2019-11-11 10:46:45
來源：MOUU網(wǎng)絡(luò)
無線協(xié)議的三國江湖
最成功的三種無線通信方式
▲ 無線協(xié)議的三國江湖
1、移動通信
移動通信網(wǎng)，從90年代GSM開始到2G、3G、4G發(fā)展下來，到2018年已經(jīng)具有80億以上的用戶。在即將到來的5G時(shí)代，隨者車輛、機(jī)器人等各種終端的接入，移動通信的終端數(shù)量還會更多。
2、Wi-Fi通信
第一代無線局域網(wǎng)802.11b誕生于1997年，隨后精力了11a、11g、11n和11ac幾代標(biāo)準(zhǔn)。到2018年，Wi-Fi聯(lián)盟統(tǒng)一成用數(shù)字代號，也就是所謂的Wi-Fi 1到Wi-Fi 6。其中Wi-Fi 6在2018年正式開始商用。Wi-Fi類的終端包括我們使用的每一部的手機(jī)、平板電腦、每部PC，還有更多智能設(shè)備，到目前全球Wi-Fi類終端存量有130億以上，而且每年增長的終端數(shù)超過40億。
3、藍(lán)牙通信
無線個(gè)域網(wǎng)最成功的技術(shù)叫藍(lán)牙，藍(lán)牙在90年代開始推出了第一代，持續(xù)更新到藍(lán)牙5.0。截止2018年，藍(lán)牙的設(shè)備終端已經(jīng)超過150億個(gè)，主要用在藍(lán)牙耳機(jī)、藍(lán)牙音箱、鼠標(biāo)鍵盤等個(gè)人應(yīng)用上，每年增長的終端超過50億個(gè)。
未來無線技術(shù)的三國江湖仍會廣泛存在
5G的三個(gè)技術(shù)特性及場景
眾所周知，5G技術(shù)具有三個(gè)代表性特性和應(yīng)用場景：eMBB（具備超大帶寬的網(wǎng)絡(luò)）、mMTC（超大連接的物聯(lián)網(wǎng)）和uRLLC（高可靠低時(shí)延的網(wǎng)絡(luò)）。實(shí)際上，5G并不是一個(gè)橫空出世的技術(shù)，也不算是一個(gè)突破型的技術(shù)。5G采用的一些關(guān)鍵技術(shù)，基本上是4G技術(shù)的提升。比如說頻寬，4G頻寬是20兆，而5G現(xiàn)在開放的頻段是100兆；比如說天線，4G典型的是4發(fā)4收或者8發(fā)8收，到了5G是64發(fā)64收；另外5G通過更高的調(diào)制效率實(shí)現(xiàn)了更高的速率。
mMTC，超大連接的物聯(lián)網(wǎng)，它可以支持百萬級的物聯(lián)網(wǎng)終端連接，針對全球網(wǎng)、全國網(wǎng)、城市網(wǎng)絡(luò)類的，比如水表、電表、燃?xì)獾鹊某恚热绻蚕韱诬嚒⒅悄芫w、智能路燈等都可以用到。
uRLCC，高可靠低時(shí)延網(wǎng)絡(luò)，主要面向生產(chǎn)類和自動駕駛類的應(yīng)用。例如，無人駕駛汽車技術(shù)，未來就需要承載在這樣的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上，才能滿足各種瞬息萬變的路況和突發(fā)情況，并能作到實(shí)時(shí)響應(yīng)；還包括，生產(chǎn)車間的實(shí)時(shí)控制以及港口會控制部分自動化的設(shè)備，例如塔吊、機(jī)器人等，這些都需要低時(shí)延的無線網(wǎng)絡(luò)來承載。
Wi-Fi6的五個(gè)關(guān)鍵新技術(shù)
▲ Wi-Fi 6技術(shù)特性
Wi-Fi 6是新一代的Wi-Fi，引入了五個(gè)關(guān)鍵的新技術(shù)：
• 1024QAM（更高速率的調(diào)制），它帶來的改善是進(jìn)一步提升極限帶寬。上一代Wi-Fi 4，理論上能達(dá)到1.7G的連接速率，這里指的是極限帶寬。到Wi-Fi 6之后，極限帶寬可以達(dá)到4.8個(gè)G。
5G和Wi-Fi 6的特性對比
▲ 覆蓋和性能的綜合對比
從覆蓋和性能上的綜合對比
從信號和頻寬上看，5G使用256QAM的調(diào)制方式，以及100兆赫茲的單載波頻寬。相比較而言，Wi-Fi 6采用了1024QAM的調(diào)制方式以及最高160MHz的單載波頻寬。可以看出，Wi-Fi 6采用的調(diào)制技術(shù)和頻寬，都比5G高很多。這是因?yàn)樗木嚯x近。5G考慮大范圍的距離，Wi-Fi則主要考慮10m-20m的覆蓋范圍。因此，近距離下的傳輸帶寬非常高。
2、調(diào)度方式
從調(diào)度方式看，5G采用的是基站調(diào)度，用基站的核心網(wǎng)絡(luò)去指揮大量的終端。Wi-Fi 6引入了協(xié)調(diào)終端收發(fā)行為的機(jī)制，讓整網(wǎng)傳輸更有序，通過協(xié)調(diào)+競爭的方式，解決了面對萬人大會場景時(shí)候，完全競爭模式下的Wi-Fi 5常遇到信號很強(qiáng)但是無法通信的問題。
3、吞吐性能
理論速率，5G可以到20G，Wi-Fi 6可以到10G，這中間的差別主要是因?yàn)?G最高可以支持64個(gè)天線，而64發(fā)64收的天線會非常非常大，這使得它主要用在室外。典型的室內(nèi)單臺設(shè)備類型，5G的吞吐會在1.5G到2G，不可能都使用那么大的天線。大部分室內(nèi)部署小基站，一般是4*4，它的帶寬是1.5G-2G。Wi-Fi是4T4R，典型的性能也在1.5G-2G。所以，單設(shè)備的性能差不多。
4、覆蓋范圍
5G 的一個(gè)室外基站的覆蓋是公里級，在室內(nèi)一般會采用小基站或者室分系統(tǒng)。為了降低覆蓋成本，5G單個(gè)容量小區(qū)的覆蓋范圍在五千到一萬平米，差不多一層到兩層樓的范圍。Wi-Fi 的1個(gè)AP可以覆蓋一個(gè)大會議室，或者一個(gè)大辦公室的幾個(gè)房間，每個(gè)AP提供單獨(dú)容量，它的覆蓋范圍差不多是500-1000平米。在室內(nèi)，Wi-Fi和5G的單小區(qū)覆蓋范圍差不多差十倍。這樣部署的結(jié)果是，雖然單小區(qū)的性能差不多，但是平均到每個(gè)平米和平均到每個(gè)人頭上，5G的性能可能只有Wi-Fi性能的五分之一到十分之一。所以，5G首先滿足的是廣覆蓋而非高帶寬。
5、個(gè)人體驗(yàn)
5G的體驗(yàn)相比4G，肯定覆蓋更廣，移動性會非常好，個(gè)人體驗(yàn)將再也感覺不到漫游。而劣勢就如剛才的分析，當(dāng)人員密集的時(shí)候，5G分配到每個(gè)人身上的帶寬并不多，一萬平米一個(gè)基站，一個(gè)點(diǎn)幾個(gè)G，如果人多到上千的情況下，使用體驗(yàn)就明顯下降了。
而Wi-Fi的優(yōu)劣勢，剛好和5G相反互補(bǔ)，其優(yōu)點(diǎn)在于高密度下的高帶寬。Wi-Fi的另外一個(gè)優(yōu)勢是省電。用4G訪問網(wǎng)絡(luò)，時(shí)間稍長，手機(jī)就會很燙，電池刷刷往下掉，用Wi-Fi則會省電很多。Wi-Fi的劣勢在于需要認(rèn)證，而且是私有網(wǎng)，覆蓋不連續(xù)的。就像學(xué)校的Wi-Fi，一出學(xué)校就沒有了，不會像5G那么連續(xù)。
從建設(shè)和管理上的綜合對比
▲ 建設(shè)和管理的綜合對比
1、網(wǎng)絡(luò)管控
從網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的管理權(quán)來看，5G的建設(shè)和管理權(quán)都是運(yùn)營商負(fù)責(zé)和主導(dǎo)，業(yè)主（高校）只能有使用權(quán)。而Wi-Fi則是私有網(wǎng)絡(luò)，業(yè)主完全具備建設(shè)權(quán)、管理權(quán)和使用權(quán)。
2、建網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)
從建網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)來看，運(yùn)營商在建網(wǎng)時(shí)首先考慮的是其收益導(dǎo)向，不保證業(yè)主的投資收益比。而Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)是業(yè)主的業(yè)務(wù)導(dǎo)向，有什么業(yè)務(wù)，由自己來制定建網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)。
3、部署方式
從部署方式來看，如果使用5G，學(xué)校的業(yè)務(wù)基本上都要部署在公網(wǎng)或者云端，即使部署在內(nèi)網(wǎng)也必須要有一個(gè)公網(wǎng)的地址從外面訪問進(jìn)來，所有的數(shù)據(jù)都要通過公共網(wǎng)來過一遍。部署Wi-Fi的話，整個(gè)業(yè)務(wù)都可以部署在內(nèi)網(wǎng)、局域網(wǎng)里。從經(jīng)驗(yàn)來看，業(yè)主一定會有大量的私有網(wǎng)絡(luò)資源需要訪問和被訪問。
4、部署時(shí)間
5G的部署時(shí)間遵循運(yùn)營商的部署計(jì)劃，運(yùn)營商首先考慮的是室外的部署，學(xué)校是不是在整個(gè)建設(shè)的計(jì)劃范圍內(nèi)，其實(shí)并不能掌握；而Wi-Fi則完全自主，業(yè)主能自行掌握計(jì)劃。
5、部署地點(diǎn)
部署的地點(diǎn)，運(yùn)營商從收益角度考慮，一般是部署在人流密集的地方；還有有一些比較偏僻的場所，比如說實(shí)驗(yàn)室、科研基地等，人不多但是很重要，運(yùn)營商就不見得會部署。學(xué)校里也有這樣的地方，4G的信號覆蓋不到。Wi-Fi 6完全可以去自己按照需要來部署。
6、終端支持
從終端的支持來看，手機(jī)應(yīng)用4G已經(jīng)完全普及。5G預(yù)計(jì)判斷到2020至2024年才會慢慢普及。而PC和Pad對運(yùn)營商的支持要慢更多。比如，現(xiàn)在內(nèi)置4G功能的筆記本電腦仍然不超過20%；而智能辦公，比如智能投屏的大屏、一些語音智能辦公設(shè)備，目前也看不到支持4G或者5G。Wi-Fi在這幾類產(chǎn)品上才是標(biāo)配。未來兩到三年，Wi-Fi 6一定會變成這類設(shè)備的主流。
基于場景實(shí)現(xiàn)5G和Wi-Fi6聯(lián)合部署
從覆蓋性能和建設(shè)管理綜合對比我們可以得出5G和Wi-Fi6有不同的適用場景：5G的場景以室外為主，考慮的是廣覆蓋、連續(xù)性和可移動性；Wi-Fi 6的場景以室內(nèi)為主，考慮的是近距離、高密度覆蓋、和高性能。
具體的根據(jù)不同場景需求，5G和Wi-Fi6可以采取如下聯(lián)合部署策略
• 城市監(jiān)控、智慧工廠、車聯(lián)網(wǎng)、智慧交通：主要為城域和室外范圍，大量物聯(lián)網(wǎng)終端接入、專用CPE接入，覆蓋以5G為主；
5G和WiFi6哪個(gè)更適合，這是特定場景下不同的需求，和兩種技術(shù)自身所具有的特性決定的。因此，在即將到來的5G時(shí)代，WiFi6不會被替代或消亡。在即將到來的5G時(shí)代，無線園區(qū)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)應(yīng)當(dāng)結(jié)合場景模型，實(shí)現(xiàn)5G移動通信網(wǎng)和Wi-Fi6網(wǎng)絡(luò)的“連接融合、聯(lián)合部署”。
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