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无线网络新模范802.11ax全解析:比光纤都快

    在摩尔定律驱使的半导体行业,一个技术模范可以或许或许持续好几年不更新已经是一件相当罕见的事儿了。主宰咱咱咱们身边无线网络的IEEE 802.11协定便是这么一个奇怪的模范:从第一台支撑802.11A无线路由器问世到如今,它只更新了三次:802.11g、802.11n,和最新的802.11ac。如今,一个崭新的Wi-Fi无线网络协定已经屹立在咱咱咱们眼前,它有望让不堪重负的无线网络再次跟上时代,获得飞跃性睁开,它的名字叫做IEEE 802.11ax(IEEE前缀下文略)。

什么是802.11ax?

    802.11协定组是国际电工电子工程学会(IEEE)为无线局域网络制定的模范,802.11ax是这个模范的最新订正版本。你可以或许或许把它看作是802.11ac的接班人。懂得802.11ax最简略的办法便是把它想象为802.11ac的增强版本,它和802.11ac一样工作在5GHz频段,分歧之处在于802.11ax应用了MU-MIMO(Multi-User Multiple-Input Multiple-Output)技术,将信号在时域、频域、空域等多个维度上分成四个分歧的“信号通道”,每个“信号通道”能单独与一台设备停止通讯,看起来就像是把一条高速公路分成为了四个分歧的车道,通讯效力成倍提高。

    除此之外,802.11ax另有一个极其重要的改革,它引入了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中央技术。咱咱咱们现有的无线网络模范本质上是应用复杂的算法调制电磁波信号,让信号呈现某种规律承载0和1,如许就能传输数据了。

    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成数十甚至数百个更小的正交子信道,然后将这些子信道慎密叠加在一路,再分派给分歧用户,同样光阴内传输数据的效力就大大提高了。根据华为的测试,同样的频谱下,OFDM技术能把通讯效力晋升10倍,实践上带宽也能晋升10倍。考虑到干扰、调制解调自己的资源开销,效力晋升4-5倍是一个加倍实际的数字。

802.11ax有多快?

    802.11ax模范的首要偏向是将无线网络客户端速率晋升4倍。华为是802.11ax模范的积极推动者,据说在华为通讯试验室内部,802.11ax早已实现2Gbps的实际数据传输速率(注意:不是实践值!),而华为宣称最大速率可达10.53Gbps,相应的测试数据很快就会出炉。

    咱咱咱们来计算一下802.11ax的速率:假设可以或许或许利用的频宽为160MHz,现有最快的802.11ac模范能供给866Mbps的实践数据传输速率,而802.11ax则能轻易将传输速率晋升至3.5Gbps。如果加上4×4的MIMO“四车道”,则802.11ax的实践数据吞吐能力将高达14Gbps!换算成较为容易懂得的数字便是1.75GB/s,这个数字已经将固定光纤传输速率远远甩在了后面。

    不过,一样平常来说咱咱咱们的身边是没有160MHz这么奢侈的频宽资源的,将频宽设定为80MHz比较实际,综合考虑下来,802.11ax能供给1.6Gbps的通讯速率,相当每秒钟传输200MB的数据。如果你的手机、路由器都支撑MU-MIMO,传输速率晋升至400MB/s或许600MB/s都不是什么难事。再退一步,在拥挤的公寓、电磁信号极其复杂的公共场合,即使可以或许或许利用的频宽只要40MHz,802.11ax也能带来800Mbps(约合100MB/s)的超疾速率。总的来说,它要比尚未完全普及的802.11ac快得多。

802.11ax能传多远?

    Wi-Fi无线网络远远不是速率快就好用这么简略,因为它还触及传输距离成就和设备之间互相干扰的成就。在实际应用中咱咱咱们往往会发现,距离稍远,隔上一堵墙壁或许同一个Wi-Fi网络内连入的用户数目增多,都邑让无线网络速率慢如蜗牛。802.11ax有什么办法解决这些成就?

8秒10GB! 新无线网络模范802.11ax解析
802.11ac对付流传规模还并没有优越的解决

    很遗憾,采纳5GHz频段的802.11ax在传输距离方面天生就不如2.4GHz信号,它的实践传输距离只要2.4GHz信号的一半多一些。从实践和试验室数据来看,穿过5cm厚的木头,5GHz信号会衰减4.5dB;而穿透离路由3米距离内的衡宇承重墙,5GHz信号大概会衰减60%-70%。

    这些成就能颠末过程加大信号发射功率,应用更多的天线定向发射信号来解决,但无线信号的发射强度不能无穷制增大,我国国标规定,路由无线信号的发射强度最高为20dB。因此,不要指望802.11ax的信号能传多远,它的有用规模大致和802.11ac差不多。如果你家房子很大,老老实实布置多个Wi-Fi AP才是正道。

    至于网络拥堵成就,MU-MIMO会是一个不错的解决计划,有了它,路由器能在同一个光阴内和更多设备通讯,能很大程度上防止网络拥挤。不过,在现有的802.11ac模范中,MU-MIMO仅仅是“选配”功效,它并没有被强制纳入模范内部,这让很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时代,MU-MIMO很可能会被列为必选功效,届时无线局域网络拥堵的状况将大大改良。

    另外,业界巨擘咱咱们也都在极力解决无线局域网的拥堵成就。比如上文提到的OFDM技术,它提高了频谱效力,数据传输能更快实现,路由器也自然有更多的光阴在分歧设备之间切换了。华为等公司还为802.11ax准备了“智能频谱分派”和“干扰协调”等优化技术,这些技术的目标都是同等的:颠末过程晋升频谱效力、更好地办理串扰、增强底层协定,来削减公共Wi-Fi热门拥堵的成就,让Wi-Fi网络在多人应用的环境下变得更疾速、稳固。

802.11ax速率这么快,手机受得了吗?

    很遗憾,谜底是:臣妾做不到,至少在目前做不到。华为给出的802.11ax典型速率为10.53Gbps,就算把这个数字减半,算下来一秒钟传输的数据量也有658MB,而咱咱咱们可怜的手机内置闪存最大读取速率是多少?最新的eMMC 5.0模范也只要400MB/s而已。

    而这还仅仅只是个实践数字,事实上,下载一个安兔兔跑分App,你就会发现目前市面上大部分手机的内置存储器顺序读写机能不会超过150MB/s。三星在Galaxy S6手机上引入了最新的UFS 2.0存储接口,顺序读写速率可达314.87MB/s,已经鹤立鸡群,但离802.11ax的恐怖必要还是差得远。要称心802.11ax的胃口,在未来咱咱咱们要想一些新办法才行,比如为手机引入桌面SSD级别的闪存颗粒,将顺序读写机能晋升至600MB/s以上。

    可能你会问,那么快的网速有什么用?在线看个1080P视频,码率也没有超过50Mbps呀?同学,把目光放久远一些,Youtube和Netflix都已经守旧了4K分辨率的超高清在线视频效劳,其数据传输必要实践上是1080P的四倍。两三年后,在线视频的分辨率晋升至8K也不是什么稀奇的工作。事实上,Netflix已经在停止8K在线视频的测试了。

那么,咱咱咱们什么时候能用上802.11ax呢?

    按照Wi-Fi同盟的技术副总裁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模范。各通讯巨擘目前还在为了802.11ax模范的技术细节而剧烈争斗中。不过,基于802.11ax模范草案的产品可能会在2016年提前进入市场。高通公司这种耐不住寂寞的家伙在去年就发布过支撑MU-MIMO技术的QCA998x/QCA999x无线通讯SoC芯片。

8秒10GB! 新无线网络模范802.11ax解析
无线网络模范,从初始降生至今的路线图

    另外一方面,作为802.11ax之前的过度计划,802.11ac将从2015年、2016年开端进入第二共性命周期,既所谓的802.11ac 2.0模范。802.11ac 2.0标志性的改变便是引入MU-MIMO技术改良网络拥堵,1.0版的802.11ac至多只支撑3个空间流,而在2.0版模范中,这个数字将被晋升为8个。

    一大波新路由器都邑开端支撑这个至关重要的过度模范,如Nighthawk X6(R8000),Linksys WRT1900AC,D-Link AC5300 DIR-895L/R,华硕RT-AC87U等等。在802.11ax真正进入适用之前,802.11ac 2.0应该是一个不错的权宜之计。

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