2021年中国全屋Wi-Fi​白皮书

2021年中国全屋Wi-Fi​白皮书

核心摘要:

中国家庭Wi-Fi现状:运营商提速、 Wi-Fi 6技术升级、异构组网为智慧家庭多样化、多场景智能互联需求提供了技术基础;目前家庭Wi-Fi主要痛点是Wi-Fi稳定性和覆盖方面存在不足。

全屋Wi-Fi是家庭Wi-Fi的演进方向:全屋Wi-Fi主要由多个智慧路由器组网实现,短期内强调稳定且无上网盲点,未来强调家庭连接中心生态;目前全屋Wi-Fi主要是AC+AP有线组网、电力猫子母路由、多路由Mesh无线组网,其适用环境和体验各有优劣势。

全屋Wi-Fi主要适用场景:全屋Wi-Fi完美覆盖各类户型用户需求;此外,全屋Wi-Fi还能完美满足移动中用网的稳定网络需求,以及满足越来越多智能设备同时接入网络的需求;全屋Wi-Fi能满足用户对防蹭网、用网信息安全、上网保护和智能加速等需求,让家庭上网更加安全和智能。

全屋Wi-Fi能力要求:全屋Wi-Fi基础能力及体验建议分解为五个关键维度:全屋高速覆盖、高效稳定组网、智慧、易用、安全,我们称之为全屋Wi-Fi的“基础能力及体验五维模型”。

全屋Wi-Fi发展建议:当前尚缺少合适的标准和认证体系支撑,相关标准和认证的缺乏,将会导致消费者对全屋Wi-Fi缺乏量化的认知。因此,倡议产业各参与方尽快成立相应标准认证组织,健全全屋Wi-Fi网络性能、用户场景体验相关标准及认证体系,推动产业健康快速发展。

01

中国家庭Wi-Fi行业情况

家庭Wi-Fi的定义

家庭Wi-Fi更多是指通过无线电磁波实现的无线联网技术

Wi-Fi是IEEE(电气电子工程师协会)在1997年发布的关于无线局域网的802.11系列标准,基于这些标准开发的技术就是Wi-Fi,而这个叫法则是Wi-Fi联盟制造商作为产品品牌认证用的。目前802.11系列标准已经升级至第6代,Wi-Fi联盟将其名称简化为Wi-Fi 6。

现阶段,家庭Wi-Fi更多是指通过路由器将有线网络转化为无线网络,而家中的各类产品(如电子设备、智能家居等)再通过无线电磁波连接入无线局域网从而实现无线通信的技术。

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家庭Wi-Fi的供给端情况

运营商提速、Wi-Fi 6技术升级、异构组网共同满足智慧家庭多样化、多场景智能互联需求

运营商提速使得消费者的上网体验得到大幅提升、异构组网技术可通过不同的网络连接形式实现不同智能家居设备的连网、 Wi-Fi 6技术可以提升传输效率,降低用户上网等待时间。

Wi-Fi 6技术升级主要体现在两方面:其一,OFDMA(正交频分多址)技术实现每个时段内多个用户同时并行传输,降低排队等待时间,提升传输效率;其二,MU-MIMO(多用户-多输入多输出)技术可最多同时连接8台设备,降低等待时间。

异构组网为智慧家庭提供支撑:异构组网主要考虑到各种智能家居设备采用不同连接协议接入智慧家庭网络的情况。

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家庭Wi-Fi的需求端情况

智慧家庭时代,学习、工作、生活、娱乐等场景全面智能化

当前,除了线上办公、学习、娱乐外,智能家居设备也逐步渗透至生活的方方面面。年轻一代群体对智慧生活适应性强、要求高,因此仅把设备连上网并不能满足用户需求也不能改善消费者体验。未来围绕家庭生活、学习、娱乐、工作等各类活动自动实现场景分析、活动状态分析、故障率分析等无感化体验是发展趋势,这对家庭Wi-Fi的承载能力提出更高需求。

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家庭Wi-Fi的痛点

受电磁波传输特性影响,在Wi-Fi稳定性和覆盖方面存在不足

家庭Wi-Fi的本质是通过电磁波的形式实现各个智能设备的无线连网,受其连网方式所限,主要具有两方面痛点:1)信号在传输过程中易受干扰,不稳定;2)信号传播过程中本身伴随衰减,且穿透钢筋混凝土墙的能力差,单路由全屋覆盖性差。而中国家庭住房结构以塔楼为主,塔楼结构具有户型密集且房屋构造复杂的特点,故改善家庭Wi-Fi需求明显。

除自身因素外,不同Wi-Fi厂商为了打造自己的产业生态,在一定程度上具有排他性,造成不同厂商的路由器、智能设备匹配度低或者连接复杂。

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家庭Wi-Fi对路由器提出新要求

智慧路由器不仅需要实现从单点Wi-Fi覆盖到全屋Wi-Fi覆盖,还需要扮演“家庭中枢”的作用

未来,随着办公、学习、娱乐、生活、安全等各类场景逐步走向智能化,路由器的Wi-Fi覆盖能力和承接管理能力将是重点。从单点Wi-Fi覆盖到全屋Wi-Fi覆盖、从简单连网功能到连网兼具管理(即“家庭中枢”功能)功能等能力是路由器从普通路由器到智慧路由器进化的主要方向。

智慧路由器升级主要体现在以下三个方面:1)服务对象:从服务设备到服务人(含不同家庭成员)转变;2)覆盖能力:从空间上的单点Wi-Fi覆盖,到基于多路由组网的全屋Wi-Fi及异构协议扩展的全栈覆盖,满足复杂智慧家庭业务的全程全网联接要求;3)硬件能力:作为智慧家庭网络的中枢,多核CPU和边缘计算将会成为标配,感知、安全能力也会增强。

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02

中国家庭Wi-Fi发展概况

全屋Wi-Fi是家庭Wi-Fi的演进方向

短期内强调稳定且无上网盲点,未来强调家庭连接中心生态

家庭生活各个场景全面走向智能化的同时,对家庭网络的全面覆盖性、速度、稳定性等方面提出新要求,全屋Wi-Fi就是满足未来家庭完美用网体验的重要方案,是未来家庭用网的新趋势。

全屋Wi-Fi最开始叫智能组网,是从路由器衍生出来的,是对当时一些大户型用户上网需求的一种解决方案。现阶段的全屋Wi-Fi主要强调以下4点:1) Wi-Fi覆盖没有盲点;2)稳定、连续的无缝切换;3)支持智能家居设备全面连网;4)集影音娱乐、教育办公、健康生活、安全看护等所有场景于一体管理的智慧家庭生态。

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全屋Wi-Fi的主要实现方案对比

AC+AP、电力线子母路由、无线Mesh组网是大户型用户常见解决方案

目前市场上主要有4种全屋Wi-Fi的实现方案:单个路由器、AC+AP、电力线子母路由和无线Mesh组网。其中:1)单个路由器更适用于常规的小户型,安装简单但信号稳定性差;2)AC+AP适合中等偏大、已提前铺设网线户型,信号稳定性最强、整洁美观。传统面板AP安装和配置难度大,更适合前装需求;但已有厂商做了粘贴式AP面板创新形态,安装无门槛,普通用户也可使用;3)电力线子母路由适合中等偏大、未铺设网线户型,有插座的地方就有Wi-Fi,子路由即插即用,安装简单,但对于三相电或隔电表户型效果不佳;4)无线Mesh组网同样适用于中等偏大的户型,不受布线约束,但在中国钢筋混泥土、高密住宅环境中,衰减大、干扰多、稳定性差。

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AC+AP对安装条件有要求;无线Mesh组网稳定性略差

AC+AP方案的主要优点是信号稳定,缺点就是一般需提前布线(图中红色的线就是需要提前布置好的),但2010年后地产商新交付精装房一般都会预铺网线,装修公司也会主动建议客户预铺网线;无线Mesh组网方案的优点是不受布线条件限制,但稳定性差。值得注意的是,在AC+AP方案的基础上可以通过增加节点而拓展成无线Mesh组网的形式,可适当增加AC+AP方案的灵活性。

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03

中国家庭Wi-Fi应用场景分析

大户型用户对全屋Wi-Fi网络需求案例

大户型用户对全屋Wi-Fi的需求属于刚需

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全屋Wi-Fi-大户型网络覆盖场景

全屋Wi-Fi为大平层、复式和别墅户型等用户的用网需求而生

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全屋Wi-Fi-稳定网络需求场景

全屋Wi-Fi可以很好地满足多路由都为同一Wi-Fi名称的需求,以及室内移动中使用网络保持稳定等场景需求

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全屋Wi-Fi-多终端设备接入场景

全屋Wi-Fi可以满足散落在家庭各个区域的智能终端同时稳定高速的入网需求

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全屋Wi-Fi-家庭智能需求场景

全屋Wi-Fi包含用网信息安全、上网控制、智能应用加速等功能,家庭上网更加安全和智能

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全屋Wi-Fi 综合应用优势总结

多路由全屋Wi-Fi能组成一张更大的覆盖全屋的热点网络,优于单一热点方案

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04

中国家庭Wi-Fi能力要求和建议

全屋Wi-Fi需要的基础能力

全屋Wi-Fi要满足用户更多需求,需要具备5大关键能力

全屋Wi-Fi不止字面意义全屋覆盖,还要满足用户更多需求。从网络性能及用户场景体验出发,可以将全屋Wi-Fi基础能力及体验分解为五个关键维度:全屋高速覆盖、高效稳定组网、智慧、易用、安全,我们称之为全屋Wi-Fi的“基础能力及体验五维模型”。

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全屋Wi-Fi体验要求1:全屋高速覆盖

家庭路由的Wi-Fi覆盖能力主要反映在信号强度和吞吐性能

信号强度,是用户主观感知覆盖好坏的一项关键指标。终端侧所显示的信号强度,往往与单AP的发射功率以及网络部署的AP密度强相关。与此同时,还包括有不同户型结构、不同墙体类型等复杂因素影响。

吞吐性能,反映终端可获得的带宽和速率,与用户体验强相关。终端所能获得的吞吐性能,除受到路由射频能力差异、户型墙体结构影响外,路由驱动的调优算法、抗干扰算法等多项软能力,同样影响了终端可获得吞吐性能。

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全屋Wi-Fi体验要求2:高效稳定组网

组网三大能力:回传链路性能、系统网络容量和漫游切换性能

高效稳定组网的三大关键能力,体验定义如下:

1、回传链路性能:(1)回传基础能力:考察带宽承载能力和转发时延水平;(2)回传抗干扰能力:考察应对Wi-Fi环境干扰下的链路稳定性和自愈能力;(3)回传拥塞控制能力:考察应对突发拥塞场景下拥塞控制和自愈能力。

2、系统网络容量:全屋Wi-Fi网络的信道容量最大化,包括:(1)系统的Wi-Fi接入能力,应对全屋智能应用场景;(2)系统的Wi-Fi并发性能,对应家庭聚会和几代同堂多用户使用场景。

3、漫游切换性能:漫游切换及时性和切换中断时间两个关键指标。

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全屋Wi-Fi体验要求3:智慧

三大智慧能力:智慧网络管理、智慧应用加速、智慧家人防护

对智慧能力的评测,主要从智慧网络管理、智慧应用加速、智慧家人防护三个维度开展。包它含:(1)网络管理:体现在不同环境下网络的适应性、良好的自调优能力、可管理性和运维效率。

(2)应用加速:体现在系统具备良好的应用识别能力、应用加速效果。

(3)家人防护:体现在能适应不同人群的需求、良好的自动安全防护措施、预警通知能力。

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全屋Wi-Fi体验要求4:易用

可靠易用包括简易安装、简易使用、简易维护三个基本要求

(1)简易安装:包括单只路由器、多路由器的安装易用性、安装效果可视,安装过程中用户操作的易用性直接影响安装成功率,安装效果直接影响业务体验,安装完成后的网络检测能力则直接影响了组网性能。

(2)简易使用:包括路由器安装好后的配置、终端设备接入、远程管理的易用性,通过交互友好的APP简化全屋Wi-Fi设备学习成本,降低消费者使用门槛。

(3)简易维护:路由器需要具备向用户提供可视化的智能诊断和维护工具的能力,帮助用户迅速掌握家庭网络的健康状态,及时引导用户修复遇到网络故障。

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全屋Wi-Fi体验要求5:安全

智慧家庭中安全防护和隐私保护是消费者的核心关注点

全屋Wi-Fi网络中的终端设备始终面临来自互联网或局域网的攻击威胁。另外随着越来越多的如智慧屏、智能音箱、打印机等涉及用户敏感信息和隐私的智能设备联网,作为家庭中枢设备,全屋Wi-Fi智慧路由器从下面两个方面来保护家庭网络和网络中设备的安全隐私信息的安全。

(1)禁止陌生设备接入家庭网络:通过精准识别破解和窃取Wi-Fi密码的攻击行为,路由器能够自动阻挡恶意攻击设备接入到家庭Wi-Fi网络。

(2)针对隐私敏感的设备:构建家庭IoT设备保险箱能力,识别并阻断恶意对IoT设备攻击,保护设备安全和用户隐私。

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全屋Wi-Fi发展建议

全屋Wi-Fi标准现状:当前尚缺少合适的标准和认证体系支撑

全场景智慧生活时代的全屋Wi-Fi,其认证评价标准体系需要具备衡量网络性能和用户场景体验能力,但Wi-Fi联盟并没有解决全屋Wi-Fi网络性能和用户场景体验评价问题。

目前CCSA(中国通信标准化协会)已经开展相关工作,其TC11智能家居子组从2020年下半年开始已经着手制定家居路由器相关的性能要求和测试规范。随着智慧家庭业务的广泛应用,业务种类的不断丰富,网络性能和场景体验是消费者普遍关注的。相关标准和认证的缺乏,将会导致消费者对全屋Wi-Fi缺乏量化的认知,不利于聚焦产业各环节力量解决消费者场景体验的核心问题,也不利于技术创新的持续发展。因此,倡议产业各参与方尽快成立相应标准认证组织,健全全屋Wi-Fi网络性能、用户场景体验相关标准及认证体系,推动产业健康快速发展。

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