下一代Wi-Fi 6技術(shù)對工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的影響

Wi-Fi是有史以來發(fā)明的最廣泛的技術(shù)之一，可提供更快，更可靠的連接。最新一代的Wi-Fi連接技術(shù)，即Wi-Fi 6或802.11ax以及5G蜂窩網(wǎng)絡將改變我們彼此之間的互動方式，甚至重塑智能設(shè)備用于通信的方式。與任何其他一代相比，Wi-Fi 6具有更高的可靠性和最大的安全性，并為各種設(shè)備提供支持。隨著IEEE批準了各種修正案，讓我們參觀一下利用最新的IEEE 802.11ax差異與快速增長的物聯(lián)網(wǎng)。

為什么與前代版本相比，Wi-Fi 6 在應用中提供了更多價值？

更高的數(shù)據(jù)速率：在計算可能的最高數(shù)據(jù)速率時，需要考慮所選MCS的類型，支持的空間流數(shù)量，要使用的頻譜寬度以及符號之間的保護間隔。通過采用兩種新的調(diào)制和編碼方案（MCS10~MCS11）1024QAM，用戶將在Wi-Fi 6上體驗到高達9.6Gbps的數(shù)據(jù)速率，改進的符號周期（12.8 μs），減小子載波寬度（78.125 kHz），最多8個空間流，信道帶寬（160MHz）和允許的多范圍保護間隔（0.8 μs，1.6 μs或3.2 μs）比802.11ac高

卓越的流量管理：網(wǎng)絡中最具挑戰(zhàn)性的功能是在提供的帶寬內(nèi)有效地分配不一致、負載不同的有效載荷。Wi-Fi 6 利用 MU-MIMO 進行下行鏈路以及站和接入點之間的上行鏈路通信

與MU-MIMO一起，Wi-Fi 6促進了OFDMA的使用，在單個20MHz信道中增加了調(diào)制數(shù)據(jù)子載波（234）的數(shù)量。使用下行鏈路 OFDMA，接入點可以對子載波進行分組，以容納多個站點的數(shù)據(jù)。這類似于專用于每輛車的道路上的多個單向車道

在上行鏈路方向上與每個站點的子載波組的隔離組類似。這種技術(shù)最終降低了單個站點的傳輸開銷，并提高了效率，此外還允許較小尺寸的數(shù)據(jù)包并行傳輸，這是Wi-Fi 6在擁擠的BSS（基本服務集）中的最佳優(yōu)勢。BSS 著色是使 ESS（擴展服務集）網(wǎng)絡中流量多樣化的另一種機制

延長電池壽命：Wi-Fi 6 或 802.11ax 提出了一種維護電源和爭用管理的新方法，其中接入點可以提前控制單個站的喚醒和睡眠時間，稱為目標喚醒時間 （TWT），最初在 802.11ah 修正案中描述為 Wi-Fi – HaLow，并在 Wi-Fi 6 中得到改進。這將即興增加車站的打瞌睡時間，并最終可以維持更多的電力來運行更長時間。它還增強了AP的性能，減少了丟棄數(shù)據(jù)包的機會，因為它知道該站何時會回來獲取其數(shù)據(jù)

更好的安全性：據(jù)預測，Wi-Fi 6可以強制使用WPA3，在WPA3個人和基于GCMP-256的保護中使用WPA3，在WPA3-Enterprise中提供可選的192位安全模式。WPA3使用最新的安全方法來減少暴力攻擊，字典攻擊。WPA3還規(guī)定了保護管理框架（PMF）

增加的連接站：在設(shè)備連接日益緊密的時代，網(wǎng)絡人員更感興趣的是使中央設(shè)備能夠為盡可能多的設(shè)備提供服務，而不會影響對通道的公平訪問。Wi-Fi 6 現(xiàn)在可用于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng) （IIOT） 網(wǎng)絡，由于單個子載波間距比 Wi-Fi 5 減少了 4 個，因此可以同時為在 20Mhz 寬信道下運行的近 9 個站點和在 40Mhz 寬信道下運行的 18 個站點提供服務

Wi-Fi 6 如何滿足工業(yè)物聯(lián)網(wǎng) （IIoT） 的需求？

安裝HMI-PLC-SCADA的制造單元、醫(yī)療保健場所、物流、采礦、石油/天然氣廠、農(nóng)業(yè)等行業(yè)都需要以下可能影響性能的最小參數(shù)：

空氣密集通信：Wi-Fi 6的主要目標之一是在擁擠的網(wǎng)絡中實現(xiàn)高效傳輸。工業(yè)占地超過10至100英畝，根據(jù)數(shù)百家供應商進行單一生產(chǎn)，提供多種產(chǎn)品。例如，從集中式網(wǎng)絡下的專用機器掃描產(chǎn)品不同部分的條形碼可用于將所有相關(guān)信息報告給中央服務器。具有關(guān)鍵上行鏈路 OFDMA 管理的 Wi-Fi 6，集中式設(shè)備可以通過接受來自專用的預先協(xié)商的不同分組子載波信道的有效載荷同時從多個站點獲取數(shù)據(jù)，并減少前導碼開銷。在ESS網(wǎng)絡中，Wi-Fi 6的BSS著色是最適合更大網(wǎng)絡的流量管理方案。

電源效率：IIoT 設(shè)備應用從小有效載荷到視頻監(jiān)控以捕獲實時關(guān)鍵數(shù)據(jù)，需要更好地管理節(jié)能對話，以延長設(shè)備多年來的耐用性。定期觀察IIoT傳感器有助于我們遠程控制機器并檢查機器的維護要求，以便及時交付出口。這需要數(shù)以千計的讀數(shù)，這些讀數(shù)需要與耗電傳感器持續(xù)交互。除了波束成形之外，Wi-Fi 6的TWT還可以以最小的功耗擴展操作范圍。

可擴展性：監(jiān)控必須在定義的操作協(xié)議限制內(nèi)工作的關(guān)鍵機器，例如操作溫度、最大允許電流、氧化影響。這需要連續(xù)的監(jiān)測和數(shù)據(jù)收集過程，每個儀器基座需要多個傳感器。在與某些熱量產(chǎn)生綁定的鍋爐機周圍可能是危險的。Wi-Fi 6 已擴展以同時管理來自更多傳感器的數(shù)據(jù)，同時保持每個設(shè)備的統(tǒng)一數(shù)據(jù)速率

可靠性：IIoT的關(guān)鍵方面之一是不間斷的可靠通信。為多種類型的設(shè)備操縱從各種傳感器定期收集的數(shù)據(jù)會導致整個系統(tǒng)中的早期故障呼叫。最終，它加快了流程，減少了不必要的物質(zhì)延遲的機會，并提高了可靠的交付。借助 UL/DL OFDMA，Wi-Fi 6 只需一次傳輸機會即可處理來自各種設(shè)備的定制和不同加權(quán)有效載荷，而不會錯過來自多個子載波寬度較短的傳感器的單個事件。Wi-Fi 6 永遠不會分崩離析，提供與眾多站點的無縫連接

安全保障：生產(chǎn)規(guī)模越大，設(shè)計稿越多，即使在同一個生產(chǎn)單位下也必須保密。這需要通信器之間安全可靠的數(shù)據(jù)交換。與其他IoT（物聯(lián)網(wǎng)）技術(shù)相比，Wi-Fi 6多年來使用強大的WPA3評估了其安全性。安全性的不斷提高使 Wi-Fi 6 成為防盜網(wǎng)絡的最佳選擇

審核編輯：郭婷