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本文作者: 呂倩 | 2017-09-19 11:21 |
研發(fā)WiFi連接技術(shù)、試圖占領(lǐng)上游市場并逐步控制物聯(lián)網(wǎng)時代話語權(quán),是高通一直以來的布局。
2017年2月,高通宣布推出兩款支持下一代標(biāo)準(zhǔn)——802.11ax的WiFi解決方案,其中包括面向網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的IPQ8074系統(tǒng)級芯片(SoC)和面向客戶終端的QCA6290,借此,高通成為首家發(fā)布支持802.11ax的端到端商用解決方案的公司。
七個月后,Qualcomm Technologies產(chǎn)品管理總監(jiān)Jason Tao向雷鋒網(wǎng)表示,經(jīng)過這段時間的布局,11ax最終在消費類、企業(yè)級和運營商的應(yīng)用正在逐步落地。
實際上,早在2016年5月,高通便推出面向家庭用戶的802.11ac三頻平臺,整合兩個5GHz頻段與一個2.4GHz頻段,該方案可以在使用多種WiFi技術(shù)的家庭場景中,智能分配設(shè)備的頻段,優(yōu)先為支持802.11ac的設(shè)備提供更穩(wěn)定的帶寬,額外多出來的頻段則可以用來拓展網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。
Jason Tao表示,目前來講,用戶使用比較普遍的已經(jīng)是802.11ax技術(shù)了,但從整個Wi-Fi技術(shù)發(fā)展的角度來看,802.11ax技術(shù)的關(guān)鍵點在于其能夠提高網(wǎng)絡(luò)的容量及效率。
為什么802.11ax 會成為下一代
Jason Tao對雷鋒網(wǎng)表示,Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)今后的演進(jìn)過程中,最關(guān)鍵的一點是整個網(wǎng)絡(luò)的容量是否能夠滿足應(yīng)用的需要,而并非在Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)里某一個節(jié)點連到AP,能發(fā)送最快的速率是多少。
換言之,絕對最高的速率并不是最關(guān)鍵的點,關(guān)鍵點在于如何為所有的用戶提供所有的數(shù)據(jù),且質(zhì)量都能滿足他們對于服務(wù)的需求,所以這是關(guān)于總體網(wǎng)絡(luò)容量的問題。
802.11ax技術(shù)如何擴(kuò)充網(wǎng)絡(luò)容量?
802.11ax技術(shù)能使每個AP同時接入服務(wù)的終端數(shù)量有所提高。通常大家通過零售渠道/家用的主流路由器,同時接入十幾個終端時,可能就對Wi-Fi產(chǎn)生一些挑戰(zhàn),使用效果與體驗就會逐漸變差。而802.11ax技術(shù)專門引入了一些新的特性,令同一個服務(wù)器可以同時服務(wù)多個終端,這方面相較前代有所提高。
1. 在高密度使用場景下,如果有多個AP,802.11ax在密集型環(huán)境里能幫助多個AP之間互相協(xié)調(diào),使得共享信道上的AP也能更合理地利用信道帶寬。
2. 上行鏈路的管理。在802.11ax技術(shù)之前,如802.11n和802.11ac,對于上行鏈路資源的調(diào)度都是依靠隨機競爭帶寬的。而802.11ax技術(shù)中的新協(xié)議增加了一些能夠?qū)K端之間進(jìn)行協(xié)調(diào),以及上行鏈路資源管理調(diào)度方面的功能。
3. 對于多種數(shù)據(jù)流的不同類型,如何能同時兼顧高數(shù)據(jù)量的需求,又能穿插顧及到物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備即時性要求高、但數(shù)據(jù)流量不是很大的需求。如何混合進(jìn)行業(yè)務(wù)操作,802.11ax技術(shù)對于這方面也進(jìn)行了加強。
所以,能解決單AP的接入數(shù)量,同時多AP相互協(xié)調(diào);上行時各個接入點之間在帶寬鏈路進(jìn)行資源調(diào)度,對承載的業(yè)務(wù)進(jìn)行合理的流量分配管理,我們就可以看到802.11ax技術(shù)對整體網(wǎng)絡(luò)的效率和容量都能有提高。
與11ac相比,11ax具備的新的關(guān)鍵技術(shù)特征?
一個是8×8 MU-MIMO(多用戶多輸入多輸出)。之前802.11ac Wave 2的一個主要特性就是MU-MIMO,當(dāng)時在11ac里面,網(wǎng)絡(luò)協(xié)議能實現(xiàn)的功能就是11ac Wave 2的AP可以同時向多個支持MU-MIMO的客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)包, 11ac當(dāng)時支持的最大規(guī)格是4×4 MU-MIMO,同時可以向4個終端共享下行的MU-MIMO數(shù)據(jù)包。另外當(dāng)時在11ac的規(guī)范里只有下行的MU-MIMO功能。
現(xiàn)在的11ax有兩個方面的提高:
第一是上行和下行都可以支持MU-MIMO,不僅是從AP向終端發(fā)送數(shù)據(jù)包的時候可以一個數(shù)據(jù)包同時面向多個終端節(jié)點發(fā)送,同時這幾個終端節(jié)點也能夠協(xié)調(diào),同時向AP端、網(wǎng)絡(luò)上行發(fā)送數(shù)據(jù)包。數(shù)據(jù)包同時到達(dá)AP,AP也能夠解碼、同時接收所有的數(shù)據(jù)包,因此效率就有所提高。以前最大的規(guī)格只支持到4×4 MU-MIMO,現(xiàn)在是8×8 MU-MIMO。以前每個數(shù)據(jù)包每次只能把4個終端組合在一起,現(xiàn)在可以把8個組合在一起。當(dāng)然這并不是說MU-MIMO網(wǎng)絡(luò)里只有4個或者8個終端,而是每一個幀(Frame)里面最多可以有4到8個終端,整個網(wǎng)絡(luò)的容量達(dá)到上百個是沒有問題的,這就明顯提高了效率。
另外一個重要的演進(jìn)是OFDMA的加入。之前的11ac甚至之前的Wi-Fi采用的都是OFDM的調(diào)制方式,現(xiàn)在多了一個新的調(diào)制方式叫OFDMA,并能同時支持上行和下行。以前相當(dāng)于在同一個幀(Frame)里只有一個標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)包,傳給客戶端的時候不管幀(Frame)的大小,從網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的角度來看,在信道發(fā)送方面額外的系統(tǒng)開銷(overhead)都是一樣的。而OFDMA是在蜂窩應(yīng)用中已經(jīng)普遍應(yīng)用的技術(shù),它主要的優(yōu)勢功能是把各種大小的數(shù)據(jù)包從調(diào)制的角度組合在一起,系統(tǒng)開銷(overhead)可以通過共享而降低,因而效率得到提高,這是一個很重要的演進(jìn)。
同時,OFDMA的符號的長度也變長了,每一個調(diào)制信號的符號長度變成以前11ac的4倍。調(diào)制的長度越長,在多路徑(Multipath)的情況下,AP端、客戶端就能有更多的機會可以充分利用多路徑,通過更寬的窗口把不同角度反射過來的信號組合在一起。這就讓實際應(yīng)用場景中,特別是遠(yuǎn)距離傳輸?shù)臅r候,在多路徑比較強的情況下,解碼能力增強,接受的穩(wěn)定性也更大了。另外,現(xiàn)在的調(diào)制可以支持1024-QAM,之前最高只支持到256-QAM,調(diào)制碼的密度越大,承載的數(shù)據(jù)量也就越大,這比以前提高了2到3倍。
總體來講,這些相應(yīng)的技術(shù)組合在一起就使11ax整體的技術(shù)性能在多個AP之間互相協(xié)調(diào),在網(wǎng)絡(luò)帶寬的應(yīng)用方面更有效率。
11ax的優(yōu)勢能在哪些具體應(yīng)用場景中凸顯出來?
一是城市里面密集度非常高的使用環(huán)境,11ax對辦公、公寓、密集型住宅甚至室外的應(yīng)用都有很大的提高;
二是企業(yè)級的應(yīng)用,這也是現(xiàn)在非常看好的最早采納11ax技術(shù)的應(yīng)用場景之一。因為企業(yè)級應(yīng)用基本把所有的關(guān)鍵業(yè)務(wù)都搬到了Wi-Fi網(wǎng)絡(luò),有線網(wǎng)絡(luò)連接已經(jīng)很少見了。無論是終端的設(shè)備接到云端,還是應(yīng)用于教育領(lǐng)域的電子課室都是在Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)的。11ax使這些服務(wù)比以前的可靠度更高,支持的客戶端數(shù)量也更大。比如說電子教室,以前如果是100多位學(xué)生的大課授課形式,傳輸視頻或是上下行的交互挑戰(zhàn)都比較大,11ax會使應(yīng)用場景的可靠度和使用效果有很好的提升。
第三,新增應(yīng)用場景是對運營商網(wǎng)絡(luò)分流起到了重要的輔助作用。Jason Tao向雷鋒網(wǎng)表示,LTE網(wǎng)絡(luò)對移動終端的上網(wǎng)和數(shù)據(jù)流量方面確實起到了很大的改善作用,但LTE的網(wǎng)絡(luò)對運營商來說不管是帶寬還是網(wǎng)絡(luò)的部署都比較昂貴,所以很多情況下運營商都愿意把其中一部分業(yè)務(wù)分流到Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)上,因為Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)相對更加經(jīng)濟(jì)實惠。但之前的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)存在穩(wěn)定性或者帶寬上的挑戰(zhàn),隨著11ax技術(shù)的演進(jìn),從LTE網(wǎng)絡(luò)分流過來的應(yīng)用場景的用戶體驗會比以前更好。
除了以上幾個技術(shù)核心問題,雷鋒網(wǎng)整理了與Jason Tao幾個細(xì)節(jié)問答,以觴讀者:
問:家用和消費級的應(yīng)用會是11ax的核心應(yīng)用嗎?
答:剛才提到了11ax在城市高密度的使用場景實際上指的就是家用、在居家環(huán)境下的使用。在密集的樓宇里,很多人家里不只是一臺Wi-Fi AP,或者是樓宇很密集的情況下,鄰里之間也有很多AP。這就是指的家用。所以從消費級到企業(yè)級、到運營商級,我們認(rèn)為11ax都可以很好地支持這些使用場景。另外,11ax還同時支持2.4GHz和5GHz,這樣使得在一般的家用場景下,部署使用就更靈活,包括2.4GHz頻段上的服務(wù)也可以慢慢地演進(jìn)到11ax。
問:11ax在2.4G上可以實現(xiàn)多少速率提升?
答:這個可能要具體算一下。相較于之前11ac,11ax有了MU-MIMO和OFDMA的提升。但如果從絕對的速率來講,這個提升的幅度并不一定說是幾倍,但好處是容量高了很多。因為2.4GHz的一個主要挑戰(zhàn)就是帶寬非常窄,只能跑40MHz帶寬,那怎么能把這40MHz帶寬應(yīng)用得更合理,這是最重要的,頻段占得太寬就會影響布網(wǎng)。
問:11ad和11ax有什么關(guān)系呢?它是一個過渡技術(shù)嗎?
答:其實這不是一個過渡產(chǎn)品。11ax相當(dāng)于是11ac的演進(jìn),因為它們主要是在2.4GHz和5GHz這樣通用的Wi-Fi頻段工作,而11ad是在60GHz的頻段工作運行,頻段不一樣,所以一些基本的技術(shù)也不太一樣。雖說在很多的國家和區(qū)域這都是免許可頻段(Unlicensed band),但頻帶不一樣。11ad會另有一套演進(jìn)的路徑,接下來會發(fā)展到11ay;而11ac的下一代演進(jìn)就是11ax,可以說是并行演進(jìn)。
問:11ad的宣傳中突出的是支持AR/VR傳輸,8K視頻等,強調(diào)的是超高速率。而11ax的速度也不慢,為什么突出的重點是覆蓋?
答:對,11ax的速度對于有高帶寬需求的、諸如VR/AR的傳輸場景,肯定也都能有很好的提升。如剛才提到,11ad與11ax兩種技術(shù)應(yīng)用的頻段不一樣,60GHz有一些比較獨特的地方,比如說在干擾方面的挑戰(zhàn)可能比2.4GHz和5GHz要少一些。
另外,11ad的波束成型(beamforming)技術(shù)能使得網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臅r候(如VR應(yīng)用情況下),對高帶寬有很好的保障。而作為這項技術(shù)本身的特性,從應(yīng)用層到mac層,底層的技術(shù)決定了它整體的延時性也比較低。所以說,11ad在現(xiàn)有技術(shù)上確實是非常適合VR/AR應(yīng)用的。11ax從11ac演進(jìn)而來,單個節(jié)點的速度提升當(dāng)然很重要,但在11ax里主要的技術(shù)提升,包括MU-MIMO和OFDMA,都是解決容量提升的問題。
問:11ax作為11ac的演進(jìn),它的穩(wěn)定性如何?
答: 這里的穩(wěn)定性主要指遠(yuǎn)距離的用戶體驗怎么樣。
作為11ax來講,因為還是在2.4GHz和5GHz上,所以信號傳輸?shù)幕咎匦允遣蛔兊摹偛艦槭裁凑f11ax能擴(kuò)展覆蓋范圍呢?比如說11ax有更長的OFDMA符號,就對遠(yuǎn)距離傳輸有了進(jìn)一步改善,通過這樣的途徑使覆蓋范圍擴(kuò)大了。從這個方面的用戶體驗來說,中、遠(yuǎn)端的用戶應(yīng)該是能感受到連接更穩(wěn)定了。比如我想在房間的另一端來看一個視頻,11ac演進(jìn)到11ax以后,這個視頻接收的效果應(yīng)該是更好、更穩(wěn)定了。
關(guān)于上行鏈路資源調(diào)度,比如說OFDMA下/上行都可以做,這樣使得多個客戶端可以進(jìn)行協(xié)調(diào),而不是說大家都去搶某個網(wǎng)絡(luò)里的某個時間段。理解成——以前完全是分時運行,現(xiàn)在相當(dāng)于是在分時的基礎(chǔ)上,在每個時段里可以有多個客戶同時利用這個頻段,把這個頻段分得更細(xì)了。這樣的話,只要傳輸效率能更高,客戶端等待的時間也就更少了,整個網(wǎng)絡(luò)的沖撞也更少,這樣就達(dá)到了您提到的很重要的一點就是節(jié)能,功耗就會變少。以前11ac終端在Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)中,經(jīng)常有可能需要重傳,要不斷地等待自己發(fā)射的機會,這個等待時間長,能量就浪費了。如果一個手機終端支持11ax,有了OFDMA和上行MU-MIMO,大家多個終端之間互相協(xié)調(diào),我們就知道應(yīng)該在哪個時間點傳輸,避免了重發(fā)與等待,功耗表現(xiàn)的確會更好。
問:目前Qualcomm的11ax解決方案在具體的落地上表現(xiàn)怎樣?今年IFA上,華碩展示了一款11ax的路由器,很多人都說它是采用Qualcomm的解決方案?
答:目前我們正在跟很多家OEM廠商積極合作,進(jìn)行新品的開發(fā),最近華為全聯(lián)接大會上,他們采用高通11ax方案已發(fā)布了11ax無線接入點產(chǎn)品。廠商具體產(chǎn)品發(fā)布計劃和相關(guān)產(chǎn)品信息,這個可能還是需要合作伙伴來分享他們的具體信息,我們不太方便進(jìn)行評論。
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