采用Wi-Fi 6/6E实现现代设备连接性的4大理由！

随着802.11ax标准的颁布，消费者Wi-Fi市场随时准备着实现另一次性能上的巨大飞跃。802.11ax即众所周知的Wi-Fi 6，为减少消费者的困惑并加速应用，Wi-Fi联盟已经决定用数字名称代替晦涩的“ 802.11”命名法。历史经验表明，现有Wi-Fi 5（即之前所称的802.11ac）设备和接入点（AP）的主导地位将不可避免地被Wi-Fi 6取代，就像Wi-Fi 5取代了Wi-Fi 4（即802.11n）一样。此时过渡与多千兆以太网的普及和地面5G网络的推出相吻合。它为消费者带来的好处不仅限于更高的速率，本文将介绍它的四个优势供您参考。

1. 更大带宽

带宽是任何一个新通信标准首先要考虑的问题，Wi-Fi 6毋庸置疑可以提供更大带宽。无线通信的物理特性表明，频谱越大，信道越宽，可以提供的带宽就越大。在这一点上，Wi-Fi与地面微波和蜂窝网络一样。因此，从双频（2.4 + 5 GHz）操作扩展到三频（2.4 + 5 + 6 GHz）操作（6E有效地包括了5.925-7.125 GHz频谱）是一个非常重大的改变。再加上这些频段上可用信道的有效翻倍，更多的物联网设备将能够在更大范围的信道内进行连接。

2. 抗拥塞能力

Wi-Fi 6的另一个主要优点是它能够应对密集、嘈杂的RF环境。长久以来，酒店、机场和体育场馆等地方的信道拥塞一直是一个痛点。随着个人平板电脑、手机和顶置（OTT）流媒体设备的激增，家庭应用中也出现了拥塞。而Wi-Fi 6可以通过组合其技术优势来管理这种流量的增长。首先，它采用多个天线、与多个设备、在同一时间进行通信，这称为多用户多输入/多输出（MU-MIMO）。另外，它采用正交频分多址（OFDMA）将一个无线信道划分为多个子信道，每个子信道都可以承载单独设备的数据。这样减少了协议开销并提高了效率，从而支持了物联网设备的激增。再结合基本服务集着色（BSS Coloring）机制，通过空间分集的形式大大提高了拥塞区域的网络容量和效率。

3. 采用目标唤醒时间（TWT）降低功耗

在物联网领域，降低功耗是延长电池寿命的关键。Wi-Fi 6所具有的目标唤醒时间（TWT）功能可以帮助降低功耗，它可以告诉设备何时让Wi-Fi无线电进入睡眠，何时叫醒以接收下一次传输。这项技术可以将低功率设备的电池寿命从数月延长至数年。

4. 降低延迟

与移动5G的部署一样，降低延迟也是Wi-Fi 6现在拥有的隐藏优势之一。曾几何时，无线网络在延迟时间的竞争中经常输给有线网络。那个时代已经结束，无线网络现在的延迟已经降低了一个数量级，从高达100ms减少到小于10ms。这对联网的自动驾驶汽车（CAV）和虚拟现实（VR）等应用尤为重要，可以说，实时数据决定了这类系统的性能。

Wi-Fi 6很快会出现在您身边

到2024年，仅物联网一个应用就将推动Wi-Fi 6/6E的部署，这使所有前代Wi-Fi黯然失色；许多物联网应用和用例都要求高吞吐量和低延迟的无线通信功能，如虚拟现实和工业控制系统等应用，它们都将极大地得益于Wi-Fi 6。而且，一旦可用，Wi-Fi 6E还将是5G蜂窝流量卸载的主要候选者。

什么是Wi-Fi 6E?

Wi-Fi 6E是扩展到6GHz频段的Wi-Fi 6。

这2个“6”经常被混淆，两者之间的区别是：

“ Wi-Fi 6E”中的“ 6”是指Wi-Fi技术的“第六代”。

“ E”是指标准的最新扩展，它采用了一个新的频段因而具有极大的优势。与现有的Wi-Fi频段类似，新频谱及其使用政策在不同地区和法规中会有所不同。目前，欧洲市场的“ 6 GHz频段”为5.925 GHz至6.425GHz，而美国市场为5.925 GHz至7.125GHz。

Wi-Fi 6技术的进步可以为终端设备带来更高效率、更少拥塞、更低延迟以及更长的电池寿命。

在新的6GHz频段上利用这些优势会将其放大到一个全新的水平，因为该频段将禁止使用比Wi-Fi 6技术传统或更旧的协议。

与5GHz频段实际拥有的80MHz信道和2.4GHz频段的20MHz信道相比，在6GHz频段中运行Wi-Fi有望使实际吞吐量增加一倍，因为它可以包含多个160MHz信道。

Wi-Fi 6E提供了数量更多的非重叠160MHz信道，这将有助于减少拥塞，尤其是在运行多个网络的区域，如MDU、企业和场馆中。

Wi-Fi标准和命名历史

我们来看看Wi-Fi的发展历程

我们还需要更大带宽吗？

或者说，“我们现在还没有足够带宽吗？”

新冠疫情告诉我们，网络状态、连接质量及其扩展能力对我们的幸福安康有多么重要。现实让监管机构早已清楚的网络需求更加明晰，增加容量刻不容缓。早在新冠疫情出现之前，思科就在其年度互联网报告（2018-2023）中清楚地表明了需要更大容量的迫切性。以下这些数字表明了市场的明确需求：“宽带速度的提高带来了高带宽内容与应用的消费及用量增长。全球平均宽带速度持续增长，从2018年的45.9 Mbps翻倍增长到2023年的110.4 Mbps。下表列出了从2018年到2023年的宽带速度预测。但固定宽带速度预测受一些因素影响，包括光纤到户（FTTH）的部署和采用、高速DSL和有线宽带的采用，以及整体宽带的普及率。在这项研究涵盖的国家中，日本、韩国和瑞典在宽带速度方面遥遥领先，这在很大程度上就是因为FTTH的广泛部署。”

图2：2018年至2023年的宽带速度预测

“视频和其他应用在当今家庭中仍然有着巨大的需求，随着未来的应用需求，即使在2023年的预测期之后，带宽需求也将巨大。下图展示了视频应用的未来探索；今天的带宽需求仅仅是未来需求的一小部分。”

“现在的速度和历史速度数据都是通过Ookla的Speedtest.net得出。对移动数据速度的前瞻性预测则基于第三方的预测，它对直到2023年，2G、3G、3.5G和4G在移动连接中的相对比例进行了预测。下图显示了按设备类型划分的全球移动设备平均速度，其中智能手机和平板电脑的速度由于5G的应用而加速。

在下图中，思科预测了将在全球范围内增长的设备数量。随着为家庭服务的设备数量不断增长，对带宽的需求自然也随之增加。

到2022年，Wi-Fi和移动设备将贡献79％的互联网流量。

(来源: Cisco Annual Internet Report (2018–2023) White Paper)

频段分配和每个频段的信道

Wi-Fi 6E将充分利用监管机构发布的6GHz频段。

随着欧洲对6GHz频段的分配，Wi-Fi网络的总可用频谱将增加两倍以上，而在采用美国标准的国家/地区，可用频谱将更多，将增加14个80 MHz信道和7个160 MHz信道，想象一下，这就像从2车道换到8车道大型高速公路的行车体验。Wi-Fi 6E分配的信道彼此之间不重叠，这将有助于显著减少拥塞，尤其是在有大批网络运行的区域。还有一点也很重要，我们所谈论的6GHz频段包括更多的连续频谱-这将使下一代Wi-Fi（如802.11be）可以利用更大信道带宽（例如320MHz）实现未来的10Gbps +网络。

6 GHz频段为Wi-Fi提供的独特优势

为什么要用6GHz？

现在，我们在家庭和办公室中使用Wi-Fi 6及其前代Wi-Fi提供的2.4GHz和5GHz无线电频段。而“ Wi-Fi 6E”设备能够在6 GHz频段上运行。

6GHz频段的Wi-Fi意味着Wi-Fi 6用户的即时性能提升。当然，它仍然有干扰问题需要解决；但是，为Wi-Fi开放6 GHz频段是明智之举，它可以确保这项已被广泛使用的无线技术能够为未来的应用和网络提供所需性能。

6GHz频段将仅允许Wi-Fi 6设备运行，这意味着它不会有历史遗留问题。将未开发的频段与没有遗留问题的设备相结合，创立了过去20年未见的Wi-Fi行业大举措。

Wi-Fi 6E拥有调度技术、多用户多输入/多输出（MU-MIMO）技术和多信道，它将减少相邻网络之间的冲突与干扰。

最终，Wi-Fi 6E服务的延迟可以始终低至2毫秒，相对于5 GHz频段通常约几毫秒至100毫秒的延迟，Wi-Fi 6E有着巨大的进步。而且关键在于延迟将始终很低。其单连接性能，如智能手机速率应能超过2Gbps。对视频和AR / VR游戏来说，Wi-Fi 6E也是绝佳方案。

在使用Wi-Fi 6E的多千兆室内无线网络中，无论连接到网络的是什么设备，即使连接了数百个大数据量的设备，运行多年也不会出现容量不足的情况。

总体而言，新的6GHz频段将允许在全部1.2GHz的频谱中进行免许可连接，这意味着当前的Wi-Fi工作频段将增加一倍以上。

因此，还会有更多具有更大信道带宽的频谱。6Ghz频段将能够提供连续的频谱块，以容纳额外的80 MHz信道和160 MHz信道，这对高带宽应用是绝对必要的；诸如高清视频流和虚拟现实之类的高带宽应用将会需要更快的数据吞吐量。最终，即使在非常密集和拥塞的环境中，6E也将能够提供优秀的网络性能，并同时支持更多的Wi-Fi客户。

充分利用6GHz频段巨大优势的Wi-Fi 6技术特性

尽管可用频率范围小于800 MHz（2.4 GHz频段有70 MHz，5 GHz频段有700 MHz），但Wi-Fi承载的互联网流量比任何其他无线技术都多得多，并且至今一直运行良好。2.4GHz和5GHz频段中的未许可频谱推动着Wi-Fi的成长。这些未许可频谱现在被许多设备共享，包括采用蓝牙、Zigbee和其他技术的非Wi-Fi设备，但也由于许多用户共用而性能不得不打些折扣。

开放6GHz频段给未许可的Wi-Fi应用可以释放超过1200 MHz的额外带宽，下一代Wi-Fi 6E设备的天线和芯片组就能够充分利用额外的频谱。

Wi-Fi联盟进行的一项研究表明，800 MHz的频谱将无法应对2020年的预期流量。到2025年，所需频谱将增长至1.12GHz。Wi-Fi联盟确定采用的解决方案将能够提供连续频谱，以实现多达7个160 MHz的宽信道（或未来的320 MHz）。6GHz频段及其1,200 MHz的连续频谱将可以满足增长的需求。

这种额外的无许可频谱将解决用户现在（2020年）面临的两个主要问题：

●流量拥塞：目前的可用Wi-Fi信道数量少，迫使许多用户共享可用带宽并造成拥塞。

●80 MHz和160 MHz信道有限的可用性：目前的相邻频谱数量有限，造成很难获得80 MHz或160 MHz信道；而只有在宽信道可用时，才能实现高数据吞吐量。

引入6GHz频段用于Wi-Fi可以立即满足所有Wi-Fi 6用户的需求。拥有充足的频谱来安全部署80 MHz或160 MHz宽信道，并实现之前无法实现的安装和网络配置，将缓和人们对后向兼容性的担忧。

因此，6 GHz频段将成为Wi-Fi 6用户的及时雨，拥有高吞吐率和无拥塞的网络访问，用户定将欢欣鼓舞。

采用6GHz频段可以为Wi-Fi 6带来的优势总结如下：

●为每用户提供更多的整体带宽，可以实现低延迟的超高清、虚拟现实（VR）和增强现实（AR）媒体流

●通过吞吐量的增加可以扩增更多的并发数据流

●不日将获批的Wi-Fi 6E将带来2.4GHz、5GHz和最终6GHz频段中更多的频谱

●新频谱将被分成更多的信道，提供更多的通信路径

●在接收不良的地区可以从蜂窝网络中卸载无线流量

●室外和多路径（杂乱）环境中的性能/鲁棒性将大大提高

●干扰更少，因而MAC效率更高

行业用例

将6E设备推向市场并促进6GHz频段的采用：

用例和益处

消费者家庭用例

随着6GHz频段容量的增加，家庭用户将能够有效利用附加信道的可用性来享受更高级的Wi-Fi产品，从而支持不断增长的带宽消耗。这种解决方案可以同时支持多个频段，以用于各种网络实现。在整个家庭场景中的任何位置都能提供大于1Gbps的无线服务。

以下是一些可能消耗高带宽的较流行的家庭应用示例，它们都将得益于6GHz频段容量的增加：

●高清电视，支持输出4K和8K视频流到多屏

●VoIP和视频会议

●AR / VR游戏

●移动设备的卸载网络

●来自摄像头、扬声器和传感器的实时音频和视频流

●在线备份

●高品质音乐应用

●5G回程–将5G CPE连接到室内网关

下一代性能更高的接入点将提供更大容量、更低延迟和更好的QoS。三频产品（2.4 + 5 + 6 GHz）有望成为Wi-Fi 6 + 6E基础设施的新规范。

●三频产品可以利用更多频段频谱，使用新的6GHz频段，将无需与使用2.4和5GHz频段的其他设备竞争。

●Mesh Tri-band产品将利用6GHz频段的专用回程链路，同时支持2.4和5GHz频段客户端设备的无缝服务。

延时敏感应用

有很多应用对延迟敏感，例如游戏、AR / VR、VoIP、实时/双向视频和远程桌面协议（RDP）等。“延迟敏感性”即服务容易受慢或不稳定连接的影响，造成视频会议图像冻结、像素化或视频与音频不同步等现象。

Wi-Fi 6E将能够纠正这些问题，大大提高服务质量。

企业应用

企业环境中的应用密度会比较高。Wi-Fi 6（尤其是Wi-Fi 6E）在这类环境中优势明显，它能够提供更多数量的非重叠信道，允许更多相邻AP使用完整的160MHz信道容量。Wi-Fi 6技术利用多种多用户技术（MU-OFDMA和MU-MIMO）以及调度技术和TWT来减少空中冲突，从而使更多并发设备能够在服务中提供更佳的用户体验。

在以下几种企业场景中，Wi-Fi 6已经表现不错，但Wi-Fi 6E将更加出色：

●改进机场、演讲厅和运动场所等高密度场所的服务，支持大量客户参与客户互动应用和流媒体视频。

●可以提供更高数据速率和更低延迟，以支持在无线设备上使用虚拟现实和增强现实应用。

●扩展物联网设备的连接性和电池寿命。通过改善高密度环境中的抗干扰能力提高应用的体验质量（QoE）。

6E规范现状

在Wi-Fi标准化的过程中，通常由IEEE编写标准，WiFi联盟来定义规范的强制执行部分并创建测试程序。

从目前的情况来看，Wi-Fi联盟可能将于2021年初推出6E认证。

至于6GHz频段的频率采用，FCC、EU和OFCOM（英国监管机构）等多家政府无线电监管机构正在开展相关工作。这三家机构都正在制定法规以及允许设备在其相关地区使用6GHz频段的批准程序。FCC和EU正在抓紧工作以符合Wi-Fi联盟的时间表，实现2021年初的设备认证与部署。

6E如何补充5G

5G比它们想象的更需要Wi-Fi 6E。

众所周知，Wi-Fi卸载是移动网络业务案例的关键推动因素（因为Wi-Fi AP比蜂窝基站成本更低，它使网络致密化具备可行性），Wi-Fi卸载也是移动网络容量卸载的重要工具（尤其是从室内或密集的公共场所连接的移动设备）。实际上，正如思科VNI预测所表明的那样，每一代蜂窝网络对Wi-Fi卸载的依赖都在增长，在即将到来的5G网络中也仍然如此。

如下面的蜘蛛网图所示，Wi-Fi第六代技术完全满足了（某些方面甚至超出了）3GPP制定的第五代蜂窝网络相关目标KPI：

（来源: 5G Networks: The Role of Wi-Fi and Unlicensed Technologies）

此外，Wi-Fi 6E也是实现5G毫米波进入家庭的最佳工具。5G毫米波由于其频率通过障碍物（例如墙壁、树叶和人体）的物理传播特性而不能可靠地穿透房屋。而28GHz和39GHz等频率对天气条件敏感，在空气中传播时衰减很快，更不用说穿透固体建筑物。因此，5G毫米波部署模型可能会要求使用室外蜂窝5G单元以及一些将服务分发到室内的技术；考虑到目标要求的约2Gbps的服务，Wi-Fi 6E将可以实现目标服务和解决方案成本的完美匹配。

即使在较低频率的10 GHz频谱中，5G覆盖也只能穿透未经处理的玻璃窗，而不能真正进入建筑物内部。因此，大多数建筑物都需要在建筑物内部部署蜂窝辅助设备，才能实现可靠的建筑物内部覆盖。而Wi-Fi 6和Wi-Fi 6E的出现提供了最佳解决方案。

5G拥塞会导致延迟和/或信号接收缓慢，而Wi-Fi 6和Wi-Fi 6E将通过减少5G拥塞来缓解大流量。到2022年，5G可能会将近3/4的流量都卸载到Wi-Fi上。届时，连接和设备数量都将有巨大的增长，尤其是机器到机器（M2M）连接。5G、Wi-Fi 6和Wi-Fi 6E会将全球范围的互联网社区扩展到从未到达的区域。

很多人认为，5G将取代跨越市、州或国家等大地理区域的无线广域网（WAN）。通过WAN可以与部分业务建立专有连接，也可以将小型网络连接在一起建立公共连接。Wi-Fi 6E作为恰当的卸载和致密化工具对此进行了补充，它是5G毫米波ODU到IDU的分发工具，还提供强大的回程解决方案用于互连5G基本单元。

也有人认为可以使用5G技术将室外5G毫米波ODU与室内单元互连。但这种5G链路的成本将远远高于Wi-Fi解决方案的成本。

简而言之，每一代蜂窝技术都依赖Wi-Fi技术的可负担能力和容量实现其业务计划，而且越来越依赖。Wi-Fi 6，尤其是Wi-Fi 6E，是实现5G网络预期性能和业务计划的最佳工具。

责编：Amy Guan