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速度大幅進化 Wi-Fi 6開創串流應用新資源
令人期待的無線技術

【作者: 王岫晨】   2021年10月22日 星期五

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Wi-Fi在過去幾年歷經了多次進化,每一代的推出,都大幅提升了原始資料傳輸速率和其他效能規格。Wi-Fi 6儘管在原始資料傳輸速率上只有些微提升,但其標準在頻譜重複使用和多通道容量上的改善,卻使實際的資料處理量與使用體驗提升達四倍之多。Wi-Fi 6的多通道容量能在有限空間內實現多重裝置的連線、減少干擾,同時達到最大程度的室內資料處理。


在今天,Wi-Fi PA(放大器)是除了手機PA以外的第二大成長點。Wi-Fi 6與5G搭配,可以實現全場景的覆蓋,使網路速率、節能效率得到大幅度提升。未來,隨著物聯技術持續普及,Wi-Fi 6的市場可望得到快速持續的成長。


Wi-Fi 6標準問世

「Wi-Fi」是由非營利的Wi-Fi聯盟所創造的名詞,指的是一組基於IEEE 802.11網路標準的無線網路通訊協定。Wi-Fi技術自90年代末以來就已經存在,但在過去十年中該技術有了大幅的提升。Wi-Fi已經為無線網路市場帶來了巨大變化,除了把消費者的生活帶入網路世界,無線網際網路也使得智慧聯網生活得以成真。Wi-Fi技術的最新版本是Wi-Fi 6。


Wi-Fi 6是新世代的Wi-Fi標準,也稱為802.11ax,是最新推出的短距離無線通訊技術。此標準以強大的802.11ac為基礎,提升效率、彈性和擴展能力,增加新網路與現有網路的速度和容量,來因應新世代應用程式的需求。電機電子工程師學會(IEEE)提出Wi-Fi 6的標準,目的在於結合Gigabite乙太無線網路的自由特性和速度,以及認證無線電的可靠性和可預測性。


為了突顯每代技術之間的差異以方便辨認,Wi-Fi聯盟最近採用了一種更為傳統的命名慣例,捨棄了技術層次過高的802.XX命名方式,改為更簡化的數字尾碼,例如Wi-Fi 5,或者Wi-Fi 6等。這種更簡單的標籤慣例(Wi-Fi 6與802.11ax相比)能讓使用者更容易知道所使用的技術是哪一代,並且能夠確定支援該版本的裝置相容性。



圖一 :  Wi-Fi 6是新世代的Wi-Fi標準,提升了效率、彈性和擴展能力。(source:nxp.com)
圖一 : Wi-Fi 6是新世代的Wi-Fi標準,提升了效率、彈性和擴展能力。(source:nxp.com)

Wi-Fi 6是前幾代技術的大幅升級,儘管一般使用者似乎沒有立即感受到明顯的差異。我們可以這麼看,Wi-Fi 6的這些變化細節,可能不會明顯改變我們使用無線路由器或無線網路的方式,它是由許多漸進式的改善所組成,疊加起來就成了大幅的技術升級。Wi-Fi 6最重大的變化,是允許了更快的連線速度。


(表一)Wi-Fi網路通訊協定標準(source:intel)

代別/IEEE標準

頻率

最大連結速率

年份

Wi-Fi 6 (802.11ax)

2.4/5 GHz

6009608 Mbit/s

2019

Wi-Fi 5 (802.11ac)

5 GHz

4336933 Mbit/s

2014

Wi-Fi 4 (802.11n)

2.4/5 GHz

72600 Mbit/s

2009


Wi-Fi 6提供更快速度

由於Wi-Fi 6可以提供更大的頻寬,因此可以加快上傳和下載速度,或者讓傳輸量加大。由於檔案大小不斷增加,以及串流傳輸高品質影片,與大量線上遊戲對數據的更高要求,使得傳輸速度變得愈來愈重要。進行多人遊戲同時還能在進行串流直播,就需要大量的頻寬以及可靠穩定的連線。Wi-Fi 6的速度可以歸納為以下幾項重點:


一、Wi-Fi 6跨多個通道的最大輸送量是9.6 Gbps。相較之下,Wi-Fi 5最高只能提供3.5 Gbps。要注意這些都是理論的最大值。在現實情況下,本地端網路可能無法達到最高速度。儘管如此,具有Wi-Fi 6標準的裝置仍可享受相當快的速度。


二、與Wi-Fi 5相比,速度將會更快。在單一裝置上使用Wi-Fi路由器將會有明顯的感受。Wi-Fi 6透過多種技術來實現這些更高的資料傳輸速度,首先是資料編碼更有效率,以及藉由更強大的處理器,而能夠使用無線頻譜。


三、Wi-Fi 6最多能減少75%的延遲。Wi-Fi 6能透過更有效地處理大量網路流量,來實現低延遲的目標。對遊戲玩家而言,這表示遊戲下載更快、串流遊戲的上傳速度更佳,可以享受到最多達75%的低延遲,以及更可靠的媒體多工處理。


四、Wi-Fi 6把有線和無線訊號速度拉近到幾乎相同。這使得更多使用者可以擺脫固定線材連線到數據機的限制。在過去,許多遊戲玩家或內容製作者仍透過傳統乙太網路的纜線,直接連接到路由器或網路交換器,如此一來就無法享受無線網路提供的靈活性。Wi-Fi 6有助於進一步縮小有線和無線連線能力之間的差距。



圖二 : Wi-Fi 6可以為AR、VR、8K串流媒體等應用開創新資源。
圖二 : Wi-Fi 6可以為AR、VR、8K串流媒體等應用開創新資源。

Wi-Fi 6技術特色

與過去幾年相比,現在大多數家庭都具備了更多擁有Wi-Fi功能的裝置。從智慧手機和平板電腦,到電視或門鈴等物聯網裝置,幾乎所有設備都可以連接到無線路由器。Wi-Fi 6可以同時跟需要資料連結的多部裝置進行更好的通訊,並能在這些裝置之間更有效率地處理流量的分配與優先順序。


OFDMA(正交分頻多工存取)Wi-Fi 6實現此目標的技術之一。OFDMA可以將通道細分為子載波,並允許同時傳輸到多個端點或裝置上。Wi-Fi 6路由器可在同一個傳輸通道中傳送不同的訊號,這樣就使得路由器的單次傳輸能與多部裝置通聯,而不必讓每部裝置都要等待路由器先處理網路裡的其它資料,加速整體資料的傳輸效率。


Wi-Fi 6E

而在Wi-Fi 6問世之後,近期又出現了另一種新的Wi-Fi技術,就是Wi-Fi 6E。Wi-Fi裝置以前被限制只能使用2.4GHz和5GHz頻率,但是最近這樣的情況有所改變。在Wi-Fi 6E標準問世之後,支援Wi-Fi 6E的裝置就可以利用6GHz頻帶。6GHz頻帶可提供1200MHz的頻寬,因此非常適合在短距離內傳輸大量資料。這可以協助緩解支援Wi-Fi 6裝置的流量擁塞和干擾。事實上,可以將Wi-Fi 6E視為一條全新的且更寬的車道,該車道會加入從前的雙車道Wi-Fi通道中,並具有Wi-Fi 6的所有優點。


簡單地說,Wi-Fi 6E表示Wi-Fi 6能擴展到6 GHz頻段。Wi-Fi 6E的標準與Wi-Fi 6相同,但頻譜範圍更大。6 GHz的範圍是5.925 GHz~7.125 GHz的新頻段,可提供高達1,200 MHz的附加頻譜。其與目前頻道所使用的有限頻譜方式不同之處在於,6 GHz頻道沒有重疊或干擾。連接6 GHz頻率可帶來更大的頻寬,更快的速度與更低的延遲,如此一來,可以為AR、VR、8K串流媒體等應用,開創未來的新資源。


結語

Wi-Fi 6是非常令人期待的新一波無線存取技術。而5G的普及,更可以和Wi-Fi 6共同提升新建和現有網路的效能,讓下一代進階應用程式能展現出更好的性能。這兩項技術終將普及,屆時Wi-Fi 6和5G可望相輔相成,為無線通訊帶來更光明的新應用商機。


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