關於802.11ax無線區域網標準的七大認識誤區

本文轉載自微信公眾號“ 無線CCIE的那些事兒”（ID：passcciew），作者：謝清。

對於在2019年非常有可能標準化的802.11ax無線區域網標準而言，現在也許是市場預熱的開始，眾多廠商發表了自己的產品技術白皮書乃至產品線路圖，一些廠商迫不及待的“推出”了相關產品。

然而，作為無線網路工程師，我們應該清醒的認識到技術是為使用者的業務服務，每一代新的技術、標準和相關產品的推出的意願都是美好的，試圖解決使用者現在面臨的一系列問題，遺憾的是理想很豐滿，現實很骨感。新的時代面臨新的問題，新的技術和相關產品也許並不能完全解決使用者面臨的痛點，或者說要解決相關問題需要涉及複雜的業內生態鏈，這在當今時代都是需要我們逾越的山峰。

本文不會再次講述802.11ax的技術細節，我在去年7月份有專門的文章講述。下面要講的是 802.11ax在什麼樣的條件下能做什麼，以及他的侷限性（不能做什麼）。

從802.11n時代開始，Wi-Fi賴以工作的頻譜基本已經被開發殆盡，除非有更多的頻譜資源被開放，802.11協議族很難再在把路修的越來越寬這種方式上有太多提升。因此802.11ac在如何增加系統效能和容量上開始做文章，例如多使用者多輸入多輸出（MU-MIMO）和更密集的調製方式，但是總體來講802.11ac 在這方面的努力不盡人意。業界也認識到了這一點，802.11ax對 802.11物理層（PHY）的一系列增強，有助於我們更加有效的使用有限的通道空間來實現更高的效率。 

但是這些創新的實現需要一定的條件，也絕不是我們面臨的所有問題的終極解決方案。下面列出最近經常被問到的一些問題所體現出的對802.11ax的認識誤區。

誤區 1：802.11ax 包治百病！

真相：802.11ax 不能解決錯誤規劃設計造成的弊病

我們以前花了很多篇幅講解，對於無線網路，規劃設計是重中之重！
      · 堅持正確的規劃設計是邁向成功部署的第一步！
      · 只有正確設計規劃的前提下，好的產品和系統特性才能發揮到極致！
      · 再好的產品和技術都無法彌補設計上的缺陷！
      · 在規劃設計和產品選型上的妥協將敞開走向失敗的大門!

在實際設計和部署中，簡單的提升速度不是萬能藥，只靠802.11技術標準本身的升級換代是無法解決我們在規劃設計和部署階段就犯的各種錯誤。

這是因為在當今的無線區域網實際部署環境中以高容量接入為目標，無線接入點之間的距離遠遠比從前以覆蓋為目的的方式近，頻譜資源的有限會造成通道複用的效率底下。而進行合理的規劃設計的首要任務就是要減少介質的競爭和減少射頻干擾，即高效通道複用以最小化無線接入點之間的空口共享。這是前提，然後才是在單一通道的覆蓋蜂窩內增加空口利用效率，即讓客戶端和無線接入點之間建立較高的資料連線速率，也是802.11標準持續提升之處。在前提無法實現的情況下，單純改善後者沒有任何意義！

如果您可以儘早將您的客戶端升級到支援802.11ax，那麼基於802.11.ax的無線網路基礎架構可能、也許會為您的網路增加容量。我之所以說“可能”“也許”，是因為作為一個有12年無線網路經驗的工程師，我看到80％以上的Wi-Fi網路設計和部署都或多或少的存在設計規劃和部署問題，以至於沒有什麼“神奇”的技術或者產品能夠幫助他們改正這些問題。這並不是誇張，很多都是使用者血的教訓和切膚之痛。

誤區 2：802.11ax 可以解決2.4GHz頻譜面臨的問題

真相：802.11ax不能治癒2.4GHz頻譜面臨的問題

2.4GHz頻譜已“死”！雖然802.11ac和802.11ax無線接入點仍然支援2.4GHz 頻譜，但是這並不意味著這些協議在2.4GHz頻譜上還能有更多作為。除去眾多的Wi-Fi和非Wi-Fi裝置以及干擾源，2.4GHz頻譜的核心問題是隻有3個非重疊通道可供使用。由於傳統客戶端數量之龐大，802.11ax在2.4GHz上完全不會幫助到你。

當然，從另外一個角度思考，如果企業大量客戶端均採用5GHz頻譜連線，那麼 2.4GHz 頻譜的窘境必然會有所緩解，但是這和802.11ax協議本身並無關聯，使用802.11ac一樣可以達到同樣的效果。

誤區 3：802.11ax可以輕易幫助您提升傳統（11a/b/g/n/ac）客戶端的效能或覆蓋範圍

真相：802.11ax 很難有效提高傳統客戶端的效能

雖然您不用擔心802.11ax無線接入點和傳統協議客戶端的互操作性，但是 802.11ax 無線接入點很難以經濟高效的方式幫助您提升傳統（11a/b/g/n/ac）客戶端的效能或覆蓋範圍。

很多人會說，802.11ax 無線接入點既然具備了更多的天線和MIMO處理能力（8×8：8），那是不是意味著無線接入點接收無線客戶端的訊號會更加敏感？恢復客戶端訊號的能力會更棒？確實是這樣，但是晶片/網路廠商不會這麼實現，為什麼呢？因為過猶不及，任何超過 4×4：4 的商用無線接入點都是浪費，難於實現且成本高昂，而最終透過提高靈敏度從而實現額外的上行增益的努力對於靈敏度和可靠性方面的改善微乎其微。這也是是為什麼第二代802.11ac沒有商用化 8×8：8（802.11ac 標準中也有規定）無線接入點產品的原因。

當然不排除晶片/網路廠商可能會推出相關產品，那麼我相信代價也一定是高昂的，且這部分成本必然會被分攤到使用者頭上。

誤區 4：只談效果，不談實現的前提條件

真相：802.11ax需要無線網路基礎設施和無線客戶端協同才能實現既定目標

簡單來講802.11ax無線客戶端相對於802.11ax無線接入點的意義與 802.11ac無線客戶端相對於802.11ac無線接入點來講是一樣的。沒有既定客戶端的支援，無線網路基礎設施很難有用武之地。

例如如果用802.11n客戶端連線802.11ac無線接入點，或者用第一代 802.11ac無線客戶端連線第二代802.11ac無線接入點，無線接入點必須降級來相容這些無線客戶端，您得到的效能提升基本可以忽略不計。

在現實世界的部署中，由於無線客戶端的生命週期問題，您很難保證無線接入點工作在理想純粹的模式。即使在無線網路終端爆炸性增長的今天，儘管第二代 802.11ac標準的客戶端還在不斷湧現，我們現在也只做到了第一代 802.11ac 無線客戶端的大量普及。

下面是 802.11ax 的兩大類眾多技術亮點，也是其提升無線網路效能的關鍵，紅色字型表示需要客戶端配合才能實現。

1. 物理層增強與高效，主要包括：
       · 上行和下行方向正交分頻多重進接（OFDMA） - 需要客戶端配合
       · 上行和下行方向多使用者-多輸入多輸出（MU-MIMO）- 下行MU-MIMO需要第二代802.11ac客戶端配合，上行MU-MIMO需要802.11ax無線客戶端配合
       · 上行鏈路資源排程 - 需要客戶端配合
       · 最多8個傳送天線和8個接收天線，8個空間流
       · 更高的調製方式，1024QAM  - 需要客戶端配合

2. MAC層增強與高效，主要包括：
      · 基本服務集著色（BSS Coloring）- 需要客戶端配合
      · 雙NAV機制 - 需要客戶端配合
      · 目標喚醒時間（Target Wakeup Time - TWT）- 需要客戶端配合

可以看到，缺少了客戶端的配合，802.11ac無線客戶端連線到802.11ax無線接入點所達到的效果和連線802.11ac無線接入點大致無異，即使在802.11ax 和802.11ac無線客戶端混合環境中，最終系統能效也由802.11ax無線客戶端數量的多少來決定。

誤區 5：802.11ax 就是交換的無線網路

真相：802.11ax 並沒有實現 Wi-Fi 交換能力

Wi-Fi（802.11）仍然依賴共享介質-或者說半雙工空氣介質來傳輸電磁波。佔用介質的方式仍然是載波偵聽多路訪問/衝突避免（CSMA/CA）。我們以往經常用乙太網集線器來做類比。

對於802.11ac引入的MU-MIMO機制（802.11ac 為下行 [DL]，802.11ax 還引入了上行 [UL]）並不是實現了基於共享空氣介質的“交換”能力。只是當無線端點贏得佔用介質的機會時，它能夠同時在下行鏈路向多個客戶端傳送，或者使多個客戶端同時利用上行鏈路傳送。這種訪問機制比一個接一個的傳送更有效率。 然而 802.11ax 上行鏈路的 MU-MIMO 要求客戶端必須是 802.11ax 客戶端，傳統客戶端不能參與。

誤區 6：802.11ax會一次性實現所有創新

真相：802.11ax不會一次實現所有創新

就像 802.11ac協議分為兩個波次推出市場一樣，802.11ax也將以同樣的形式進入市場。第一代802.11ax晶片組將不具備下列特性：
       · MCS 10和11（1024QAM）調製方式
       · 8空間流
       · BSS著色機制
       · 上行多使用者-多輸入多輸出

誤區 7：802.11ax 時代已經到來，現在就購買相關產品

真相：企業級別 802.11ax 產品還未成熟

802.11ax草案1.0和2.0版本均未透過投票透過，目前草案3.0版本正在商討，正式標準化預計要到2019年下半年完成，當然預期的商業化產品會基於草案2.0或3.0版本的推出，並預期能夠透過軟體升級支援最終的標準。

802.11ax 無線網路的眾多高階特性需要 802.11ax 客戶端的參與才能實現，短期的 2-3 年之內還看不到 802.11ax 客戶端大大普及的跡象。

現在市面上一些廠商推出的“所謂”802.11ax無線接入點產品其實是基於早期草案版本的晶片來實現，實則無法透過軟體升級到哪怕是草案版本。

綜上所述，看待一個創新需要全方位透視，任何盲目的跟風都是不可取的。結合您的實際應用場景來選擇最終採用的技術才是理性的方式。