使用Wi-Fi 時，客戶最在乎的三件事是：傳輸速度、網絡容量和覆蓋范圍。

當然，還有其他考慮因素，如易于連接和易于安裝。我們在易于連接方面已經取得了巨大進步，另外，利用集成在單個設備中的分布式 Wi-Fi，易于安裝性也有所提高，而且還間接地解決了覆蓋問題。此外，還有一個麻煩的問題，就是避免鄰近的干擾，鄰道的干擾可能是造成 WIFI 速度慢的原因。

容量

雖然更高的數據速率似乎是最重要的問題，但我們還是先來看看容量問題，即多個用戶能否同時使用 Wi-Fi。

如今，大多數人都有一個路由器，而連接至該路由器的每個人都使用同一個 Wi-Fi 信道。這也意味著，那些用戶共享著相同的帶寬和相同的原始數據速率。如果還使用了中繼器，那么帶寬會被更多的人共享，當你跟中繼器對話時，中繼器也在同一信道上跟路由器對話，有力地擴大了覆蓋范圍。

為了解決這個問題，分布式 Wi-Fi 應運而生，極大改善了網絡狀況。網絡中的每個節點都能夠以自己的頻段與最終用戶對話，同時以另一個頻段與連接至互聯網的主路由器通信。

換種說法就是，原來的 Wi-Fi 有效地使用了 3 個信道（采用 2.4 GHz 頻段），以避免使用與相鄰網絡相同的信道。目前，“現代 Wi-Fi”使用 40 MHz 寬的信道，可有效地支持 10 個 2.4 GHz 和 5 GHz 頻段的信道，不僅能夠輕松地避開相鄰網絡使用的信道，還能夠實現家中網絡的優化利用，使不同用戶使用不同信道，允許包含多個接入點的分布式 Wi-Fi 使用家中的一個無線基礎設施。

分布式Wi-Fi——并非聽起來那么簡單

Wi-Fi 中的不同信道讓人感覺就像數字無線電那樣簡單，只需按下按鈕就可以切換頻道，但實際上并沒那么簡單。低廉的 Wi-Fi 無線電技術很容易造成信道之間的信號干擾問題，尤其是使用較高或最大輸出功率時。泄漏的信號會有效的干擾相鄰信道，嚴重減少信道的整體容量。

目前，Wi-Fi 網絡關鍵要做的就是確保有效地分離各個信道，以防止相互之間的信號干擾。如此一來，構建 Wi-Fi 產品不僅僅與 Wi-Fi 芯片有關，而且還與“前端”有關，也就是 Wi-Fi 芯片與天線之間的放大器和濾波器，起到增強或削弱分布式 Wi-Fi 系統容量的作用。

提高數據速率非常重要

現在回到原始數據速率上來。我們對更高數據速率的需求似乎是永遠無法滿足的。所以，我們來看看我們從哪里來，要到哪里去，如下表所示：

值得注意的是，該表關注的是原始數據速率。但當然，我們都清楚在現實生活中，原始數據速率與實際吞吐量之間存在明顯差異，實際吞吐量有可能只是原始數據速率的一半或更少。考慮到這一點，我們應該清楚，盡管 IEEE 802.11ax在原始數據速率方面確實有所提升，但其主要目的是將實際吞吐量提高至 IEEE 802.11ac 的 4倍。為了實現這種容量提升，可通過分離 MIMO 通信流并將其分配給不同用戶來實現吞吐量的最優化。

增強型藍牙？

實現更多帶寬的另一個例子就是 IEEE 802.11 標準的 60 GHz 系列（最初從屬于 WiGig，但現在返回至 Wi-Fi 聯盟）。第一個協議 （IEEE 802.11ad） 在幾年前就出現了，但至今仍未被廣泛采用，而下一代協議目前已經在準備階段，如下表所示：

不幸的是，60 GHz 存在一個問題，即無法穿墻，因此只能在房間里使用。

但是，這真的是一個問題嗎？如果它只能在房間里使用，那就意味著它不會干擾其他房間里使用的相同信道/頻率，所以相鄰信道更少。聽起來非常不錯，不是嗎？也許有人會想：如果 60 GHz 8011.ad 已經存在了數年，為什么迄今為止仍未普及？

有點不對勁

為理解這一點，不妨將它比作道路系統。我們擁有連接各個城市的高速公路、連接街區的主干道，有街區里的小街道。請注意，這里有一個層次結構，而這種層次結構很合理。我們不會在街區之間鋪設高速公路，也不會使用小街道連接各大城市。但是我們家里的互聯網就不同了。

與大型高速公路相比，互聯網或者云的互聯速度非常高（100 Gb/s 或更高）。但是高速公路的駛出車道，即接入我們家的“本地環路”（或無線術語中的“小基站”），通常最高為 100 Mb/s 的速率，但也開始出現 1 Gb/s 光纖和 10 Gb/s DOCSIS 3.1 的基站。然后，我們可以選擇在家或建筑物內使用分布式 Wi-Fi 網絡，例如，速率為 1 Gb/s 的 802.11ac或 10 Gb/s 的以太網線纜。最后，通過與終端節點連接（電視、游戲機、平板電腦、智能手機），我們再次可以達到理論上的 1 Gb/s 速率，如果我們使用 IEEE 802.11d （WiGig），我們甚至可實現 7 Gb/s 的速率。

這有點不對勁，層次結構似乎不太合理。接入家里的速率并不支持終端節點的最高速率。就如同我們屋子里鋪設了高速公路，但是進入屋子的卻只是小街道。即使在屋子里，也沒有真正合理的層次結構。我們來看看這個可視化表現形式：

在這種情況下 WiGig 并沒有用

所以，也就不難理解為什么 WiGig （IEEE 802.11d） 沒能成功了。既然外面只是一條 1 Gb/s 的公路和一條 100 Mb/s 的單行道本地環路，那又何必在房間里建一條快好幾個 Gb/s 的高速公路呢？所以，在這種情況下，就不要對 10 Gb/s（IEEE 802.11ay） 抱有太高預期了。能夠提高接入終端節點的數據速率固然很好，但是如果基礎設施不支持，那有什么意義呢？

所以，從數據速率的角度來看，從 IEEE 802.11ac 發展到 IEEE 802.11ax 并沒有太明顯的變化，反而是側重于提高家里的容量（供多用戶同時使用）會更有意義。但是，真正的問題在于如何提高進出家庭網絡的數據量。

數據串流和數據量突然暴增會影響數據速率

另外，還要考慮數據串流和數據量突然暴增的影響，這會使問題變得更加復雜。除此之外，還有一個因素也會產生影響，讓問題雪上加霜。數據串流和數據量突然暴增之間存在一定差異。通過數據串流傳輸電影時，通常需要在很長一段時間內保持持續不斷的帶寬，比如需要 20 Mb/s 的持續速率，才能在線播放高畫質電影。鑒于家里有 100 Mb/s 的信道，這聽起來似乎相當可行。但是，這里說的 100 Mb/s 在某種程度上是統計意義上的速度。如果信道中的每個人都在觀看電影，那么接入家里的 100 Mb/s 速率將快速降至相當低的速率。周六晚上通過數據串流觀看電影可能會有點費勁，因為您不是信道中（或小基站中）的唯一用戶。這與屋里的每個人在同一時間沖涼，導致供水系統壓力下降沒有任何區別。

數據量突然暴增是另一個統計效應，就好比是有人打開了家里的所有水龍頭，以便得到盡可能多的水流。如果有人設法以盡可能快的速度下載電影（例如，以便稍后再看），則會造成一次真正的耗數據量突然暴增，因為系統會試著盡可能地接近 100 Mb/s 的速率。在短時間內，這應該沒有任何問題。但是，這種速率將無法持續，因為附近其他用戶的速率將快速下降。從統計學角度來看，信道中的每個用戶同時下載電影的可能性也許沒有那么高，但是數據量突然暴增對可用帶寬具有影響的事實毋庸置疑。

需要采取什么措施？

有鑒于此，讓我們回到層次結構被打亂的問題上來。我們需要采取什么措施才能恢復平衡？因為在這個問題得以解決之前，很難真正提升家里的數據速率。下面我們來仔細看一看，要知道，家庭網絡的使用模式非常重要：家里有多少人、多少間房、每個用戶同時使用多少臺設備，等等。

我們以一家四口為例。一個房間里播放著網絡電臺，媽媽在另一個房間里進行視頻會議，爸爸在電腦上下載一份很大的報告，兒子在玩視頻游戲，女兒在用手機觀看 YouTube，同時電視上放著電影。1 Gb/s 的住宅接入速度應該能夠滿足這個家庭的需要，在家里設置一個 500 Mb/s 的分配系統，從終端設備到接入點的訪問速度為 100 Mb/s，如下所示：

這個例子就像我們前面討論的一樣，可以將 1 Gb/s 的速率接入家里，但在目前的實際應用中還很難做到。盡管 10Gb/s DOCSIS 3.1 已開始推行，但大多數人仍使用 100 Mb/s 或更低的速率。這意味著，目前建筑內所有基礎設施的產能明顯過剩，且當前終端節點的原始數據速率超過 1 Gb/s。

換個角度思考

我們也可以反過來問：手機或平板電腦中的 802.11ad 協議和 7 Gb/s 速率何時才能派上用場？如果家用基礎設施能夠處理 15-20 Gb/s 速率，且接入家里的速率達 30-50 Gb/s，那么應該不成什么問題。只可惜，這一天可能還要再等一等……

目前所宣傳的光纖到戶 （FTTH） 速率為符合 DOCSIS 3.0 規范的 1 Gb/s。下一代 DOCSIS 3.1 FD（全雙工模式）支持10 Gb/s 速率，所以看起來我們離那一天越來越近了，可惜，到目前為止，這方面還沒有任何規劃。此外，對于家用分布式 Wi-Fi，基于 IEEE 802.11ax 協議的計劃速率在建筑內不會超過 4 Gb/s，但是我們發現家里或辦公室的許多設備都可以實現這一速率。所以，如果需要，10-100 Gb/s 以太網可能會有所幫助。

那么從現實角度來看，我們能指望什么呢？

在不久的將來，終端節點可能使用 1 Gb/s IEEE 802.11ac，家用基礎設施將使用 4 Gb/s IEEE 802.11ax，也有可能達到類似于 10 Gb/s DOCSIS 3.1 FD 的水平。這將為家庭和建筑的互聯網接入帶來一個平衡局面，可能會是行業的下一個穩定期。在這種情況下，我們可以有效地均衡所有資源，建立合理的層次結構。

這一切意味著什么？

我們得出了以下幾個有趣的結果和結論：

1. 新興的 Wi-Fi 標準 IEEE 802.11ax 首先將出現在分布式 Wi-Fi 系統中，因為這是流量匯聚的第一個地方，最能受益于更高的數據速率。

2. 針對終端節點的 IEEE 802.11ax 將在一段時間里仍然停留在宣傳推廣層面，因為支持更高數據速率的基礎設施尚不存在。

3. 在未來相當長的一段時間里，對終端節點而言，IEEE 802.11ac 似乎是最佳的選擇，因為它避免了 .11ax 的復雜性和效果不明顯的問題。而對于性能較低的終端節點，802.11n 仍將是一個較好的解決方案。

4. 我們需要 IEEE 802.11ax 的后繼標準，以增加室內分布式 Wi-Fi 基礎設施的帶寬。15-25 Gb/s 是一個不錯的目標。我們的目的應該是讓 60 GHz IEEE 802.11ad 派上用場，或許可以通過定義 IEEE 802.11ay 的角色來實現。

5. 短期來看，IEEE 802.11ad 和 802.11ay 的前景仍相當黯淡。但從更長遠的角度來看，如果基礎設施到位，這些標準將逐漸成為主流。

6. 接入千家萬戶的 DOCSIS 3.1 FD 本地環路可提更快的網絡接入速率，從而可以在很大程度上改善當前真正的瓶頸。

7. 此外，除了強行提高原始數據速率這種粗暴做法外，我們其實可以采用更加智能的方法解決問題。云和終端節點之間的邊緣路由器功能可消除互聯網高速公路的上行和下行數據速率壓力。

審核編輯 ：李倩