但實際上,Wi-Fi技術在很多方面仍然非常活躍,包括新的物理層,IEEE802.11工作組和Wi-Fi聯盟的新進展,以及各種各樣的應用,例如,對關鍵任務實時性要求很高的企業應用和物聯網應用等。
事實上,Wi-Fi的創新速度絲毫沒有減慢的迹象。的确,未來五年将會有驚人的進步,新一代産品可以滿足更廣泛的現實需求,而不僅僅是提高吞吐量。本文将介紹Wi-Fi技術和産品當前的主要活動,探讨仍然存在的關鍵問題和挑戰。
當前的挑戰:延遲、密度和60GHz頻段
很難相信第一個(1997)IEEE802.11标準誕生距今已經20年了——這是一項突破性的工作,使無線局域網達到了相當高的1M和2Mbps水平。但即使正在開發的新标準能夠達到10甚至20+Gbps,Wi-Fi未來真正面對的問題和機遇并不在于吞吐量。
相反,今天的核心問題和機遇是每一應用的容量、成本、管理和支持,例如從低吞吐量、高延遲的物聯網直至流4K視頻等應用。當然,吞吐量越高,總不會有壞處。
吞吐量與頻譜(帶寬)、調制(信息如何被編碼)、信道編碼(增加完整性和處理物理射頻信道的要求)、保護間隔(在一次傳輸過程中,不可避免的回波和反射消失所需要的時間),以及當前的瞬時射頻環境(包括來自其他Wi-Fi和非Wi-Fi數據流的幹擾)等因素有關。
雖然802.11ac的Wave2(非官方但事實标準)體現了Wi-Fi的狀态,但它決不是WLAN性能的上限。802.11ad定義了類似(接近7Gbps)的性能,但在60GHz,還是沒有牌照的ISM頻段。與第一個5GHz标準的情況一樣,802.11a網絡工作組已經不再考慮60GHz,主要原因是其覆蓋範圍有限。
事實證明,更加密集地部署接入點,在地理位置上更有效地重用信道,采取這些措施還是能夠解決覆蓋範圍有限這一問題——随着Wi-Fi信道帶寬從20增加到40、80甚至160MHz,導緻在任何給定物理位置同時可用的信道數量下降,因此,信道帶寬越來越重要。
7到9GHz還有可用的頻譜,這取決于國家,而60GHz并不缺乏可用帶寬——但由于沒有客戶需求,以及802.11ac還不能滿足所有當前應用需求,因此供應商們推出産品的速度很慢。
然而,我們認為采用60GHz是不可避免的,因為有太多的用戶、設備和應用即使不要求提高吞吐量,也會要求降低延時。
即将到來的IEEE802.11ax,802.11ay等
為了滿足這些需求,當前很多行業關注的焦點是即将到來的802.11ax标準,其目标是在5GHz頻段内實現10Gbps,但與802.11ac不同的是,它可以部署在2.4GHz。
這很有可能最終促使采用802.11n之前标準的設備被淘汰。雖然802.11ax還處于開發階段,我們期望它能夠結合正交頻分多址(OFDMA)、雙向多用戶MIMO(802.11acMUMIMO僅為下行鍊路),并且還有一些其他旨在提高效率和可靠性的增強功能。我們預計在2018年将會出現802.11ax産品——即使在2019年初之前,标準還沒有最終完成。
在60GHz前端,盡管802.11ad立足未穩,但其後續技術802.11ay達到了20Gbps以上甚至有可能超過100Gbps。然而,由于原始吞吐量相對不太重要,因此,802.11ay可能像802.11ad那樣,其需求并不大。
然而,我們認為即使是采用了802.11ax,對更多頻譜的需求将促使有相當數量的用戶轉向60GHz的寬闊空間,而802.11ay今後可能比目前我們所看到的更受歡迎。
802.11正在進行的其他活動包括802.11aq(預關聯發現)和802.11az(下一代定位)。802.11aq使用戶能夠在進行關聯過程和連接之前确定某一網絡上有哪些服務,而802.11az在位置上應用往返時間,進行跟蹤和定位,其結果應該比當前的方法更準确。
我們預計,802.11az将推動與藍牙LE信标的競争,這顯然會促進室内定位應用的發展。
Wi-Fi聯盟:首要任務
Wi-Fi聯盟,可以說是迄今為止最成功的商業聯盟,成立之初是為了給快速發展的802.11提供互操作性測試和認證。由于IEEE不提供認證、合規性和性能測試,所以這項活動對802.11早期成功起到了非常重要的作用。
Wi-Fi聯盟随着時間的推移承擔的工作越來越多。例如,它開發了Wi-Fi受保護訪問(WPA),以應對802.11的WEP安全問題。最近,它收購了無線千兆位聯盟(WiGig)來推廣60GHz。今天,Wi-Fi聯盟在很多領域都非常活躍,比較突出的有:
●802.11ax認證——在最近與Wi-Fi聯盟首席執行官EdgarFigueroa的對話中,他談到,在最終标準發布之前,802.11ax臨時Wi-Fi認證“并不奇怪”,最近802.11PHY越來越盛行,加速了802.11ax産品的推出。
●改善用戶體驗——他補充道,專注于容量、密度和多頻帶操作是首要任務。多線程操作中的工作可能導緻在許多企業級Wi-Fi系統中,已經以專有形式提供的頻段切換功能被标準化(在行業協會中,而不是正式标準機構)。
●更好的連接體驗——Figueroa還指出,提高鍊路設置(IEEE802.11ai在這方面也很活躍)和連接速度,在任何給定時刻及時選擇最佳接入點,并處理拒絕漫遊的難纏客戶(盡管客戶體驗和全系統性能得到了很大改善)——通過這樣的舉措可以實現以上這些要求。
頻譜問題
另一非常有趣和重要的Wi-Fi活動側重于頻譜可用性的關鍵問題,以及與占用這些頻譜的其他競争技術共存(最著名的是在無牌照頻段中運行的LTE)。
Wi-Fi聯盟最近發布了一份報告,估計500MHz和1GH之間的“新”頻譜(取決于位置),将在2025年之前被要求用于處理将大幅增長的Wi-Fi數據流。
我們認為,監管機構不太可能将這麼多的頻譜分配給無牌照用途。該研究中使用的模型假設10~20%的數據流将使用60GHz頻帶,這再次導緻我們得出結論,802.11ad和802.11ay的部署要比目前認為的更廣泛。
另一方面,我們認為802.11af的電視空白頻段不太可能有很多活動——主要是因為這一頻段内的可用頻道數量有限。盡管如此,一些室外物聯網活動可以使用這一頻譜,Wi-Fi聯盟也在物聯網領域非常活躍。
由于大多數企業Wi-Fi鍊路的覆蓋範圍有限,頻譜上面臨的最大挑戰可能來自于采用LAA-LTE和LTE-U在無牌照頻段部署LTE。目前,還很難說Wi-Fi将會和這種類型的部署并存。
考慮到大部分企業都直接控制了在其内部部署的系統和解決方案,因此,絕大多數企業可能不太關注這個問題。然而,公共場所和住宅環境可能會随着時間的推移而面臨風險。我們認為最好的答案是蜂窩和Wi-Fi鍊路之間的硬切換,聯盟正在這方面開展工作。
Wi-Fi和物聯網
目前在很多應用和市場的最前沿,各種其他Wi-Fi的開發非常活躍。有顯著的證據表明Wi-Fi今後實際上将主導物聯網市場。許多Wi-Fi實現具有功率、外形尺寸、組件成本以及相關的物理和電子特性,使Wi-Fi幾乎能夠在任何物聯網、寬帶通信等領域得以應用。
而且,最重要的是,基于Wi-Fi的物聯網客戶可以利用現有的和通用的,雖然還不是普遍存在的基礎設施,這大大降低了解決方案的成本。許多物聯網應用可能會處在900MHz頻段,這些頻段最初是用于WLAN,而現在被802.11ah占用。
專用短距離通信(DSRC)在自動駕駛汽車等車輛應用(802.11p涵蓋了這一應用)中變得尤為重要。Wi-Fi在無線和移動應用中的作用是首屈一指的,目前還無可替代。
Wi-Fi成了文化
不僅僅是普通終端用戶網絡訪問,Wi-Fi在各種應用中部署的機會都非常大。雖然藍牙将仍然是耳機以及音樂和電話音頻鍊接的首選技術,但Wi-Fi會在企業、住宅、高密度公共空間中應用的更加廣泛,而且還會有更新的應用和市場機會。
醫院将使用Wi-Fi進行室内和校園導引,以及實時電子病曆更新和增強現實手術。企業将擴大其Wi-Fi網絡,以實現建築安全、監控、環境和能源監控和實時視頻分發等任務。
今天Wi-Fi的“咒語”确實是“所有應用,無處不在”。Wi-Fi實際上已經成為文化,其覆蓋範圍和容量現在幾乎能滿足目前各種應用的預期和要求。這是不會改變的。
CraigMathias——Farpoint集團負責人
原文網址:http://wwwworkworld/article/3191279/mobilewireless/the-future-of-wifi-the-best-is-yet-to-come.html