以下就是我们整理的80211ax和80211ac区别,一起来看看,希望能帮助到您。
80211ax和80211ac区别
序
Wi-Fi已经成为当今世界无处不在的技术,为数十亿台设备提供无线连接,也是越来越多用户接入互联网的首选,正逐渐取代有线接入。为了适应新的业务应用,减少与有线网络带宽的差距,每一代802.11标准都在大幅提高速度。
随着视频会议、无线互动VR、移动教学的应用越来越多,Wi-Fi接入终端也越来越多。随着物联网的发展,越来越多的智能家居设备接入Wi-Fi网络。因此,Wi-Fi网络仍然需要不断提高速率,同时需要考虑是否能够接入更多的终端,以适应不断扩大的客户端设备数量和不同应用的用户体验要求。
图1-1不同Wi-Fi标准下接入量与人均带宽的关系
网络民工专注IT技术领域,结合实战经验,与您分享网络技术、系统集成、网络工程等一线技术分析和实战案例等深度干货文章。希望我们能一起享受科技,一起实现梦想!
微信官方账号
下一代Wi-Fi需要解决更多终端的接入导致整个Wi-Fi网络效率下降的问题。早在2014年,IEEE 802.11工作组就开始应对这一挑战。802.11ax标准将引入上行MU-MIMO、OFDMA正交频分多址、1024-QAM高阶调制等技术,从频谱资源利用、多用户接入等方面解决网络容量和传输效率的问题。目标是在密集用户环境下,用户平均吞吐量至少提高4倍,并发用户数提高3倍以上。因此,Wi-Fi 6(802.11ax)也被称为高效无线(HEW)。
01什么是Wi-Fi 6?
Wi-Fi 6是下一代802.11ax标准的缩写。随着Wi-Fi标准的演进,WFA选择使用数字序列号来重命名Wi-Fi,以方便Wi-Fi用户和设备制造商轻松了解其设备连接或支持的Wi-Fi标准。另一方面,选择新的命名方式是为了更好地突出Wi-Fi技术的重大进步。它提供了大量的新功能,包括更大的吞吐量和更快的速度,支持更多的并发连接等。根据WFA的公告,目前的Wi-Fi命名与802.11技术标准的对应关系如表1-1所示。
和以往一样,每次发布新的802.11标准,802.11ax都会兼容之前的802.11ac/n/g/a/b标准,老终端可以无缝接入802.11ax网络。
82.11标准的发布日期、支持的频段和新命名如表1-1所示。
表1-1 802.11标准和新命名
802.11ax的设计初衷是适用于高密度无线接入和大容量无线业务,如室外大型公共场所、高密度场馆、室内高密度无线办公、电子教室等场景。
图1-2高密度高带宽应用领域
在这些场景中,连接到Wi-Fi网络的客户端设备的数量将呈现巨大的增长。此外,不断增加的语音和视频流量也会给Wi-Fi网络带来调整。根据预测,到2020年,全球移动视频流量将占移动数据流量的50%以上,其中80%以上将由Wi-Fi承载。我们都知道4K视频流(带宽要求50Mbps/人)、语音流(延迟小于30ms)、VR流(带宽要求75Mbps/人,延迟小于15ms)对带宽和延迟非常敏感。如果网络拥塞或重传造成传输延迟,会对用户体验造成很大影响。然而,现有的Wi-Fi 5(802.11ac)网络也可以提供大带宽,但随着接入密度的增加,吞吐量性能遇到瓶颈。Wi-Fi 6(802.11ax)网络通过OFDMA、UL MU-MIMO、1024-QAM和其他技术使这些服务比以前更加可靠。它不仅支持访问更多的客户端,还平衡了每个用户的带宽。比如电子教室,过去如果是100人以上的大班,传输视频或者上下游交互都是很大的挑战,而802.11ax网络可以轻松应对这种场景。
0Wi-Fi 6有多快?
5G是高速移动网络的代名词。同样,Wi-Fi 6也是高速无线局域网的代名词。Wi-Fi 6的速率由以下因素决定。
网络民工专注IT技术领域,结合实战经验,与您分享网络技术、系统集成、网络工程等一线技术分析和实战案例等深度干货文章。希望我们能一起享受科技,一起实现梦想!
微信官方账号
计算公式:
表1-2对应于不同802.11标准的单个RF 空流的最大数量
表1-3对应于802.11标准的符号和GI数据
表1-4对应于802.11标准的QAM
表1-5对应于802.11标准的码率
表1-6对应于802.11标准的子载波数量
网络民工专注IT技术领域,结合实战经验,与您分享网络技术、系统集成、网络工程等一线技术分析和实战案例等深度干货文章。希望我们能一起享受科技,一起实现梦想!
微信官方账号
此时,我们可以计算HT80带宽中802.11ac和802.11ax之间的单空流的最大速率:
0Wi-Fi 6核心技术
Wi-Fi 6(802.11ax)继承了Wi-Fi 5(802.11ac)的所有高级MIMO特性,并针对高密度部署场景增加了许多新特性。以下是Wi-Fi 6的核心新功能。
3.1 OFDMA频分复用技术
在802.11ax之前,数据传输采用OFDM模式,通过不同的时间段来区分用户。每个时间段,一个用户完全占用所有子载波,发送一个完整的数据包,如下图所示。
图1-3 OFDM工作模式
802.11ax引入了更高效的数据传输模式,称为OFDMA(因为802.11ax支持上行和下行多用户模式,所以也可以称为MU-OFDMA)。它通过给不同用户分配子载波,在OFDM系统中增加多址接入,实现信道资源的多用户复用。到目前为止,它已经被许多无线技术采用,如3GPP LTE。此外,802.11ax标准也模仿LTE,最小的子信道称为“资源单元(RU)”。每个RU包含至少26个子载波,并且根据时频资源块RU来区分用户。首先,我们将整个信道的资源划分为固定大小的小时频资源块RU。在这种模式下,用户的数据承载在每个RU上,所以从总的时频资源来看,每个时间片内可能有多个用户同时传输,如下图所示。
图1-4 OFDMA工作模式
与OFDMA相比,OFDM通常有三个优点:
图1-5频域中不同子载波的信道质量
表1-7不同带宽下的ru数量
图1-6 20 MHz下ru位置示意图
网络民工专注IT技术领域,结合实战经验,与您分享网络技术、系统集成、网络工程等一线技术分析和实战案例等深度干货文章。希望我们能一起享受科技,一起实现梦想!
微信官方账号
ru越多,发送分组消息时多用户处理效率和吞吐量越高。下图显示了模拟的优势:
图1-7 OFDMA和OFDM模式下的多用户吞吐量仿真
3.2 DL/UL MU-MIMO技术
MU-MIMO使用信道间[/k0/]分集在相同带宽上发送独立数据流。与OFDMA不同,所有用户使用整个带宽,从而带来复用增益。接收天线的数量受到终端大小的限制。一般来说只有一两个空流间(天线),比AP的空流间(天线)少。因此,通过在AP中引入MU-MIMO技术,可以同时实现AP和多个终端之间的数据传输,大大提高了吞吐量。
图1-8 SU-MIMO和MU-MIMO之间的吞吐量差异
图1-9调度序列1-9 8x8 MU-MIMO AP下行多用户模式
图1-10多用户模式的上行调度序列
尽管802.11ax标准允许OFDMA与MU-MIMO同时使用,但是OFDMA不应与MU-MIMO混淆。OFDMA支持多用户通过细分信道(子信道)提高并发效率,MU-MIMO支持多用户通过使用不同的空inter-stream提高吞吐量。下表是OFDMA和MU-MIMO之间的比较:
表OFDMA和MU-MIMO的比较
3.3高阶调制技术(1024-QAM)
网络民工专注IT技术领域,结合实战经验,与您分享网络技术、系统集成、网络工程等一线技术分析和实战案例等深度干货文章。希望我们能一起享受科技,一起实现梦想!
802.11ax标准的主要目标是在多用户高密度场景下增加系统容量,减少时延,提高效率,但更好的效率和更快的速度并不相互排斥。802.11ac采用256-QAM正交调幅,每个符号传输8比特数据(2 ^ 8 = 256),802.11ax采用1024-QAM正交调幅,每个符号比特传输10比特数据(2 ^ 10 = 1024),比802.11ac高25%。
图1-11星座1-11 256-QAM和1024-QAM的比较
应当注意,在802.11ax中成功使用1024-QAM调制取决于信道条件。更密集的星座点距离需要更强大的EVM(误差向量幅度,用于量化无线电接收机或发射机在调制精度方面的性能)和接收灵敏度函数,信道质量要求高于其他调制类型。
3.4 空分复用技术(SR)和BSS着色着色机制
Wi-Fi射频的传输原理是,在任何给定的时间,只有一个用户被允许在一个信道上传输数据。如果Wi-Fi AP和客户端在同一频道上检测到其他802.11无线电传输,它们会自动避免冲突并延迟传输,因此每个用户必须轮流使用。因此,信道是无线网络中非常宝贵的资源,尤其是在高密度场景下,信道的合理划分和利用将对整个无线网络的容量和稳定性产生很大的影响。82.11ax可以工作在2.4GHz或5GHz频段(不像802.11ac只能工作在5GHz频段),在高密度部署中可能会遇到可用信道太少(尤其是2.4GHz频段)的问题。如果能够提高信道的复用能力,系统的吞吐能力将会提高。
在802.11ac及之前的标准中,通常采用动态调整CCA门限的机制来改善同频信道间的干扰。通过识别同频干扰强度,动态调整CCA门限,忽略同频弱干扰信号,实现同频并发传输,提高系统吞吐量。
图1-12 802.11默认CCA阈值
例如,如下图所示,AP1上的STA1正在传输数据。这时,AP2也想向STA2发送数据。根据Wi-Fi射频传输原理,需要先听信道是否空空闲。默认情况下,CCA阈值为-82dBm。如果发现信道已经被STA1占用,那么AP2将延迟发送,因为它不能并行发送。实际上,所有与AP2相关联的同信道客户端都将延迟发送。引入了动态CCA阈值调整机制。而当AP2感知到同频被占用时,可以根据干扰强度调整CCA门限监听范围(例如-82dBm到-72dBm),从而避免干扰的影响,实现同频并发传输。
图1-13动态CCA阈值调整
由于Wi-Fi客户端设备的移动性,在Wi-Fi网络中检测到的同频干扰不是静态的,而是会随着客户端设备的移动而变化,因此引入动态CCA机制是非常有效的。
802.11ax中引入了一种新的同信道传输的识别机制,称为BSS着色机制。BSS颜色字段被添加到PHY报头中,以对来自不同BSS的数据进行“着色”,并且颜色被分配给每个信道,这标识了不应被干扰的一组基本服务集(BSS)。接收机可以尽早识别同信道传输的干扰信号并停止接收它们,从而避免浪费收发机时间。如果颜色相同,则认为是同一BSS中的干扰信号,传输会延迟;如果颜色不同,则认为它们之间没有干扰,两个Wi-Fi设备可以在相同的信道和频率上并行传输。在这样设计的网络中,那些颜色相同的通道彼此相距甚远。此时,我们使用动态CCA机制将这种信号设置为不敏感。事实上,它们不太可能互相干扰。
图1-14不带BSS颜色的机构和带BSS颜色的机构之间的比较
3.5扩展覆盖范围(ER)
网络民工专注IT技术领域,结合实战经验,与您分享网络技术、系统集成、网络工程等一线技术分析和实战案例等深度干货文章。希望我们能一起享受科技,一起实现梦想!
微信官方账号
由于802.11ax标准采用了长OFDM符号传输机制,每次数据传输的时长从原来的3.2us增加到了12.8us,更长的传输时间可以降低终端的丢包率。此外,802.11ax只能使用2MHz带宽进行窄带传输,有效降低了频段内的噪声干扰,提高了终端接受灵敏度,增加了覆盖距离。
图1-15长OFDM符号和窄带传输提高覆盖距离
04 Wi-Fi 6(802.11 ax)的其他新功能
之前的核心技术已经证明了802.11ax带来的高效传输和高密度容量,但802.11ax并不是Wi-Fi的最终标准,它只是高效无线网络的开始。新标准802.11ax仍然需要兼容旧标准的设备,要考虑未来物联网网络、绿色节能等方向面临的发展趋势。以下是802.11ax标准的其他新功能。
4.1支持2.4GHz频段
我们都知道2.4GHz的带宽很窄,20MHz的只有3个通道(1、6、11)互不干扰,在802.11ac标准中已经被放弃了。但不可否认的是,2.4GHz仍然是一个可用的Wi-Fi频段,在很多场景下仍然被广泛使用。所以802.11ax标准为了充分利用,选择继续支持2.4GHz。
优势:覆盖范围
在无线通信系统中,频率较高的信号比频率较低的信号更容易穿透障碍物,频率越低,波长越长,衍射能力越强,穿透能力越差,信号损耗衰减越小,传输距离越远。5GHz频段虽然能带来更高的传输速度,但信号衰减也更大,所以传输距离比2.4GHz要短,所以我们在部署高密度无线网络时,2.4GHz频段不仅用来兼容老旧设备,还有很大的覆盖边缘区域填补盲区的作用。
优点:成本低
目前仍有上亿台2.4GHz设备在线使用。就连现在正在成为趋势的物联网网络设备,也使用2.4GHz频段。对于一些低流量的业务场景(如电子围栏、资产管理等。),还有很多终端设备。成本更低的只支持2.4GHz的终端是非常划算的选择。
4.2目标唤醒时间(TWT)
目标唤醒时间TWT(Target Wake Time)是802.11ax支持的另一个重要的资源调度功能,它借鉴了802.11ah标准。它允许设备协商何时以及多长时间唤醒,然后发送或接收数据。此外,Wi-Fi AP可以将客户端设备分组到不同的TWT周期中,从而减少唤醒后同时竞争无线媒体的设备数量。行波管还增加了设备的睡眠时间,对于电池供电的终端,大大增加了电池寿命。
802.11ax AP可以与STA协调使用目标唤醒时间功能,AP和STA将相互交换信息,这些信息将包括预期的活动持续时间,以定义STA访问媒体的特定时间或一组时间,从而避免许多不同STA之间的竞争和重叠。此外,支持802.11ax标准的sta可以使用TWT来降低能耗,并在自己的TWT到来之前进入睡眠状态。AP可以另外设置TWT调度计划并将TWT值提供给STA,从而在双方之间不需要单独的TWT协议。这种操作被称为“广播行波管操作”。
图1-16广播目标唤醒时间操作
大家可以参考小编上面的80211ax和80211ac区别,802.11ax和802.11ac区别介绍,希望能够对大家有帮助,在平时的使用时候,需要定期的进行维护与保养,这样的话可以起到一个很好的保证作用。