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干货!自连ALXB15A/B网桥采用的Wi-Fi 5标准比上一代好在哪?

2022-03-22 17:40 自连电子科技(上海)有限公司

导读:更稳定!更安全!更易用!更高效!

  802.11ac 是第五代 802.11 标准(又称 Wi-Fi 5)。在前一代标准 802.11n(又称 Wi-Fi 4)的基础上,Wi-Fi 5 通过诸多技术革新,在无线传输速率上实现了质的飞跃,最大传输速率由 600Mbps 大幅提升到 6.93 Gbps,为依赖于大流量无线传输的更多应用场景带来无限可能。

  Wi-Fi 4 与 Wi-Fi 5 的不同

  作为第五代 Wi-Fi 标准,Wi-Fi 5 是对上一代标准 Wi-Fi 4 的优化和发展。与上一代标准相比,Wi-Fi 5 在传输速率上有较大提升。两者主要差异如下:

  1)Wi-Fi 5 引入了新的技术或者扩展了原有的技术以增加吞吐量或接入用户数。例如:256-QAM、MU-MIMO 等。

  2)Wi-Fi 5 优化了协议,放弃了原先的很多可选性以减少复杂度。例如:TXBF 放弃了支持隐式 TXBF,信道探测和反馈方式也只支持一种方式。

  3)Wi-Fi 5 保持与旧协议的兼容性。例如:改进了物理层帧结构,考虑了不同信道带宽共存时的信道管理等。

  Wi-Fi 5 的关键特点

  更大的带宽

  Wi-Fi 5使用频谱资源更为丰富的5GHz频段进行通信。在20MHz带宽和40MHz带宽的基础上,Wi-Fi 5允许将信道进一步绑定为80MHz带宽、80+80MHz带宽(不连续)和160MHz带宽。可变带宽的设计在信道带宽上保留了向小带宽信道的兼容性,同时带宽增加也带来了吞吐量的大幅提升,给用户带来更好的体验。

  2.动态信道管理

  对于多种带宽的信道并存的情形,Wi-Fi 5 定义了动态信道管理机制,在 80 MHz 和 160 MHz 带宽的子信道繁忙时仍然可以在其余可用的子信道上传输数据,充分利用信道资源。

  动态带宽管理几乎是为了频谱复用而设计的,通过动态信道管理可以增加信道的利用率,减少信道之间的干扰。在这种机制下可以让两个 AP 同时工作在一个相同的信道上。

  3.MU-MIMO

  多流可以大大增加单用户的业务吞吐量。由于现网中大量终端(尤其是移动智能终端)仍然是单流,相对于多流的终端传输相同的大小的数据需要占用更多的空口时间,单流终端成为提升接入用户数的一个瓶颈。Wi-Fi 5 引入多用户 MIMO 技术(MU-MIMO),在不改变用户带宽和通信频段的情况下,AP 可以同时向最多 4 个无线终端发送不同的数据,充分发挥空口性能。

  4.MCS

  相较于 Wi-Fi 4,为了提高吞吐量,Wi-Fi 5 引入了调制效率更高的更高阶调制方式 256-QAM,支持 3/4 和 5/6 两种码率,MCS 方式也因此增加到了 10 种。MCS 越高,吞吐量越高。256-QAM 提升了效率,但其对无线环境的要求也更加苛刻,对信噪比(SNR)的要求要比 64-QAM 更高。因此,MCS8 与 MCS9 一般会适应在终端离 AP 比较近的场景下,这种场景下有用信号强,干扰信号弱,更容易满足 SNR 要求(SNR=有用信号/干扰信号)。

  5.帧聚合

  在 Wi-Fi 中每一个帧的传输都需要在空口中进行,通过 CSMA/CA 的方式取得对空口的使用权。大量帧传输时,这种碰撞大大降低了空口的利用率。从 Wi-Fi 4 开始,在 MAC 层引入了帧聚合技术,将 MSDU 或 MPDU 进行聚合后再进行物理层封装,使得多个帧使用同一个物理头,提高封装效率,减少对空口的占用和争抢次数。在 Wi-Fi 5 中,MPDU 帧的大小和 A-MPDU 帧的大小得到了增加,并且只保留了 A-MPDU,进一步提高了无线传输效率和可靠性。

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