Wi-Fi 6來了，你約嗎？
如果要投票評選這兩年無線技術界的“紅人榜”，5G無疑會穩居榜首。不過在5G高歌猛進的同時，其他無線技術也都沒有閑著，都在頑強地沿著自己的既定方向不斷進化，以期在日益激烈的競爭中穩固自己的根據地，並伺機圖謀更大的市場版圖。
2019年的9月，Wi-Fi聯盟宣佈正式啟動Wi-Fi 6認證計畫授權，此舉意味著Wi-Fi 6標準已經開始付諸實用。這讓大家重新將目光聚焦在了Wi-Fi這個常伴在我們身邊，卻似乎已沉寂多時的“老朋友”身上。
不斷提升的速度
回顧Wi-Fi的發展史，促使其誕生的最初動機，並非要樹立一個無線局域網中資料傳輸的王者，而僅僅是想用一種無線技術解決商店收銀機之間佈線的繁瑣工作。不過很快人們就意識到這個技術的價值，於是推進其成為IEEE 802.11國際標準，再加上PC的興起和一眾電腦廠商的擁立，令Wi-FI最終成為了局域網中大吞吐無線資料傳輸的不二之選。
雖然Wi-Fi具有“無線”的便利性，但是在資料傳輸速率上，一直有飛速發展的有線的乙太網技術與其做對標，因此速率的提升一直是Wi-Fi技術演進的一個核心要務，而且事實證明Wi-Fi沒有讓大家失望。
作為一個工作於2.4GHz UHF或5GHz SHF ISM射頻頻段的無線局域網技術，Wi-Fi的標準已經經歷了五個版本的反覆運算升級。
- 1999年制定的第一代Wi-Fi標準（802.11b），工作於2.4GHz，可提供最高11Mbps的資料傳輸速率，奠定了Wi-Fi的商用基礎。
- 同期發佈的速率更高的第二代Wi-Fi（802.11a），最高傳輸速率達54Mbps，不過其工作在5GHz，與802.11b不相容，因此僅在一些專業領域被採用。
- 2003年，第三代Wi-Fi（802.11g）駕到，其在2.4GHz頻段上實現了54Mbps的傳輸速率，且向後相容，讓Wi-Fi性能上了一個臺階。
- 2009年第四代Wi-Fi（802.11n）發佈，其可工作於2.4GHz和5GHz兩個頻段，在使用雙倍寬度的40Hz通道與四天線配置時，可以實現高達600Mbps的資料速率。
- 接下來在2016年推出的第五代Wi-Fi（802.11ac wave2），是802.11n的擴展版，特別針對5GHz頻段做了優化，且在2.4GHz頻段中向後相容上一版規範，最高傳輸速率為1.73Gbps。
圖1，Wi-Fi標準發展和比較 （資料來源：NXP）
如今Wi-Fi聯盟祭出的Wi-Fi 6是第六代規範，從技術上講Wi-Fi 6 的單使用者資料速率比 802.11ac快37％，而在綜合使用各種新技術的情況下，新規範預計將提供四倍的輸送量，達到10Gbps的傳輸速率！可以說，這將Wi-Fi用戶體驗提升到一個新高度。
在高速之外
但是，如果你認為Wi-Fi 6僅僅是又一次單純的速度上的升級，那就想得太簡單了。實際上，Wi-Fi聯盟在Wi-Fi 6的“皮兒”裡塞了相當豐富的新技術“餡料”，真正看懂了才會由衷地發出“真香”的讚歎。我們不妨對Wi-Fi中的關鍵技術做一個梳理：
- OFDMA
Wi-Fi 6在上行和下行鏈路中引入了OFDMA （正交頻分多址）技術，它允許多達30個使用者同時共用一個通道來減少延遲、提高容量和提高效率。這使得Wi-Fi 6可以實現與蜂窩網路可靠性比肩的穩定性，而在此前的Wi-Fi規範中，奉行的是一種“盡力服務（Best Effort）“的聯網模式，有時在Wi-Fi信號很強時卻會出現無法連網的情況，很影響使用者體驗。OFDMA技術帶來的更強的聯網穩定性和可靠性，也會令Wi-Fi 6的應用場景更多元化。
- MU-MIMO
MU-MIMO（多用戶MIMO）不是Wi-Fi 6引入的新技術，但其在上一代規範基礎上做了大幅優化——Wi-Fi 5 Wave 2中的引入了多用戶MU-MIMO，僅支持下游四個、上游一個同時連接，而 Wi-Fi 6則能夠處理上下行的8個資料流程，讓多用戶支援更遊刃有餘。
- 1024-QAM
在調製方式上，Wi-Fi 6啟用了1024-QAM編碼以提高每個有效負載中傳輸的資料量——Wi-Fi 5中採用的是256-QAM調製，Wi-Fi 4中的是64-QAM調製——通過在每個資料包中塞入更多的資料來進一步提高輸送量。另外，1024-QAM每OFDM symbol使用10 bits，比256 QAM使用的8 bits提升了25%的容量，使得80MHz通道的理論單流資料速率為增加39%，達到600Mbps。
- 動態分配：
相比Wi-Fi 5採用的靜態配置（static fragmentation），Wi-Fi 6中的動態分配 （Dynamic fragmentation）機制允許資料包的片段具有不同的大小，可以更好地利用網路資源。
- 目標喚醒時間（TWT）：
之前Wi-Fi為了更省電，採用了定時（Regularly Schedule）喚醒方式，讓設備在固定時間被喚醒，進行傳輸後再休眠，但有時在設備被喚醒的時間內並沒有要傳輸的內容，仍然會造成不必要的能耗。而Wi-Fi 6中新增的目標喚醒時間（Target Wake Time，TWT）功能，可根據終端與網路之間的協商，因需求而決定喚醒時間，令功耗盡可能降至最低，甚至能達到BLE的功耗等級。這無疑會令人對以往高功耗的Wi-Fi刮目相看。
圖2，Wi-Fi 6關鍵技術一覽 （圖片來源：Wi-Fi聯盟）
從以上的分析不難看出，Wi-Fi 6所追求的並非僅僅是單個設備的峰值速率的提升，其更大的“野心”至少體現在兩個方面：一是覆蓋和連接更多數量、更多類型的產品；二是在更“密集”的網路連接情況下，實現更高的資料吞吐和可靠性。可以說，Wi-Fi 6是室內無線網路的一次重要創新！
應用新天地
任何標準版本更新的背後，都有其更深遠的商業考量。從Wi-Fi 6身上我們不難看出，由於支持更大規模的用戶連接、更高的速率和可靠性，Wi-Fi有望向更廣闊的商業應用場景拓展，甚至進入一些以前看來“非典型”的低功耗場景，帶來全新的應用體驗。
另一個方面，在處理與5G網路的關係上，兩者雖然有市場重疊，但Wi-Fi 6體現出來的更多的是互補性。要知道，Wi-Fi 6和5G兩者各有所長：5G網路使用的高頻頻譜在室外應用時信號干擾較小，但在室內極易衰減，且網路部署和運維成本較高；而Wi-Fi 6更適於在室內、密集信號區、固定區域的網路連接，部署和運維成本也更低廉。所以已經有人在盤算將Wi-Fi 6的路由器打造成5G的室內中繼小基站，讓使用者在室內蜂窩信號受限的情況下，仍然可以使用5G網路服務，且可在兩種無線通訊之間智慧切換。
特別值得一提的是，Wi-Fi 6還將引領另一個趨勢，那就是6GHz頻段的啟用，這意味著更高的速度和更可靠的連接。有人預測，未來可能會出現一種混合式的Wi-Fi網路架構——一個局域網中有兩個閘道，骨幹網連接使用6GHz頻段，干擾少，速度快；而2.4GHz＋5GHz則用作家庭終端設備之間的連接。
可以看到，Wi-Fi 6的市場之旅才剛剛開始，在2020年其發展會進入一個活躍期，相關新品推出頻度會加快，行業中的相關並購也會更頻繁，各路玩家都會在這個階段積極佈局卡位。面對這樣一個重要角色，你是不是也應該考慮“約”一下呢？
