無線路由器、網狀網絡向WiFi 6的過渡

安森美半導體無線聯接和信號處理業務產品高級經理 Anubhava Jain

WiFi技術

IEEE 802.11是定義國際WiFi標準的技術體系。802.11 n/ac/ax表示802.11ac的特定標準，該標準于2013年底發布，于2016年更新，也被稱為WiFi 5。之后，802.11ax（WiFi 6）出現。WiFi 5（11ac-160 MHz）可以達到的理論最大速度為6.9 Gb/s，而WiFi 6（11ax-160 MHz）可以達到9.6 Gb/s。WiFi 5工作在5 GHz頻段，而WiFi 6支持2.4 GHz，5 GHz和6 GHz頻段。

“頻段”代表什么？

雙/三頻路由器是當下主流。雙頻意味著路由器使用頻譜的2個頻段來傳輸數據包，即2.4 GHz和5 GHz。三頻路由器使用2.4 GHz，5 GHz和6 GHz頻段傳輸數據，支持設備使用頻段控制算法選擇網絡，通過平衡三個頻段中每個頻段的負載來減少網絡的擁塞。2.4 GHz頻段比5 GHz和6 GHz頻段更擁擠。但使用2.4 GHz頻段的優勢之一是比5 GHz/6 GHz的穿墻效率高，可確保更好的覆蓋范圍。在后一種情況下，8×8多輸入多輸出（MIMO）模式將有助于范圍擴展。

天線和空間流

MIMO規范在4×4，1×1等天線配置方面具有重要的作用。數字表示發射（Tx）/接收（Rx）天線的數量。選擇合適路由器的另一個考慮是空間流（SS），通常將其表示為4×4∶4，表示它們使用4SS通過空間復用在同一信道上發送獨特數據。WiFi 5/6最多支持8SS。天線越多，用于多個同時數據流的能力就越強，并且波束成形得到改善，以便利用補償的相移來引導各流，從而實現更高的吞吐量。因此，在選擇相關路由器或進行網絡配置時，請務必查看互聯網服務提供商（ISP）的速度包（以Mb/s為單位），以確保所選設備能夠達到要求的覆蓋范圍。部分ISP提供集成單元（調制解調器/路由器在一個單元中）以供出租。對于更多精通技術的用戶而言，可在研究設備功能可用性后購買相關設備。選擇路由器時要考慮的其他事項包括多核處理器和出于安全考慮的WPA3加密。

網狀網絡

鑒于很多人已經適應了遠程工作和虛擬學習，并發用戶和設備的數量有所增加。之前，家用路由器的原始吞吐量是關鍵，而如今，邊緣的網絡彈性和覆蓋范圍同樣重要。為了提高速度的區域最大化WiFi覆蓋范圍，應使用網狀網絡。

將WiFi擴展器（pods）聯接到主中樞，由中樞通過以太網電纜連接寬帶網關形成網絡，實現更好的網絡覆蓋。這種拓撲結構通過重新廣播數據包使切換變得完美，并使得pods成為虛擬訪問點，從而使死點“不死”。典型的路由器可覆蓋2 500平方英尺的面積，而網狀網絡可以將覆蓋面積增加一倍，最大為5 000平方英尺，而這取決于pod的數量（通常為2～3個）。

得益于人工智能的支持，pods可選擇網絡中速度最快的路由，并根據需求優化帶寬。若節點已同步，則可通過智能手機中的應用程序輕松管理。

過渡到WiFi 6/6E

WiFi 6利用8×8 MU-MIMO、OFDMA、擴展范圍和基本服務集（BSS）著色等關鍵功能實現更好的空間復用。在WiFi 6中，網絡擁塞得以減少，容量、性能得以提高，功耗減少。通過設置目標喚醒時間（TWT）更好地實現電源管理，也可以通過WPA3增強網絡安全性，或借助1024 QAM提高吞吐量。

最近美國聯邦通信委員會（FCC）批準，將開放1 200 MHz的頻譜供WiFi使用。預計6 GHz頻段的引入將為WiFi 6設備提供新的性能，并擴展其可用性。

WiFi標準IEEE 802.11be被設置為在基礎設施設備上使用16×16 MIMO架構在6 GHz頻帶中建立320 MHz信道，綜合前述技術可以將傳輸速度提高到40 Gb/s以上。

安森美半導體的WiFi 6方案旨在適應向WiFi 6E的過渡，同時滿足主流6 GHz應用的需求。隨著WiFi 6E基礎設施的激增，將為6 GHz生態系統注入活力?？蛻舳嗽O備還將得益于更高的能效、更少的干擾以及更低的延遲和抖動，從而在多個應用和環境中為用戶提供更好的體驗。