Wi-Fi 6 对我们的日常生活有哪些帮助 | 科普

大家手上的设备越多，就越能感受到无线网络带来的便利性。

从去年年底开始，一个全新的名词「 Wi-Fi 6 」出现在大家眼前。Wi-Fi 6 是什么？它能带来哪些好处？我该怎么享受到它？这些关于 Wi-Fi 6 的疑问，将在这篇文章里得到解答。

Wi-Fi 6 是什么？

Wi-Fi 6 就是下一代 Wi-Fi 技术。

和过去的 Wi-Fi 技术一样，Wi-Fi 6 也依然做的是你熟悉的工作——让你手上的设备无需任何线缆就可以接入互联网。当然新的无线技术不仅能让你的设备更快地接入互联网，它还提供了更大的无线容量、更高的可靠性以及其他的特性，我们将在下文中详细地展开和解释。

Wi-Fi 6 对于以前所有的 Wi-Fi 技术都是兼容，当你换了一个 Wi-Fi 6 的路由器或者接入点 ¹   （Access Point）你的设备都是能正常工作的，只不过新的特性也需要使用支持 Wi-Fi 6 的设备。

Wi-Fi 6 还会被叫做 802.11ax (或者 IEEE 802.11ax)，后面一种命名方式对普通的消费者而言，不仅难以记忆还没办法比较哪一个更好。好在 IEEE 标准协会注意到了这点，在 2018 年 10 月将 802.11ac 改名叫做 Wi-Fi 5，更老的 Wi-Fi 协议也同样变为 Wi-Fi + 数字 的形式，方便用户进行记忆和对比： 数字越大的，版本越新 。

Wi-Fi 6 带来了哪些好处

更快的速度

几乎所有的无线协议新一代的速度都会比上一代快，Wi-Fi 6 自然也在这方面做了不少努力，它 最大可以达到 9.6 Gbps （大约是 1.2 GB/s，不过想要达到这一速度条件非常苛刻而已），对比上一代的 Wi-Fi 5 最大的速度只有 3.5 Gbps，提升了一倍以上。

我相信肯定有人会说：「Wi-Fi 6 那么快的速度只有在实验室里才能达到」、「我互联网速度用不到那么快的 Wi-Fi 6」、「日常生活里根本用不到 Wi-Fi 6 这样的速度」

但是不能否认的是：理论速度比上一代快，意味着 Wi-Fi 6 可以有更大的带宽给每个设备，而 Wi-Fi 6 其他特性可以动态的分配带宽，让每个设备都可以 满足潜在的最大速度 。打一个形象的例子：Wi-Fi 6 路由器就像是一个新的物流中心，能容纳比上一个物流中心多了一倍的货物，同时它还有一个非常智能的「调度中心」，可以将每卡车正好塞满多个客户刚好需要的量，几辆车一起发车，运送到不同用户的手里。

而为了达到更快的速度和更精准的调度 Wi-Fi 6 引入了几个新技术：

MU-MIMO多用户多输入多输出：可能有不少读者已经在别的地方看到 Wi-Fi 5 中已经使用了这项技术，但是 Wi-Fi 6 中将它应用到了上行链路中。

MU-MIMO 分为 MU 和 MIMO 两部分， MIMO 代表了多输入和多输出，（对于无线路由器/接入点来说）就是让 多条天线 在一个无线电频率上向同一个设备 同时发送和接收数据 的技术，打个形象的比喻就是： 多辆卡车同时在一条路上向同一个用户发货 。MIMO 能提升的性能和数据流（也被称为空间流）有关，一般用类似 8x8 这样字段来表示， x 前面表示发射天线数量， x 后面则表示接受天线的数量，能同时工作的天线数量越多自然更快。Wi-Fi 6 第一代无线路由器/接入点最大支持 8x8 规模的空间流，而 Wi-Fi 5 只支持 4x4 个，而随着 Wi-Fi 6 的发展空间流的规模还会越来越大，速度还会越来越快。

MU则代表了多用户，当多个设备同时接在无线路由器/接入点上时，每个设备都可以建立独立的互不相同的 MIMO 数据流，减少相互之间的竞争，不支持 MU 的无线路由器/接入点同一时间 MIMO 只能服务于一个设备。

160 Mhz 宽频段技术同样来自 Wi-Fi 5，不过在 Wi-Fi 6 标准中，无线路由器/接入点必须要支持 160 Mhz 宽频段。频段宽度就和道路宽度一样， 更宽的频段能一次运输更多的数据，也就是更宽的道路可以开更大的卡车一次去运输更多的货物 。过去既定的「道路宽度」是 80Mhz。所以 160Mhz 宽频段可以使用连续的 80Mhz 频段，也可以使用非连续的 80Mhz 频段组成，非常自由。

OFDMA是 Wi-Fi 6 引入的一个新技术，能够在一次传输机会（TXOP）中向多个设备发送接收数据，而没有这项技术的 Wi-Fi 5 每一次只能向一个设备发送接收数据。OFDMA 实际上就是将整个频段拆分成每个设备需要的频段，从最小的 2MHz （适用于需要远距传输的 IoT 物联网传感器） 到最大的 160 Mhz 频段（适用于较近距离高速率传输），之间灵活调整。

OFDMA 功能也可以打个形象的比方：物流中心给某个客户发货的时候，发现卡车没填满，老的调度系统（Wi-Fi 5）会选择直接发货，然后再给下一个客户发货，下一个客户同样没填满卡车，依次往复；而 新的调度系统（Wi-Fi 6）会尝试填满整个卡车，这个卡车会一次性把所有的货物发给每个不同的客户 。OFDMA 技术可以帮助设备访问互联网时大幅度减少延迟，提高传输效率。

以上就是三项主要的提升 Wi-Fi 6 传输速率的技术解释，当然 Wi-Fi 6 提升速率手段远不止这三个，还包括了：

• 1024-QAM：在相同环境下能够编码更多的数据，有效提高吞吐量。
• 灵活的传输间隔安排：减少上一次传输干扰下一次传输的可能性，同样可以提高吞吐量。
• 6Ghz 频道的使用：未来6Ghz 频道也将加入 Wi-Fi 6 协议中，并标记为 Wi-Fi 6E，能提供更快的传输速率、更多的频道容量以及更低的延迟。

更长的电池续航

Wi-Fi 6 技术除了让网络变得更快以外，它还能让设备在待机环境下变得更加省电，这个技术被称为 目标唤醒时间（TWT） 模式。

过去 Wi-Fi 协议使用的节能模式会周期性地主动唤醒设备，让设备接收存放在无线路由器/接入点缓冲区中的数据。而有些设备（比方说部分 IoT 传感器）可能不需要那么频繁的唤醒，过于频繁的唤醒反而会让它们的电池寿命缩短很多。

而 TWT 省电模式则是：按照 设备期望的唤醒周期 ，向设备传输数据，这样每个设备都可以有截然不同的唤醒周期，无线路由器/接入点可以更好得进行调度，满足各式各样的节电需求。

TWT 省电模式搭配 OFDMA 技术还可以帮助设备，在复杂的传输周期里，依然可以按照预定的计划发送和接收数据，而不会造成消息延迟，随着未来家中的 IoT 设备越来越多，TWT 省电模式和 OFDMA 技术搭配也会显得更加重要。

更好的网络安全性

我们正在使用的 WAP 2 加密方式已经服役了 16 年了，很多安全特性放到今天来看已经非常过时了，所以 Wi-Fi 6 将使用更加安全的 WAP 3。

首先是优化了连接到 Wi-Fi 时的握手阶段，在握手阶段，过去的 WAP 2 是可以尝试使用字典暴力破解密码（通俗来说就是一个一个去试），而 WAP 3 会在多次尝试失败以后直接将客户端拉进「黑名单」。

接下来改进的就是一键接入功能，用 DPP 去替代 WPS，WPS 功能早就有非常多的安全问题了。但是又不能没有一键接入，不然没有显示接口的设备（比方说 IoT 传感器、智能灯泡等）要怎么接入互联网。所以 WAP 3 中使用了全新的 DPP 协议，DPP 协议可以让用户使用更现代的方式——通过二维码、密码、NFC 和蓝牙安全地添加设备到互联网中。

第三个优化了的场景就是公共网络，WAP 2 下公共网络其他人可以直接读取所有人的访问记录，而 WAP 3 会对公共网络下的每一个设备都提供单独的互不相同的加密方式，保护每个人的隐私。

最后改进了加密方式，WAP 3 将加密位数提升到了 192 位，简单来说你在没设定 Wi-Fi 密码的时候，你的数据也是受到一定强度的加密保护的。当然设定 Wi-Fi 密码以后这个强度还会有显著的提升。

降低来自「邻居家」的干扰

使用同一个频段无线路由器/接入点会互相干扰，导致传输性能下降。这也是为什么频宽总体更窄的 2.4G Wi-Fi 在有更多其他 2.4G Wi-Fi 的环境下性能表现会更差的原因。本来更加「宽广」的 5G Wi-Fi 是无需考虑干扰的问题的，但是随着 160Mhz 宽频段的使用以及越来越多的 5G 无线路由器/接入点，干扰自然会越来越多。

Wi-Fi 6 为了应对这一问题，将会使用 BBS 着色（BBS Coloring）的方式，来降低无线路由器/接入点之间干扰。只有相同颜色的无线路由器/接入点才会造成干扰。

抛去复杂的技术说明，简单来说 BBS 着色就是给无线路由器/接入点「涂上一层颜色」，每一个频段都是一种颜色。遇到来自不同颜色的信号时，会尽可能使用较高的信号强度去传输数据；遇到相同颜色的信号时，则会降低信号强度去减少相互之间的干扰。

BBS 着色后，无线路由器/接入点还能「感知到」周围相对空闲的频段并切换过去，降低相互之间的干扰。

Wi-Fi 6 对生活有哪些帮助？

从当下来看：Wi-Fi 6 可以有效 降低多人 在同一无线网络下进行游戏时的 延迟 ；也不会因为环境中较慢的设备拖慢了整体网络的速度；家里或者公司无线设备比较多的环境下，Wi-Fi 6 还可以 更好地给每个设备分配带宽 。

长远来看：新出的智能家具或者 IoT 设备可以有 更好的续航 ；家里还可以在不使用智能家居中枢的时候，将智能家居放在离无线路由器/接入点 更远的位置 ；自己家中的无线路由器/接入点和别人家的干扰更小，获得 更好的无线性能 。

放更长远来看：更快的速度可以让多名用户在同一范围内观看不同的 4K 甚至 8K 视频 ；还可以让我们轻松在家使用 无线 AR/VR/MR 设备 ，甚至基于游戏仓的全息游戏都可能会实现。

为了享受 Wi-Fi 6 我们要给手头的设备升个级

虽然 Wi-Fi 6 兼容老的客户端接入，但是各种新特性还是要无线路由器/接入点和接入的客户端 都支持 才行。

目前为止已经有不少设备已经通过了 Wi-Fi 6 验证了。

无线路由器/接入点

对于无线路由器/接入点来说，选购时始终要相信一分价钱一分货，这个道理。目前支持的产品如下图：

Cisco 和华为都已经推出了相应的 Wi-Fi 6 版本的接入点了，最大同时支持 2.4Ghz 4x4 和 5Ghz 8x8 总计 12 条空间流，当然价格也非常不便宜就是了。

设备

目前支持 Wi-Fi 6 的设备和相关如下图（下图仅仅只是举例）：

160Mhz 和 MU-MIMO 的取舍

在这篇文章的最后，我还想和大家聊一聊换了 Wi-Fi 6 无线路由器/接入点以后关于 160Mhz 和 MU-MIMO 的取舍问题。

MU-MIMO 同时通信是有上限的，因为空间流流是不可能超过它天线的数量的，每个无线路由器/接入点的技术详情里都会明确标注 2.4G 和 5G 的天线数量。这里以 Cisco Catalyst 9130AX 接入点的 Wi-Fi 6 技术说明为例：它最多能支持 8x8 MU-MIMO 。也就说所有的空间流（卡车）加起来不能超过 8 个，但是这 8 个空间流可以以 任意分配 给客户端：可以被支持 1 个 8x8 MU-MIMO 的客户端直接用掉；可以在2个 4x4 MU-MIMO 的客户端之间平均分配；还可以在4个 2x2 MU-MIMO 的客户端之间平均分配；还或者无规律地分配给 1个 3x3 MU-MIMO 的客户端 ，加上 1 个 2x2 MU-MIMO 的客户端，再加上 3 个 1x1 MU-MIMO 的客户端。但是无论怎么分配都不能超过 8 个空间流（卡车）。

而 160Mhz 虽然能直接让传输速度变为原来的两倍，但是会直接导致 MU-MIMO 砍半：原来支持 4x4 MU-MIMO 的无线路由器/接入点会变为 2x2 MU-MIMO ，直接导致总的可用空间流减少，进而导致其他支持 MU-MIMO 吞吐量折半，或者根本没办法分配到 MU-MIMO。而且想要体验 160Mhz 也是需要设备支持的，加上穿墙能力更差和干扰气象雷达的可能性（导致不能用），我是更推荐大家使用 80Mhz。

所以就我个人观点来看，最近几年买到了 Wi-Fi 6 无线路由器，在 4x4 MU-MIMO 或者更低的情况下，还是选择 80Mhz 频段比较好。如果你买专业接入点，它们如果有提供 8x8 MU-MIMO 的空间流，那么的确可以考虑开启 160Mhz 宽频段带来极限的速度体验，但是 80Mhz 频段依然可以让更多的设备享受到 MU-MIMO 带来的速度提升。

Wi-Fi 6 才刚刚开始

Wi-Fi 6 和其他很多新技术一样，一切才刚刚开始。它不会突然之间就改变了我们的生活，而是慢慢地在未来影响我们，让我们在更繁忙的网络下有更高速、更安全和更省电的无线体验。

以上就是 Wi-Fi 6 的科普，希望它能帮助到你。

参考内容：

1. IEEE 802.11ax: The Sixth Generation of Wi-Fi White Paper
2. Wi-Fi CERTIFIED 6
3. Status of Project IEEE 802.11ax