F32cb4cc7906b3df8e1ff5bfaadd6578 802.11ax 傳輸速度將比 802.11ac 高出許多,802.11ac 於 80MHz、單空間流的傳輸速度達 433Mbps,80+80MHz 和 160MHz 翻倍,802.11ax 則於 80MHz、單空間流即可達 600Mbps。但相較於傳統上的速度提升,802.11ax 更把改進目標放在高密度佈建、多使用者、戶外環境下的使用體驗。

前情提要:

802.11ax 技術、Wi-Fi 6 宣傳

在正式進入 802.11ax 核心技術之前,先來談談 Wi-Fi 聯盟近期宣布的大事,無線網路規格宣傳術語已不直接使用 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers、電機電子工程師學會)所制定的標準來稱呼,如 802.11n、802.11ac 等,而是改弦易轍使用 Wi-Fi 加上「無線網路世代」號碼,如 802.11n 和 802.11ac 為第四與第五世代無線網路標準,改稱 Wi-Fi 4 和 Wi-Fi 5,而本文要談的 802.11ax 則是第六世代,稱之為 Wi-Fi 6。

雖然說無線網路標準 802.11 系列,大致上能夠以英文的前後順序推導出技術新舊,如 n 在 b 的排序後方,因此 802.11n 相較 802.11g 更新也更快,但 802.11 內部並不只有你我孰悉的 802.11 a/b/g/n/ac,尚有 802.11k 無線頻譜管理、802.11r 快速漫遊等技術,致使 802.11 a/b/g/n/ac 英文後綴不連續。

負責宣傳無線網路與產品認證的 Wi-Fi 聯盟,在 2018 年 10 月正式宣布新的命名規範,802.11n 對應 Wi-Fi 4、802.11ac 對應 Wi-Fi 5、802.11ax 對應 Wi-Fi 6,使用數字世代更容易讓非專業人員理解無線網路規格對應關係。但是這並不代表 IEEE 制定標準程序有所改變,依舊會以 802.11 加上英文作為無線網路規範的名稱,只是在 Wi-Fi 聯盟的市場宣傳有所變化。

網路架構大概論7-802.11ax/Wi-Fi 6 規格看過來,不只高速傳輸,更注重有效率使用
▲近期推出的 802.11ax 產品可能還無法見到 Wi-Fi 6 標誌,但未來會逐漸取代現有設計。

2.4GHz 和 5GHz 同步支援

與 802.11ac 聚焦於 5GHz 不同,802.11ax 制定時就納入 2.4GHz 和 5GHz 的 ISM 頻段,讓 2.4GHz 頻段 802.11n 40MHz、單空間流 150Mbps 速度往上提升;但 2.4GHz 的頻譜資源並不如 5GHz 豐富,限制最多僅能使用 40MHz,此時 802.11ax 單空間流僅有 287Mbps 傳輸速度,最小 20MHz 則為 143Mbps(均為實體層連接速度),與 802.11n 相比則是接近 1 倍增長幅度。

雖然 2.4GHz 頻譜資源不足,卻擁有傳輸距離較長的優勢;一般來說,5GHz 的傳輸距離約為 2.4GHz 一半多一些。如果未來 1~6GHz 的頻段開放使用(依各地區和國家而定),802.11ax 也能夠使用該頻段。此外,舊有 802.11 無線網路標準產品也可以解讀 802.11ax 的訊框表頭,以便和舊有標準相容不會相互打架(別忘了無線網路採用 CSMA/CA,傳輸前需探測空中介面是否有其它裝置正在使用中)。

近期越來越多 802.11ac 設備於 5GHz 導入使用 DFS 頻段,足以達成 80MHz + 80MHz 或是連續 160MHz,提供更高的頻寬或是服務更多的設備,但 802.11ax 已經虎視眈眈,上下打量著 6GHz 頻段。去年年底美國 FCC 已開放 5.925GHz~7.125GHz 頻段供免許執照設備使用,頻寬約有 1.2GHz。不過要運作在這個頻段還有些技術問題需要考量,譬如無線裝置想要連接 AP 時,1.2GHz 的掃瞄範圍實在是過於廣泛,花時間同時浪費電,目前提出的可行方案在 2.4GHz 或是 5GHz 埋入信標(beacon)或是探針(probe),802.11ax 之後也會為 6GHz 修改相關規範,預計使用 5.935GHz~7.125GHz。

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▲轉進 6GHz 頻段之後,802.11ax 可以獲得更多的頻譜資源,但 6GHz 並非 ISM 頻段,美國以外地區是否能夠受惠尚屬未知數。

支援上傳 MU-MIMO

空間流數量部分 802.11ax 並未變動,與 802.11ac 相同最大為 8 組,但是 802.11ax 2 個裝置之間即可使用 8 個空間流(802.11ac 則是限制為 4 個空間流),80+80MHz/160MHz 最高速率為 9.6Gbps,同時也支援 MU-MIMO 功能。802.11ac 的 MU-MIMO 僅存在 Wave 2 功能產品之中,目前市面上還有不少的 Wave 1 產品不支援此項功能,而 802.11ax 則是必備功能。

另外,802.11ac 的 MU-MIMO 僅存在於下行∕下載方向(AP 往終端裝置送資料這一段),802.11ax 則包含了上行∕上傳方向(終端裝置往 AP 送資料)。MU-MIMO 同時服務終端裝置數量也從 802.11ac 的 4 個,提升至 802.11ax 的 8 個。

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▲802.11ax 需要每個連線裝置回報矩陣給 AP,AP 再告知每個連線裝置該使用多少的上傳鏈路資源,再以觸發訊框告知各裝置同步上傳。

 

(下一頁:調變技術變動)

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