wifi6网络,802.11ax协议

情况描述:目前一台比较旧的笔记本无线网卡连不上wifi6网络,评估无线网卡不支持wifi6,不能自动获取ip的情况。

前几代 Wi-Fi(可追溯到大约 20 年前)专注于提高数据速率和速度。Wi-Fi 6(也称为 802.11ax)是新一代 Wi-Fi 技术,新的重点是效率和性能。Wi-Fi 6 技术就是要更好、更高效地利用现有射频介质。

 Wi-Fi 6通过新的信道共享功能更有效地处理客户端密度,该功能承诺在下行链路和上行链路上实现真正的多用户通信。 Wi-Fi 6还使用了一种新的客户端节电机制,可以安排唤醒时间以延长客户端电池寿命。

1999 年,随着 802.11a 和 802.11b 的批准,无线技术作为“必备”功能被商业化。802.11b 是当时最常用的标准,速度非常低——最高只有 11 Mbps(比大多数以太网有线网络低得多——但当时没有 Wi-Fi 移动设备,笔记本电脑也很少,所以 11 Mbps 很快到 2003 年,市场上推出了支持 Wi-Fi 的移动设备,便携式笔记本电脑在商务和个人用途中变得普遍。802.11g 标准随后获得批准,在 2.4 GHz 频段上提供高达 54 Mbps 的速度。

2007 年,Apple 推出了第一款 iPhone,智能手机成为现代现实。802.11n 标准于 2009 年推出,提供 100 Mbps 的可用吞吐量。802.11n 标准还带来了高达 600 Mbps 的更快理论数据速率,并支持 2.4 和 5 GHz 设备。当我们从单输入单输出 (SISO) 无线电切换到多输入多输出 (MIMO) 无线电时,802.11n 是 Wi-Fi 技术的最后一次重大范式转变。我们从被称为多路径的 RF 现象变得具有建设性而非破坏性的时代开始。到 2012 年,智能手机等无线移动设备的销量超过个人电脑。

802.11ac 于 2013 年推出,扩展并简化了 802.11n 的许多技术:但是,802.11ac 仅在 5 GHz 频段运行。尽管 802.11ac 理论上可以实现高达 6.93 Gbps 的数据速率,但在现实世界中更有可能达到 400 – 800 Mbps 的数据速率。802.11ac 还引入了一种称为多用户 MIMO (MU-MIMO) 的多用户技术;但是,执行情况很少。

如您所见,多年来,主要重点一直放在更快的速度和更高的数据速率上,以满足企业 WLAN 中的高密度需求。然而,有一个很大的误解,认为数据速率与实际吞吐量相同。此外,速度可能被高估了。如果法拉利陷入交通拥堵,每小时可以行驶300公里的法拉利有什么用?

Wi-Fi 6解决了什么问题?
尽管 Wi-Fi 是一种有弹性的技术,但它不一定是高效的。Wi-Fi同时运行在OSI模型的第一层和第二层,两层都存在效率低下的问题。

从历史上看,以前的 802.11 修正案定义了为我们提供更高数据速率和更宽信道但没有解决效率问题的技术。一个经常使用的类比是,已经建造了更快的汽车和更大的高速公路,但交通拥堵仍然存在。尽管 802.11n/ac 无线电使用更高的数据速率和 40/80/160 MHz 信道,但多种因素导致 Wi-Fi 流量拥塞,无法有效利用介质。

这导致我们遇到 Wi-Fi 交通堵塞。802.11 数据速率不是 TCP 吞吐量。永远记住,射频 (RF) 是一种半双工介质,CSMA/CA 的 802.11 介质争用协议会消耗大部分可用带宽。在实验室条件下,在一个接入点 (AP) 和一个客户端之间使用 802.11n/ac 通信可以实现 60% 到 70% 的操作数据速率的 TCP 吞吐量。在多个 Wi-Fi 客户端通过 AP 进行通信的积极参与的现实环境中,总吞吐量数字要少得多。随着越来越多的客户端争用媒体,媒体争用开销会显着增加,效率会下降。因此,总吞吐量通常最多为宣传的 802.11 数据速率的 50%。

Wi-Fi 6 (802.11ax) 技术就是为了更好、 更高效地使用现有的射频介质。更高的数据速率和更宽的信道并不是 Wi-Fi 6 的目标。目标是更好、更高效的 802.11 流量管理。大多数 Wi-Fi 6 增强功能都在 PHY 层,涉及新的多用户版本的 OFDM 技术,而不是 802.11a/g/n/ac 无线电已经使用的单用户 OFDM 技术。Wi-Fi 6 的另一个重大变化是接入点 (AP) 可以在 AP 控制媒体的同时监督到多个客户端无线电的下行链路和上行链路传输。除了这些多用户效率增强之外,Wi-Fi 6 (802.11ax) 无线电将向后兼容 802.11/a/b/g/n/ac 无线电。请注意,与只能在 5 GHz 频段上传输的 802.11ac 无线电不同,802.11ax 无线电可以在 2.4 GHz 和 5 GHz 频段上运行。

什么是 802.11ax(Wi-Fi 6)?
 802.11ax 是一份 IEEE 修订草案,定义了对 802.11 物理层 (PHY) 和媒体访问控制 (MAC) 子层的修改,以便在 1 GHz 和 6 GHz 之间的频段内高效 运行。802.11ax 的技术术语是高效率 (HE)。

为什么需要 802.11ax?
过去的修正案定义了 802.11 更高的数据速率和更宽的信道,但没有解决效率问题。大部分  802.11 数据 帧 (75-80%) 都很小,小于 256 字节。结果是 MAC 子层的额外开销和每个小帧的中等竞争开销。更高的数据速率和更宽的信道不是 802.11ax 的目标。目标是更好、更高效的  802.11 流量管理。另一个目标是在高密度 WLAN 环境中将每个用户的平均吞吐量提高 4 倍。

802.11ax 是官方 Wi-Fi 标准吗?
IEEE 目前计划在 2021 年第一季度批准 802.11ax 修正案。但是,WLAN 供应商已经在修正案批准之前发布了 802.11ax 产品。Extreme Networks 拥有完整的  802.11ax AP系列,2021 年还会推出更多。Wi-Fi 联盟于 2019 年 8 月开始使用名为 Wi-Fi CERTIFIED 6 的新认证对 802.11ax 技术进行认证。

什么是 Wi-Fi 6?
最近,Wi-Fi 联盟采用了新一代 Wi-Fi 技术命名约定。目标是新的命名约定比 IEEE 使用的字母汤命名更容易为普通消费者所理解。由于 802.11ax 技术与之前版本的 802.11 技术相比具有如此重大的范式转变,因此它被赋予了代号  Wi-Fi 6。802.11ax 和 Wi-Fi 6 是同一个意思。尽管如此,Wi-Fi 6 这个词在普通人群中会更加流行。Wi-Fi 联盟对该技术的 Wi-Fi CERTIFIED 6认证也称为  Wi-Fi 6。

802.11ax 无线电将在哪些频段运行?
与仅在 5 GHz 下运行的 802.11ac 不同,802.11ax 无线电可以传输和接收 2.4 GHz 或 5 GHz 频段。未来,802.11ax 技术也将作为 Wi-Fi 6E 的一部分在 6 GHz 频段提供。

802.11ax 是否向后兼容旧版 Wi-Fi 无线电?
是的,802.11ax 无线电能够与传统的 802.11a/b/g/n/ac 无线电通信。 802.11ax 无线电使用OFDMA 和/或 OFDMA与其他 802.11ax 无线电通信。802.11ax 无线电使用 OFDM 或 HR-DSSS 与传统无线电进行通信。当发生仅 802.11ax 的 OFDMA 对话时,RTS/CTS 机制用于延迟传统传输。

客户是否需要升级他们的 Wi-Fi 客户端才能利用 802.11ax 功能?
802.11ax 接入点不会提高任何传统 Wi-Fi 客户端 (802.11a/b/g/n/ac) 的性能或范围。802.11ax 客户端需要充分利用 802.11ax 高效功能,例如多用户 OFDMA。虽然传统客户端没有 PHY 改进,但由于新  802.11ax 接入点的更新硬件功能(例如更强大的 CPU、更好的内存处理和其他标准硬件改进),性能可以得到改进。然而,随着我们看到更多 802.11ax 客户端混合到客户端中,802.11ax 客户端设备获得的效率提升将为那些老客户端释放宝贵的通话时间,从而提高系统的整体效率。

我们什么时候才能看到大量 802.11ax 客户端?
Broadcom 制造了 70% 的客户端无线电。Wi-Fi 6 客户端已经进入市场,并且 Wi-Fi 6 作为新的默认客户端数量爆炸即将到来。Broadcom、Qualcomm 和 Intel 等所有主要芯片组供应商都在制造 2×2:2 Wi-Fi 6 无线电,这些无线电将用于智能手机、平板电脑和笔记本电脑。三星于 2019 年 2 月向市场发布了第一款 Wi-Fi 6 智能手机 Galaxy S10,但 iPhone 11 及更低版本包含 Wi-Fi 6。除了最低端的 iPad(第 7 代)和 iPad mini 之外的所有 iPad 也支持 Wi-Fi 6。2020 年底,Apple 最新款配备 Apple Silicon 的笔记本电脑和台式机也首次在 Mac 上包含 Wi-Fi 6。

英特尔已发布 100 款 Wi-Fi 新产品 行业分析师一致认为,Wi-Fi 6 技术增长将快速而猛烈。一些分析师已经预测  到 2022 年每年将出货 10 亿个 Wi-Fi 6 芯片组

客户是否需要从 802.11ac AP 升级到 802.11ax AP?如果没有很多 802.11ax 客户端,为什么客户要购买 802.11ax 接入点?
802.11ax 接入点拥有更快的处理器,并在 802.11ax 客户端进入市场时提供面向未来的验证。如果您在购买新的 802.11ax 或 802.11ac 之间做出选择,则没有理由部署旧技术。即使您的设备目前不包含 Wi-Fi 6,您下次购买时也会包含它。

多用户 (MU) 是什么意思?
术语多用户 (MU) 仅表示 AP 和多个客户端之间的传输可以同时发生,具体取决于所支持的技术。但是,  在讨论 802.11ax 时, MU 术语可能会让人非常困惑。OFDMA 和 MU-MIMO 都存在 MU 功能。

什么是 OFDMA?
正交频分多址接入 (  OFDMA) OFDM 数字调制技术的多用户版本。802.11a/g/n/ac 无线电当前 OFDM 用于 802.11 频率上的单用户传输。OFDMA 将信道细分为更小的频率分配,称为资源单元 (RU)。通过细分通道,可以同时向多个用户并行传输小帧。OFDMA 是一种将信道划分为更小的子信道以便可以同时进行多用户传输的技术。例如,一个传统的 20 MHz 信道可能被划分为多达 9 个较小的信道。使用 OFDMA,一个 802.11ax AP 可以同时向九个 802.11ax 客户端传输小帧。最初,Wi-Fi 联盟将使用  OFDMA测试四个 RU 的同时传输 在下行链路和上行链路上。对于较小的帧,OFDMA 是一种更有效地使用介质的方法。同时传输减少了 MAC 子层的过多开销以及媒体争用开销。

用作 OFDMA 子信道的资源单元 (RU) 的大小是多少?
在对20MHz信道进行细分时,AP可以指定26、52、106、242个子载波  资源单元 (RU),大致相当于2MHz、4MHz、8MHz、20MHz信道。802.11ax AP 规定在 20 MHz 信道内使用多少 RU,并且可以使用不同的组合。例如,Wi-Fi 6 接入点可以同时使用 8 MHz 频率空间与一个 802.11ax 客户端通信,同时使用 4 MHz 子信道与另外两个 802.11ax 客户端通信。

OFDMA 是下游还是上游?
两个都!AP 使用触发帧机制协调下行和上行的 OFDMA 传输。在 802.11 技术中,接入点首次可以协调上游客户端传输。AP 使用触发帧来分配客户端资源单元 (RU) 并为每个客户端设置传输时序。

OFDMA 和 MU-MIMO 是一回事吗?
不!不要将 OFDMA 与 MU-MIMO 混淆。OFDMA 通过细分信道允许多用户访问。MU-MIMO 允许使用不同的空间流进行多用户访问。接入点同时向多个客户端发送独特的数据流。802.11ax 标准还规定了 MU-MIMO 和 OFDMA 的结合使用,但预计不会得到广泛实施。

什么是 MU-MIMO?Wi-Fi 6/802.11ax 是否支持它?
Wi-Fi 6 无线电还支持称为多输入多输出 (MU-MIMO) 的辅助多用户技术。与 OFDMA 非常相似,MU-MIMO 允许在同一传输机会 (TXOP) 期间从接入点 (AP) 到多个客户端的多个用户通信下行链路。但是,MU-MIMO 不是划分频率空间,而是利用 AP 具有多个无线电和天线这一事实。MU-MIMO 接入点同时向多个客户端传输独特的调制数据流。目标是通过使用更少的通话时间来提高效率。

下行链路 MU-MIMO 首次在第二代 802.11ac 无线电中引入。然而,目前市场上很少有支持 MU-MIMO 的 802.11ac (Wi-Fi 5) 客户端,而且该技术也很少在企业中使用。

Wi-Fi 5 (802.11ac) MU-MIMO 和 Wi-Fi 6 MU-MIMO 之间的一个关键区别是有多少 MU-MIMO 客户端同时与 AP 通信。Wi-Fi 5 仅限于只有四个客户端的 MU-MIMO 组。Wi-Fi 6 旨在在下行链路和上行链路中支持高达 8×8:8 MU-MIMO,这使其能够同时为多达八个用户提供服务,并提供更高的数据吞吐量。

下行链路 MU-MIMO 将在 Wi-Fi 6 无线电中可用。第一代 Wi-Fi 6 无线电不支持上行链路 MU-MIMO。

哪个更好:OFDMA 还是 MU-MIMO?
大多数行业专家认为 OFDMA 是 802.11ax 提供的最相关的技术。下行链路 MU-MIMO 是随 Wave-2 802.11ac 接入点引入的。然而,在室内环境中实际实施 MU-MIMO 的情况很少见:

当前市场上几乎不存在支持 MU-MIMO 的 802.11ac 客户端,而且该技术也很少在企业中使用。但是,802.11ax 客户端将支持下行链路 MU-MIMO。
MU-MIMO 需要空间分集。因此,客户端之间的物理距离是必要的。大多数现代企业 Wi-Fi 部署涉及高密度用户,这不利于 MU-MIMO 条件。
由于 MU-MIMO 需要空间分集,因此客户端和 AP 之间必须有相当大的距离。大多数现代企业 Wi-Fi 部署涉及高密度用户,这不利于 MU-MIMO 条件。
MU-MIMO 需要传输波束成形 (TXBF),这需要探测帧。探测帧增加了过多的开销,尤其是当大部分数据帧很小的时候。
MU-MIMO 仅在极低密度、高带宽环境中才是有利的选择。
如果所有条件都相同,请快速比较每种技术的潜在好处:

OFDMA

多用户多输入多输出

提高效率

增加容量

减少延迟

每个用户的速度更高

最适合低带宽应用

最适合高带宽应用

最好是小包装

最好用大包

MU-MIMO 的一个很好的用例是建筑物之间的点对多点 (PtMP) 桥接链路。MU-MIMO 所需的空间分集存在于此类室外部署中。

在企业中使用带有 802.11ax 的 80 MHz 或 160 MHz 信道会有什么优势吗?
理论上,BSS 颜色可以提供利用  80 MHz 信道的能力。但是,这是假设不存在遗留设备。实际上,为 20 MHz 信道设计仍然是最佳实践。如果在 5 GHz 频段部署 40 MHz 信道,设计最佳实践保持不变:

仅在 DFS 通道可用时使用。
厚壁
发射功率低
如果 802.11ax 引入 1024-QAM 调制,那么数据速率会更高吗?
好吧,总有例外。802.11ax 无线电支持 1024-QAM 调制,这也意味着一些新的调制和编码方案 (MCS) 定义了一些更高的数据速率。与 256-QAM 非常相似,802.11ax 无线电需要非常高的 SNR 阈值(~ 35 dB)才能使用 1024-QAM 调制。需要 802.11ax AP 和 802.11ax 客户端之间具有低本底噪声和近距离的原始 RF 环境。

802.11ax 是否有利于物联网 (IoT) 设备?
 802.11ax 还包括对物联网设备非常有用的目标唤醒时间 (TWT)   。TWT首先在802.11h下提出。TWT 使用基于 802.11ax 客户端和 802.11ax AP 之间预期流量活动的协商策略来为每个客户端指定预定的唤醒时间。802.11ax   IoT 客户端可能会休眠数小时并节省电池寿命。

什么是 BSS 着色?
 BSS Color  BSS Coloring)是一种解决由于重叠基本服务集 (OBSS) 而导致的媒体争用开销的方法。BSS 颜色旨在唯一标识不同的 BSS,即使它们在同一信道上传输。802.11ax 无线电可以通过向 PHY 和 MAC 标头添加数字(颜色)来区分 BSS。相同颜色的位表示内部 BSS。不同的颜色位表示 BSS 间。BSS 间检测意味着监听无线电可能不必延迟。自适应 CCA 实施可以提高 BSS 间帧的信号检测 (SD) 阈值,同时保持 BSS 内流量的较低阈值。BSS Color 可能会减少由现有 4 dB 信号检测 (SD) 阈值导致的信道争用问题。

802.11ax 是否有三个保护间隔?
是的,802.11ax  定义了 0.8us、1.6us 和 3.2us 的三个保护间隔。较长的保护间隔将增强延迟扩展保护。预计在室外环境中具有更好的弹性。

4×4:4 接入点和 8×8:8 接入点哪个更好?
一些 WLAN 供应商使用非 Broadcom 芯片组提供 8×8:8 接入点。它支持八个 5 GHz 数据流和四个 2.4 GHz 数据流。 关于8×8:8 AP 与 4×4:4 802.11ax AP 的一些关键点应该被理解 :

8×8:8 AP 更昂贵并且需要更多功率。8×8:8 AP 的主要优势是利用 MU-MIMO 功能,802.11ax 客户端需要支持该功能。无论数据流数量如何,所有 AP 都将支持相同数量的 802.11ax OFDMA 客户端。使用 OFDMA 技术时,8×8:8 AP 与 4×4:4 相比没有真正的优势。
Extreme AP 使用 Broadcom 芯片组。该芯片组提供一个 4×4:4 2.4 GHz 无线电和一个 4×4:4 5 GHz 无线电。但是,其中一个无线电是自适应软件可选无线电 (SSR),这意味着您可以在单个 AP 中拥有两个双 5 GHz 4×4:4 802.11ax 无线电。几乎所有 Extreme 802.11ax 接入点都具有软件可选无线电 (SSR),支持双 5 GHz 功能。
Extreme 一直是双 5 GHz 技术的领导者。在两个独立的 5 GHz、20 MHz 信道上传输的两个双 5 GHz 4×4:4 802.11ax 无线电将提供更好的性能和效率。竞争对手的 AP 8X8:8 无线电在单个 5 GHz/20 MHz 信道和单个 2.4 GHz/20MHz 信道上传输。
会有 8×8:8 的客户端吗? 
8×8:8 客户端的电池续航时间约为 5 分钟。大多数 Wi-Fi 移动客户端设备(例如智能手机)使用双频 2×2:2 无线电,因为 8×8:8 无线电会耗尽电池寿命。将来,您可能会在高端笔记本电脑或台式机中使用一些 4×4:4 客户端无线电。

您的一些竞争对手声称我们需要来自 802.11ax AP 的 10 Gbps 上行链路。这是真的?我们至少需要 2.5 个多千兆 (802.3bz) 以太网端口吗?
让我们从历史上看一下:

802.11n:  2009 年,当 802.11n 首次亮相时,我们将需要聚合 GbE 端口和两条电缆。没有发生。
802.11ac:  2013 年有人声称,当 802.11ac 没有出现时,我们将需要带有两条电缆的聚合 GbE 端口。
802.11ac – Wave 2: 当第二代 802.11ac 芯片组于 2016 年首次亮相时,几家企业交换机供应商声称每个人都需要升级他们的交换机,以支持采用 802.3bz MultiGig 技术的 2.5 GbE 上行链路。那 没有发生。
802.11ax 是否需要 2.5 GbE 或 5 GbE 端口?Wi-Fi 6 (802.11ax) 的全部意义在于更高的频谱效率和通话时间消耗的减少。从逻辑上讲,如果 Wi-Fi 变得更加高效,双频 Wi-Fi 6 AP 产生的用户流量可能会超过 1 Gbps。担心的是标准千兆以太网有线上行链路端口可能成为瓶颈,因此需要 2.5 Gbps 上行链路端口。作为预防措施,WLAN 供应商的 Wi-Fi 6 接入点将包括至少一个 802.3bz 多千兆以太网端口,支持 2.5 或 5 Gbps 有线上行链路。将此视为面向未来的。

在 Wi-Fi 6 (802.11ax) 之前,唯一一次 1 Gbps 上行链路不够用的情况是在实验室测试环境或独特的极端情况下。带宽瓶颈很少出现在接入层。然而,由于有线网络设计不佳,带宽瓶颈肯定会发生在有线网络上。头号带宽瓶颈通常是任何远程站点的 WAN 上行链路。

尽管过去对接入层瓶颈的悲观和厄运预测并未成真,但随着 Wi-Fi 6 客户端数量的增长以及 WLAN 供应商在其 AP 中添加三频无线电,1 GbE 上行链路可能不再足够,尽管从历史上看,1 Gbps 上行链路已经绰绰有余,最终可能需要至少 2.5 Gbps 上行链路,甚至可能需要 5 Gbps 上行链路。任何供应商声称需要 10 Gbps 上行链路都是空谈。

802.11ax AP 能否与 802.3af PoE 一起使用?
Extreme 和其他 WLAN 供应商正在向 802.11ax 接入点添加更多无线电链。例如,Extreme 的一些 802.11ax AP 使用 4X4:4 双频无线电。额外的无线电链和 quad-4 处理器需要更多的功率。完整功能需要 802.3at PoE Plus 电源。4×4:4 Wi-Fi 6 AP 的 PoE Plus 要求应被视为标准要求。15.4 瓦的 802.3af 功率足以为 2×2:2 Wi-Fi 6 AP 供电。

Wi-Fi 6 (802.11ax) 与 Wi-Fi 5 (802.11ac):有何区别?
与 Wi-Fi 5 相比,Wi-Fi 6 为 IT 管理员带来了多项重要的无线增强功能。第一个重大变化是使用 2.4 GHz。Wi-Fi 5 仅限于使用 5 GHz。虽然 5 GHz 是一个“更干净”的 RF 频段,但它不会穿透墙壁和 2.4 GHz,并且需要更长的电池寿命。对于 Wi-Fi 驱动的物联网设备,2.4 GHz 可能会在可预见的未来继续成为首选频段。

两个标准之间的另一个重要区别是 OFDMA 和 MU-MIMO 的使用。Wi-Fi 5 仅限于 MU-MIMO 上的下行链路,其中 Wi-Fi 6 包括下行链路和上行链路。如上所述,OFDMA 也仅在 Wi-Fi 6 中可用。

Extreme 802.11ax AP 中有哪些芯片组?
Extreme 802.11ax AP 使用 Broadcom 芯片组。

支持四个 802.11ax 流
4.8 Gbps PHY 速率
160 MHz 信道带宽
1024 QAM调制
上行和下行 OFDMA
多用户多输入多输出
BSS颜色
目标唤醒时间
零等待 DFS
AirIQ 干扰识别
完全符合 IEEE 802.11ax 规范
Wi-Fi 联盟的Wi-Fi CERTIFIED 6 
Wi-Fi 6 与 5G 相比如何?
 5G 是一项令人兴奋的技术,它将作为许可技术的下一次发展取而代之,而不是作为一种包罗万象的技术来取代其他无线解决方案。 5G、LTE、P-LTE、 CBRS、Wi-Fi、BLE,甚至不断发展的超宽带 (UWB) 都将在支持多种无线用例的桌面上占有一席之地。

不过,它不能替代 Wi-Fi。当 5G 的倡导者讨论它成为 Wi-Fi 的替代品时,焦点总是放在比较速度上。他们忽略了考虑所有现有设备、更换成本和常识。充其量, 5G只会增强现有的 Wi-Fi 网络。
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