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WiFi 6在没有智能管理的情况下潜力有限

2024-12-02 18:48

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尽管取得了所有突破,但如果没有对家庭 WiFi 网络的智能管理和优化,该技术的新功能将无法充分发挥其潜力。为了在拥挤的家庭网络环境中真正改善客户体验,WiFi 6 需要额外的工具,例如网络优化和控制。

 

 

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以下是一些顶级WiFi功能的分析,我们预计会出现的问题,以及如何解决这些问题。

160 MHz 信道带宽

大多数 WiFi 6 设备预计将支持 160 MHz 信道,而 WiFi 5 具有该功能,但很少有 WiFi 5 设备超过 80 MHz。理论上,由于通道宽度加倍会使吞吐量加倍,因此客户将体验到两倍的下载速度、两倍的分辨率等。

问题在于,在包括美国在内的大多数国家/地区,目前只有两个独立的 160 MHz 频道可用,使用较小带宽的设备也共享这些频道。对于密集环境来说,这将成为一个大问题,其中许多竞争设备或不同用户使用的重叠信道将产生严重干扰。

缓解此问题需要特定的网络配置。首先,需要感知和预测160 MHz传输的80 MHz子信道上的干扰,从而智能地进行信道分配和带宽选择。此外,重要的是要考虑环境中的完整干扰情况,以便可以在公寓大楼(或邻近家庭)中优化信道分配,并将其分配到最需要的地方。

这种配置不能通过本地管理的网络实现,必须通过云集中处理。例如,在公寓大楼中,云平台将分析负载和设备类型等因素,并考虑每个接入点 (AP) 网络中存在的历史和当前客户端和负载集。根据这些数据和分析,该平台随后会为整个建筑中的每个 AP 分配信道带宽。

为了尽量减少相邻单元之间的冲突,频道也可以“平铺”。如果无法避免频道重用,优化平台将分析历史活动,以选择可以共享频道且问题最少的公寓。

OFDMA

这一宏大的 WiFi 6 功能通过将信道细分为从一个 AP 并行传输的较小频率分配(资源单元)来提高效率和容量,以便单次传输可以与大量设备进行通信。这消除了 802.11 数据包开销和时间浪费,特别是对于涉及物联网和其他低数据速率设备的传输。

问题在于,只有当大量物联网设备共享一个 AP 时,OFDMA 才能提高效率。在当今的智能家居中,情况并非总是如此,其中网络已演变为涉及网状网络、中继器或多个网关的多 AP 拓扑。

如果只是允许客户端连接到最近的 AP,则每个 AP 将没有足够的设备来分组到 OFDMA 传输中。然而,强制客户端连接到远程 AP 会导致数据速率下降。这意味着 OFDMA 操作将需要严格的优化和客户端引导。

OFDMA 感知客户端转向背后的原因很复杂。它需要一个集中的智能网络控制器来了解哪些 AP 和客户端具有 WiFi 6 功能,将历史观测数据考虑在内,并对每个客户端的数据需求做出前瞻预测。

然后,控制器需要根据功能、流量负载、信号强度和设备的数据使用情况,对每个设备应连接到哪个 AP 做出优化选择。最后,控制器需要能够操纵每个设备——使用特定于该设备类型的操纵机制——并将其保持在正确的 AP 上,即使它不是最近的 AP。

目标唤醒时间

目标唤醒时间 (TWT) 可提高仅偶尔或低占空比传输的设备的电池寿命。 AP 为每个客户端预留了一个时间窗口,用于唤醒、快速通信和返回睡眠状态,同时保持预留的空中时间不受其他通信的影响。

在家庭网络中,多个 AP 经常运行在同一个频道上,这意味着多个 AP 可能会尝试为不同的设备调度相同的 TWT。为避免重叠,基于云的中央调度器将需要协调同信道 AP 的 TWT 周期。为了在家庭网络的每个 AP 上创建优化的 TWT 安排,调度器需要知道所有 TWT 客户端的传输要求、AP 之间的共享信道、哪些客户端连接到哪个 AP 以及 AP 和客户端之间的信号强度。

在公寓大楼中,优化器还可以查看它控制的所有重叠网络,并规划整个建筑物中的 TWT 分配和组。控制器会考虑哪些公寓相互干扰的数据,以及每间公寓的客户端能力和负载要求。


处理附近接入点之间的争用。 (来源:IEEE)

6 GHz 频率

6 GHz 频谱的低功率和高功率使用都会出现问题。由于低功率传输 (18dBm/63mW) 无法传输那么远或那么高的数据速率,因此优化系统将需要更复杂的多 AP 配置来选择合适的网络拓扑、频率分配、和客户指导选项。另一方面,要使用自动频率控制 (AFC) 系统(允许 30dBm/1 瓦),传输需要避开附近微波系统使用的任何频道。这涉及与智能控制器的通信,该控制器可以查找 FCC 数据库、考虑地理数据、计算干扰水平,然后将指令发送回 AP。

对于任一模式,控制器在分配网络无线电资源之前必须考虑客户端类型、负载和能力等因素。根据网络中客户端的能力,将 AP 的无线电之一置于 6 GHz 频段并不总是最佳选择。例如,将 6 GHz 信道用于回程连接可能有助于回程,但它可能会从 5 GHz 频带中夺走 AP 中的高性能无线电。因此,不具备 6 GHz 功能的高性能客户端可能会以较低的速度连接,实际上会降低家庭体验。

谨慎乐观

家庭网络将继续变得更加拥挤和复杂。美国家庭平均已经拥有 14.5 台联网设备。预计到 2023 年,全球智能设备出货量将增长到 14 亿台。 WiFi 6 的时机再好不过了。

然而,如果没有智能管理和优化家庭网络,WiFi 6 将无法实现其承诺。为了让连接的新时代不负众望,需要解决技术的局限性。这是一项复杂的任务,但只要有正确的解决方案,它就可以实现。

 

来源:千家网内容投诉

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