802.11ac Wi-Fi 制式已推出數年，市場上的型號百花齊放，有的支援 Triple Band 三頻，傳輸速度規格還達至 5,300Mbps ，理論值更達 6,936Mbps！不過怎麼實際傳輸速度永遠沒那麼高？就算撇除寬頻瓶頸，於內聯網用 2 台 4T4R ac / Wi-Fi 5 制式的裝置溝通，都還是達不到 1,734Mbps，仍受牆壁阻隔、空氣中各種訊號干擾等多個因素影響；而慢速的 Wi-Fi 於多裝置的 IoT 智能家居，或人數密集的公共地方，問題就更為嚴重。幸好 Wi-Fi Alliance 現在就正式宣布推出 9.6Gbps 的 Wi-Fi 6 規格，即是所謂的 802.11ax 新 Wi-Fi 制式（改稱 Wi-Fi 6 而非 ax 的原因請見此），究竟新的 802.11ax / Wi-Fi 6 能否大幅提升實質連線速度呢？太過深奧的白皮書技術，小編呀粗就不在此贅述了，因為我也看到頭昏腦脹哈哈，不如就用最簡單的文字介紹 ax 制式的要點吧！
1. OFDMA – 提升每人平均速度
OFDMA 絕對是 802.11ax 的重點！不過這個 5 個英母也相當難記，全寫為 Orthogonal Frequency Division Multiple Access ，是來取代過往 ac 制式的 OFDM ，即 Orthogonal Frequency Division Multiplexing 。看全寫其實也很難明白是甚麼，簡單來説可想像 Wi-Fi 數據傳輸就像列車載人，人即數據。在 ac 舊制式的 OFDM 下，要運載 3 個隊伍的人，就要分別使用 3 輛列車來載綠隊、紫隊和金隊，而且也要等金隊列車走了，紫隊才可坐下一班列車起行傳輸，令中間有延遲（ Latency ）。另外你看金隊的人數比較少，即代表列車還有許多空位，何不載多點人呢？這可比喻有 3 個用戶要傳輸數據，同一時間只有一部裝置傳輸，還要逐個輪候傳輸，而且音訊的數據量較影片串流少，並沒有盡用頻寬。
ax 新制式的 OFDMA 就解決這個問題，令不同用戶的數據都可同時傳輸，毋需等候。做法就是把一輛列車分成最多 9 行座位（ 20MHz 頻寬），令不同隊伍的人都可坐在同一輛列車，那麼金隊、紫隊和綠隊都可有成員登上首班車，盡快先運送部分成員，比 OFDM 更早有成員抵達目的地；而且列車也坐滿人，更善用資源。這就如 OFDMA 把頻道割成多個小份（ Resource Unit ），讓多位用戶都可率先進行傳輸，提升每人的平均速率，又能減少傳輸的 Overhead（準備不同列車及司機），令上載 Uplink 及下載 Downlink 的傳輸都更有效率，亦可降低延遲，對多人上網的環境尤為有效。
2. Uplink MU-MIMO – 有利多台裝置的環境
太好了！終於有個較熟悉的詞彙了～相信很多讀者都知道 MU-MIMO 是甚麼，長寫為 Multiple User – Multiple Input Multiple Output 。很多 ac 的 Router 都支援 MU-MIMO ，同一時間可與多台裝置進行傳輸，例如 Router 具備 4 個 Spatial Streams（ 1,734Mbps@5GHz ），就同時服務最多 4 台 433Mbps 單一 Spatial Stream（SS）的裝置，或者 1 台 867Mbps 裝置（2SS）加 2 台 433Mbps 裝置，總之用盡 4 個 SS 。相反，舊的 SU-MIMO 就不能同時用盡所有 Spatial Streams ，例如當 1 台 433Mbps 連接、佔用 1 個 SS ，其餘 3 個 SS 就變為閒置，不能服務其他裝置，導致多人上網時，速度就變慢。
以前 ac 制式的 MU-MIMO 只用於下行 Downlink 傳輸，即是上一層網絡設備（如 Router）把數據傳送至下一層裝置。而新的 ax 制式就連上行 Uplink ，即裝置把數據「上載」至 Router ，都支援 MU-MIMO 了。而且 MU-MIMO 也由 ac 的 4SS ，變成支援 ax 的 8SS 。
3. 最高速度每秒 9.6Gigabits – 速度比 AC 提升近 40%
剛才也說到，以往的 ac 制式最多支援 4 個 Spatial Stream（可簡單理解為天線數量），不過去到後來推出的 ac Wave 2 就增至 8 個 Spatial Stream ，使 ac 的最高速度理論值為 6,933Mbps（ 160MHz, 8SS ）。而新的 ax 制式也維持採用 8 個 Spatial Stream ，不過單一 Spatial Stream 的速度就由 ac 的 433Mbps（ 80MHz ）增至 600.4Mbps （ 80MHz ）。如果計 160MHz 的話， ax 的單一 SS 可達 1,201Mbps ，再乘以 8SS，最高速度更可達 9,607.8Mbps ，接近 10Gbpsc！雖然真實環境還有很多因素影響，例如空氣中有其他訊號干擾、有牆壁阻隔等等，令實質速度不會達至最高理論值，不過 ax 制式加入了 OFDMA 等技術，專家認為實際的 Throughput 還是比 ac 年代提升不少。
此外，舊的 802.11ac 是採用 256QAM 調變方式，而 802.11ax 則支援 1024QAM ，令 Wi-Fi 的載波數據點變得更密集，就像有更多個速遞員派貨，令傳輸數據的速度比 256QAM 快 25% 。
4. BSS Coloring – 更善用頻譜
一直以來， Wi-Fi 傳輸都是採用 CSMA / CA（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）機制，每次傳送數據之前，會「聽」一下究竟傳播媒介有沒有其他 Wi-Fi AP 也在傳輸資料，就好像看看馬路上有沒有其他車。如果有的話，為防干擾和衝突， AP 就會把媒介定為忙碌狀態，需要等待沒有其他 AP 傳輸、媒介「寂靜無人」、馬路通行無阻才開始傳送資料。
而 802.11ax 加入的 BSS Coloring「著色機制」就可改善問題，即使在一個具備非常多 AP 的密集環境，如辦公室或展覽館，有很多 AP 使用同一個 Channel 傳輸，使媒介很擠迫，每個 AP 也毋需等候那麼久。因為在 ax 制式下， ax 裝置每次傳送資料，都會在資料的 Header（如寄送包裹，箱上也有一張紙寫著地址等資料，即 Header ）加入一個 6-Bit 的 BSS Color 欄，來代表「顏色」。這個 BSS Color 會寫著要傳送到哪個 BSS（ Basic Service Set，可簡單想成 Wi-Fi 組別 / Wi-Fi SSID ），假設是 000001 紅色，當資料抵達同是紅組的 AP / Wi-Fi Router 時， AP 就會處理這個由裝置傳過來的包裹。假設這個 AP 聽到媒介有車運送包裹，而包裹寫的 BSS Color 是 000111 藍色（ OBSS、Overlapping BSS ，用同一 Channel 但不同組別），即使媒介有車行駛， AP 也不會把媒介定為繁忙，因為藍色並非 AP 用的紅色。所以在這情況下， AP 也照樣可以傳送資料，毋需等候，變相釋放更多時間使用媒介（ Spatial Reuse / 空間復用技術）。
5. Target Wake Time – 令 IoT 裝置更省電
除了提升手機及電腦的連線速度外，隨著 IoT 裝置愈趨流行，例如智能家居有智能燈膽、智能電飯煲、 IP Cam 、各種感應器等等， 802.11ax 亦針對 IoT 裝置提供改善方案。 802.11ax 就加入了 Target Wake Time（ TWT ）機制，讓 AP 與 20MHz 的低速 IoT 裝置協商，究竟裝置會在何時傳送及接收資料，並在「時間表」記下這個「傳輸時段」。當現在不是傳輸時間， IoT 裝置便會「休眠」省電。而且 AP 也可排好時間表，確保 IoT 裝置「醒來」傳輸時，沒有其他 IoT 裝置撞時間一起傳輸，有效減少衝突。
Conclusion
雖然受著多個因素影響，新的 802.11ax 技術的實際傳輸速度也不會達至 9.6Gbps ，不過有了以上 5 項特色，相信 ax 的 Throughput 必定比 ac 快得多。順帶一提， Wi-Fi Alliance 已把 802.11ax 命名為 Wi-Fi 6，不論是 Router 包裝盒還是產品宣傳，都應標榜著 Wi-Fi 6，並不能在包裝盒大大個字寫著 802.11ax ，因為 802.11ax 的「地位」屬於 Wi-Fi 6 背後的技術，不能作正式面向消費者的名字。 Wi-Fi 6 的家用 Router 應該會在 10、11 月正式發售，屆時再為大家介紹吧。
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