDMA

802.11ac (jetzt als Wi-Fi 5 bekannt) wurde 2013 eingeführt und 2013 standardisiert. Diese Funktion ist zwar für den heutigen typischen Heimgebrauch weitgehend ausreichend, verwendet jedoch nur Bänder im 5-GHz-Spektrum und verfügt nicht über das Niveau der Mehrbenutzertechnologie, die gleichzeitig verfügbar ist unterstützt eine zunehmende Anzahl angeschlossener Geräte

802.11ac (Wi-Fi 5) als Benchmark für Änderungen in Wi-Fi 6 verlängert Auf 802.11n (Wi-Fi 4):

  • Breitere Kanäle (80 MHz oder 160 MHz gegenüber maximal 40 MHz im 5-GHz-Band)
  • Acht räumliche Flüsse statt vier (bildliche räumliche Strömungen)
  • 256-QAM- und 64-QAM-Modulation (überträgt mehr Bits pro QAM-Symbol)
  • Mehrbenutzer-MIMO (MU-MIMO) in 802.11ac Wave 2 ermöglicht vier Downlink-Verbindungen anstelle von nur einer in Einzelbenutzer-MIMO (immer noch 1x1 in Verbindung)

Wenn Wi-Fi 6 vollständig gestartet ist, ist die Spezifikation abwärtskompatibel mit früheren Standards und umfasst sowohl 2,4 GHz als auch 5 GHz. Dieses Spektrum wird schließlich um Bänder mit 1 GHz und 6 GHz erweitert, sofern verfügbar.

Vielleicht bemerkenswerter als die Einbeziehung dieses zusätzlichen Spektrums sind Technologien, die diese Bandbreite nutzen. Während mehr Spektrum verfügbar ist, kann Wi-Fi 6 die Bandbreite in engere (mehr) Unterkanäle aufteilen, wodurch Clients und Access Points mehr Kommunikationsmöglichkeiten bieten und zusätzliche Geräte in einem bestimmten Netzwerk unterstützt werden.

Während Wi-Fi 5 dank MU-MIMO, einer signifikanten Verbesserung gegenüber Einzelbenutzer-MIMO in Wi-Fi 4, bis zu vier Benutzer gleichzeitig bedienen kann, kann das heutige AC Wireless (Wi-Fi 5) nur einem Benutzer einen Upstream bieten Zeit. Auf dem Papier wird 802.11ax dies auf acht Benutzer erhöhen, sowohl Upstream als auch Downstream, mit dem Potenzial, vier Streams gleichzeitig an einen einzelnen Client zu liefern.

In der ersten Runde der 802.11ax-zertifizierten Hardware wird Uplink-MU-MIMO möglicherweise nicht unterstützt. Wenn ein vorhandenes Gerät vier räumliche Streams nutzen kann, sind weniger als acht in Wi-Fi 6 unterstützte Geräte nur auf den meisten vorhandenen Smartphones und Laptops mit MU-MIMO-Ausstattung verfügbar. Enthält 2x2: 2 oder 3x3: 3 MIMO-Radio.

Diese Zahlenformatierung (AxB: C) wird verwendet, um die maximale Menge an Sendeantenne (A), die maximale Menge an Empfangsantenne (B) und die maximale Menge an räumlichem Datenstrom (C) anzuzeigen, die von einem maximalen MIMO-Funk unterstützt wird. Während ein Wi-Fi-Gerät MU-MIMO unterstützen muss, um diese Technologie direkt nutzen zu können, sollte Hardware ohne MU-MIMO-Chips indirekt von der zusätzlichen Sendezeit profitieren, die auf MU-MIMO-fähigen Access Points verfügbar ist.

Wi-Fi 6 bietet auch Unterstützung für Uplink- und Downlink-OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access), ein Modulationsschema, das einer Mehrbenutzerversion von OFDM entspricht (Spezifikation in 802.11ac / n). Erhöhen Sie die Kapazität und steigern Sie die Effizienz, indem Sie bis zu 30 Benutzern gleichzeitig die Möglichkeit geben, Kanäle gemeinsam zu nutzen.

Um Ihnen die Visualisierung dieser Technologien zu erleichtern, kann die Kombination von MU-MIMO und OFDMA anstelle eines Sachbearbeiters, der eine einzelne Kundenzeile separat bedient, viele Sachbearbeiter und mehrere Leitungen haben. Jeder Sachbearbeiter kann mehrere Kunden gleichzeitig bedienen.

Darüber hinaus erhöht 802.11ax nicht nur die Datenmenge, die bei jeder Nutzlast mit 1024-QAM-Codierung verfügbar ist, im Vergleich zur 256-QAM-Modulation in Wi-Fi 5, sondern benachrichtigt Clients klarer, wenn ein Router verfügbar ist, anstatt um den Zugriff zu konkurrieren. 64-QAM auf Wi-Fi 4.

Während die Gesamtdatenraten und Kanalbreiten von Wi-Fi 6 denen von Wi-Fi 5 ähnlich sind, können Dutzende von Technologien, die die Effizienz und Effizienz zukünftiger Wi-Fi-Netzwerke erheblich verbessern, Dutzende von Geräten in einem einzigen Kanal mit einer Rate von mehreren Gigs pro Sekunde bedienen.

Hier einige grundlegende Technologien Das Wi-Fi 6 wird sich von den vorhandenen Wi-Fi-Funktionen ändern:

MU-MIMO (Multi-User Multi-Input Multi-Output) - Wi-Fi 5 Wave 2 führte Multi-User MIMO ein, unterstützt jedoch nur vier gleichzeitige Verbindungen Downstream (eine Upstream), während Wi-Fi 6-Daten auf Uplink oder Downlink; Es unterstützt mehr Benutzer gleichzeitig und bietet den vierfachen theoretischen Maximaldurchsatz von Wi-Fi 5.

MU-MIMO-Zugangspunkte gelten als sicherer als SU-MIMO-APs, wodurch die Last von Endpunktgeräten abgeladen wird, und der MU-MIMO-Verkehr gilt als sicher, bis Tools zur Verarbeitung der Signale entwickelt werden, da nur der Zielempfänger sie lesen kann. Daten.

OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) - Nicht Teil von Wi-Fi 5 mit regulärem OFDM. Ausgeliehen von 4G LTE-Netzen. Ermöglicht die Zuweisung von Ressourceneinheiten in einer bestimmten Bandbreite. Da es in Wi-Fi 6 enthalten ist, können mehr Kunden (bis zu 30) denselben Kanal gemeinsam nutzen, anstatt zu warten, und es kann auch die Effizienz steigern, indem verschiedene Arten von Verkehr gescannt werden. OFDMA wird als Mehrbenutzerversion von OFDM verglichen.

1024 QAM (Quad Amplitude Modulation) - ein Anstieg von 256 QAM auf Wi-Fi 5, aber einige Router dieser Generation haben 1024 QAM als experimentelles Merkmal. Dies erhöht den Durchsatz, indem mehr Daten in jedes Paket komprimiert werden.

1024-QAM verwendet 10 Bit pro OFDM-Symbol, 8 Bit für 256 QAM, 25% Kapazitätserhöhung, was zu einer theoretischen Einzelstromdatenrate von 600 MBit / s (39% besser als theoretische Einzelstromdaten von 433 MBit / s) unter Verwendung eines 80-MHz-Kanals - Wi- Fi 5 Stream Datenrate).

Längere OFDM-Symbole Erhöht die Zeit, die zum Übertragen eines OFDM-Symbols benötigt wird, von 3,2 ms in Wi-Fi 5 auf 12,8 ms in Wi-Fi 6 und unterstützt ein längeres zyklisches Präfix für jedes Symbol.

Ein zyklisches Präfix (CP) fügt einen Teil des Endes des OFDM-Symbols an der Vorderseite der Last hinzu, da es einen Schutzbereich gegen Inter-Symbol-Interferenzen bietet und dieser Teil bei Bedarf verwendet werden kann. Diese Anzahl kann abhängig von den allgemeinen Anforderungen angepasst werden (ein längerer CP wiederholt mehr Daten und nimmt mehr Platz im Symbol ein, was zu einer niedrigeren Datenrate führt).

Dynamische Fragmentierung Während Wi-Fi 5 über statische Blöcke verfügt, bei denen alle Teile eines Datenpakets dieselbe Größe haben müssen (mit Ausnahme des letzten Teils), ermöglicht die dynamische Fragmentierung diese Blöcke unterschiedlicher Größe, um die Netzwerkressourcen besser nutzen zu können.

Räumliche Frequenzwiederverwendung / OBSS (BSS-Färbung) - Wenn mehrere Zugriffspunkte auf demselben Kanal (denselben Kanälen) arbeiten, können sie Daten mit einer eindeutigen "Farb" -Kennung übertragen, die es ihnen ermöglicht, gleichzeitig über drahtlose Medien zu kommunizieren, da Farben die Daten voneinander unterscheiden können.

Beamforming - Verfügbar für Wi-Fi 5, aber der Standard unterstützt vier Antennen und Wi-Fi 6 erhöht diese auf acht. Beamforming erhöht die Datenraten und erweitert die Reichweite, indem Signale an bestimmte Clients und nicht in alle Richtungen gleichzeitig geleitet werden. Dies hilft MU-MIMO, das mit sich schnell bewegenden Geräten nicht gut funktioniert. Das Beam-Rendering war optional auf Wi-Fi 4-Geräten verfügbar, wurde jedoch mit der Anwendung von MU-MIMO auf Wi-Fi 5 Wave 2 erforderlich.

TWT (Target Wake Up Time) - Planung der Weckzeit anstelle des Pull-basierten Zugriffs. Ein Router kann einem Kunden mitteilen, wann er schlafen und wann er aufwachen soll. Dies wird voraussichtlich einen erheblichen Unterschied in der Akkulaufzeit bewirken, da ein Gerät weiß, wann es den Kanal hören muss.

Uplink-Ressourcentimer In ähnlicher Weise bietet Wi-Fi 6 anstelle von Benutzern, die wie in heutigen drahtlosen Netzwerken um das Laden von Daten konkurrieren, ein besseres Ressourcenmanagement, indem Uplink-Verbindungen hergestellt werden, um Konflikte zu minimieren.

Trigger-basierter Direktzugriff - Es reduziert auch Datenkollisionen / -kollisionen, indem unter anderem die Länge eines Uplink-Fensters angegeben wird, um die Ressourcenzuweisung zu verbessern und die Effizienz zu steigern.

İki NAV (Netzwerkzuweisungsvektor) - Wenn eine drahtlose Station sendet, gibt sie die Zeit bis zum Abschluss an, damit andere Stationen ihre NAVs anpassen können, um Konflikte beim Zugriff auf die drahtlose Umgebung zu vermeiden. Wi-Fi 6 bietet zwei NAVs: einen für das Netzwerk, zu dem die Station gehört, und einen für benachbarte Netzwerke. Dies sollte auch den Energieverbrauch reduzieren, indem die Notwendigkeit einer Trägererkennung minimiert wird.

Verbesserte Verwendung im Freien Viele dieser Funktionen bieten eine bessere Leistung im Freien, einschließlich des neuen Pack-Formats, längerer Schutzintervalle und verbesserter Sicherungs- und Fehlerbehebungsmodi.

Erweiterung von Wi-Fi 6 auf 6 GHz

Branchenführer wie Qualcomm haben festgestellt, dass eine angemessene Servicequalität in zukünftigen Netzen mehr als 2,4 GHz oder 5 GHz erfordert. Während das 2,4-GHz-Band seit langem von gängiger Elektronik gesättigt ist, hat 5 GHz ein unzureichendes Spektrum für Kanäle mit größerer Bandbreite (wie 80 MHz oder 160 MHz), und 5-GHz-Abschnitte unterliegen Einschränkungen, die seine Verwendung einschränken.

Qualcomm schlug vor, dass die Regulierungsbehörden damit rechnen, für nicht lizenzierte Technologien etwa 1280 MHz nicht lizenziertes Spektrum irgendwo im 5-GHz-Band zuzuweisen.

Als Antwort auf den Anruf der FCC öffentliche Kommentare Mehr als 30 Technologieunternehmen, darunter Qualcomm, über die Erweiterung des Mittelbandspektrums zwischen 3,7 GHz und 24 GHz im Juli 2017 ein Angebot Er betonte, dass das 5925-7125-MHz-Band ("6-GHz-Band") "notwendig ist, um die Nachfrage nach drahtlosen Breitbanddiensten der nächsten Generation zu befriedigen".

Um die bevorstehende Nachfrage nach Wi-Fi zu befriedigen, schlugen Unternehmen vor, 6 GHz für nicht lizenzierte Technologien zu öffnen und in vier Teilbänder mit unterschiedlichen technischen Regeln und Interferenzschutz zu unterteilen.

Angesichts der Tatsache, dass sich Wi-Fi 6 derzeit in der Entwicklung befindet und die USA unter anderem das 6-GHz-Band eröffnet haben, hat die IEEE 802.11ax Task Group beschlossen, die Unterstützung für dieses Spektrum in der nächsten Generation von Wi-Fi 6 zu implementieren.

Die Trennung des 6-GHz-Bandes als nicht lizenzierte Domäne ist für Unternehmen attraktiv, da sie diese Frequenz nutzen können, ohne den Zugang zur FCC zu beantragen, was Innovation und Investitionen fördern soll, wie es soll. vierte industrielle Revolution wurde offenbart.

"Durch die Öffnung dieser gesamten Gruppe für den Betrieb von nicht lizenzierten lokalen Funknetzwerken wird die Kommission es uns ermöglichen, den Verbrauchern einen schnelleren Service, eine geringere Latenz und eine breitere Abdeckung anzubieten und das Land von den wirtschaftlichen und öffentlichen Sicherheitsvorteilen zu profitieren, die mit nicht lizenzierten Technologien verbunden sind", erklärte er.

Wi-Fi 6 oder 802.11ax ist nur einer von vielen drahtlosen Standards, die entwickelt wurden, um eine Vielzahl von Netzwerkanforderungen von verschiedenen Gerätetypen zu erfüllen.

Standards von 802.11aj / Monat, die mehrere Gigabit pro Sekunde bei mehr als 60 GHz mm liefern können, bis hin zu Spezifikationen unter 1 GHz wie 802.11ah, die eine geringere Bandbreite / bessere Reichweite für IoT-Sensoren bieten, die alle (und mehr) Teile des lizenzierten und nicht lizenzierten Spektrums ausmachen 5G.

Zusammenfassend: Die Sky-Level-Ansicht von Wi-Fi 6

Um sowohl 802.11n als auch 802.11ac als nächsten WLAN-Standard zu ersetzen, wird 802.11ax oder Wi-Fi 6 entwickelt, um die Netzwerkeffizienz und -kapazität für Zentren mit hoher Bevölkerungsdichte erheblich zu steigern. kann auf mehreren Geräten gleichzeitig besser verwendet werden.

Oder als Qualcomm mag setzen"Das Problem ist nicht, wie schnell Wi-Fi gehen kann, sondern ob das Wi-Fi-Netzwerk über genügend Kapazität verfügt, um die wachsende Nachfrage nach vielen verschiedenen verbundenen Geräten und Diensten zu befriedigen."

Da sich Wi-Fi 6 unmittelbar auf die Leistung von Netzwerken an überfüllten Orten wie Stadien oder Wohngebäuden auswirkt, wird der Standard schneller als frühere Wi-Fi-Iterationen übernommen und ist möglicherweise eine Anforderung für Heimanwender. Breitbandverbindungen von 100 Mbit / s bis 1 Gbit / s werden immer verfügbarer, und mit dem Start von IoT bleibt alles online.

In Anbetracht von Wi-Fi 6 im Großen und Ganzen, der zunehmenden Unterstützung für mehrere Benutzer und insbesondere der zunehmenden gleichzeitigen Upstream-Verbindungen, einer wachsenden Nachfrage nach Benutzerdaten, die von IoT-Geräten gesammelt und für Zwecke wie maschinelles Lernen, Betanken sowie zukünftige künstliche Intelligenz verwendet werden sollen. die Zukunft der Technologie als Ganzes und eine wachsende digitale Wirtschaft.

Wie in der Einleitung dieses Artikels angegeben, sind Router bereits auf der Grundlage des Entwurfs der 802.11ax-Spezifikationen und mit der endgültigen Genehmigung des im September 2019 veröffentlichten Standards und der endgültigen Zertifizierung verfügbar. Auch hier bietet die erste Runde der offiziellen Geräte weitere Unterstützung für Funktionen wie Wi-Fi 6, High-End-MU-MIMO und 6-GHz-Spektrum, die möglicherweise mit einer zweiten Welle von Hardware erweitert werden können.

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