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无线网络新规范802.11ax全解析:比光纤都快

    在摩尔定律唆使的半导体职业,一个技能规范能够继续好几年不更新现已是一件适当稀有的事儿了。操纵咱们身边无线网络的IEEE 802.11协议就是这么一个古怪的规范:从第一台支撑802.11A无线路由器面世到现在,它只更新了三次:802.11g、802.11n,以及最新的802.11ac。现在,一个簇新的Wi-Fi无线网络协议现已耸峙在咱们面前,它有望让不堪重负的无线网络再次跟上年代,得到腾跃性开展,它的姓名叫做IEEE 802.11ax(IEEE前缀下文略)。

什么是802.11ax?

    802.11协议组是世界电工电子工程学会(IEEE)为无线局域网络拟定的规范,802.11ax是这个规范的最新修订版别。你能够把它看作是802.11ac的接班人。了解802.11ax最简略的方法就是把它幻想为802.11ac的加强版别,它和802.11ac相同作业在5GHz频段,不同之处在于802.11ax运用了MU-MIMO(Multi-User Multiple-Input Multiple-Output)技能,将信号在时域、频域、空域等多个维度上分红四个不同的“信号通道”,每一个“信号通道”能独自与一台设备进行通讯,看起来就像是把一条高速公路分红了四个不同的车道,通讯功率成倍进步。

    除此之外,802.11ax还有一个极为重要的改造,它引进了OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access),既正交频分多址,这是下一代高速无线通讯网络的核心技能。咱们现有的无线网络规范本质上是运用杂乱的算法调制电磁波信号,让信号出现某种规则承载0和1,这样就能传输数据了。

    而OFDMA则是一种全新的信号调制编码算法,它能把一个信号通道分红数十乃至数百个更小的正交子信道,然后将这些子信道严密叠加在一起,再分配给不同用户,相同时刻内传输数据的功率就大大进步了。依据华为的测验,相同的频谱下,OFDM技能能把通讯功率进步10倍,理论上带宽也能进步10倍。考虑到搅扰、调制解调自身的资源开支,功率进步4-5倍是一个愈加实践的数字。

802.11ax有多快?

    802.11ax规范的首要方针是将无线网络客户端速度进步4倍。华为是802.11ax规范的活跃推动者,据说在华为通讯实验室内部,802.11ax早已完结2Gbps的实践数据传输速度(留意:不是理论值!),而华为声称最大速度可达10.53Gbps,相应的测验数据很快就会出炉。

    咱们来核算一下802.11ax的速度:假定能够运用的频宽为160MHz,现有最快的802.11ac规范能供给866Mbps的理论数据传输速率,而802.11ax则能简略将传输速率进步至3.5Gbps。假如加上4×4的MIMO“四车道”,则802.11ax的理论数据吞吐能力将高达14Gbps!换算成较为简略了解的数字就是1.75GB/s,这个数字现已将固定光纤传输速度远远甩在了后边。

    不过,一般来说咱们的身边是没有160MHz这么奢华的频宽资源的,将频宽设定为80MHz比较实践,归纳考虑下来,802.11ax能供给1.6Gbps的通讯速度,适当每秒钟传输200MB的数据。假如你的手机、路由器都支撑MU-MIMO,传输速度进步至400MB/s或许600MB/s都不是什么难事。再退一步,在拥堵的公寓、电磁信号极为杂乱的公共场所,即便能够运用的频宽只要40MHz,802.11ax也能带来800Mbps(约合100MB/s)的超快速度。总的来说,它要比没有彻底遍及的802.11ac快得多。

802.11ax能传多远?

    Wi-Fi无线网络远远不是速度快就好用这么简略,由于它还触及传输间隔问题和设备之间相互搅扰的问题。在实践运用中咱们往往会发现,间隔稍远,隔上一堵墙面或许同一个Wi-Fi网络内连入的用户数量增多,都会让无线网络速度慢如蜗牛。802.11ax有什么方法处理这些问题?

8秒10GB! 新无线网络规范802.11ax解析
802.11ac关于传达规模还并没有杰出的处理

    很惋惜,选用5GHz频段的802.11ax在传输间隔方面天然生成就不如2.4GHz信号,它的理论传输间隔只要2.4GHz信号的一半多一些。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米间隔内的房子承重墙,5GHz信号大概会衰减60%-70%。

    这些问题能经过加大信号发射功率,运用更多的天线定向发射信号来处理,但无线信号的发射强度不能无限制增大,我国国标规则,路由无线信号的发射强度最高为20dB。因而,不要盼望802.11ax的信号能传多远,它的有用规模大致和802.11ac差不多。假如你家房子很大,老老实实安置多个Wi-Fi AP才是正路。

    至于网络拥堵问题,MU-MIMO会是一个不错的处理计划,有了它,路由器能在同一个时刻内和更多设备通讯,能很大程度上防止网络拥堵。不过,在现有的802.11ac规范中,MU-MIMO仅仅是“选配”功用,它并没有被强制归入规范内部,这让许多路由器厂商有空子可钻,推出了一大波不支撑MU-MIMO的802.11ac路由器。而到了802.11ax年代,MU-MIMO很或许会被列为必选功用,到时无线局域网络拥堵的情况将大大改进。

    别的,业界巨子们也都在尽力处理无线局域网的拥堵问题。比方上文说到的OFDM技能,它进步了频谱功率,数据传输能更快完结,路由器也天然有更多的时刻在不同设备之间切换了。华为等公司还为802.11ax预备了“智能频谱分配”和“搅扰和谐”等优化技能,这些技能的意图都是共同的:经过进步频谱功率、更好地办理串扰、增强底层协议,来削减公共Wi-Fi热门拥堵的问题,让Wi-Fi网络在多人运用的情况下变得更快速、安稳。

802.11ax速度这么快,手机受得了吗?

    很惋惜,答案是:臣妾做不到,至少在现在做不到。华为给出的802.11ax典型速率为10.53Gbps,就算把这个数字折半,算下来一秒钟传输的数据量也有658MB,而咱们不幸的手机内置闪存最大读取速度是多少?最新的eMMC 5.0规范也只要400MB/s罢了。

    而这还仅仅只是个理论数字,事实上,下载一个安兔兔跑分App,你就会发现现在市面上大部分手机的内置存储器次序读写功能不会超越150MB/s。三星在Galaxy S6手机上引进了最新的UFS 2.0存储接口,次序读写速度可达314.87MB/s,现已出类拔萃,但离802.11ax的恐惧需求仍是差得远。要满意802.11ax的食欲,在未来咱们要想一些新方法才行,比方为手机引进桌面SSD等级的闪存颗粒,将次序读写功能进步至600MB/s以上。

    或许你会问,那么快的网速有什么用?在线看个1080P视频,码率也没有超越50Mbps呀?同学,把目光放久远一些,Youtube和Netflix都现已开通了4K分辨率的超高清在线视频效劳,其数据传输需求理论上是1080P的四倍。两三年后,在线视频的分辨率进步至8K也不是什么稀罕的工作。事实上,Netflix现已在进行8K在线视频的测验了。

那么,咱们什么时候能用上802.11ax呢?

    依照Wi-Fi联盟的技能副总裁Greg Ennis的话来说,IEEE电气和电子工程师协会要到2019年才会同意802.11ax规范。各通讯巨子现在还在为了802.11ax规范的技能细节而剧烈争斗中。不过,根据802.11ax规范草案的产品或许会在2016年提早进入市场。高通公司这种耐不住孤寂的家伙在上一年就发布过支撑MU-MIMO技能的QCA998x/QCA999x无线通讯SoC芯片。

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无线网络规范,从初始诞生至今的路线图

    另一方面,作为802.11ax之前的过度计划,802.11ac将从2015年、2016年开端进入第二个生命周期,既所谓的802.11ac 2.0规范。802.11ac 2.0标志性的改动就是引进MU-MIMO技能改进网络拥堵,1.0版的802.11ac最多只支撑3个空间流,而在2.0版规范中,这个数字将被进步为8个。

    一大波新路由器都会开端支撑这个至关重要的过度规范,如Nighthawk X6(R8000),Linksys WRT1900AC,D-Link AC5300 DIR-895L/R,华硕RT-AC87U等等。在802.11ax真实进入有用之前,802.11ac 2.0应该是一个不错的权宜之计。

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