5G都不能取代的Wi-Fi6，到底有多6

據了解，最新一代WiFi6(802.11ax)的傳輸速率最高可達9.6Gbps，也就是說(shuō)理論傳輸速度達到了1.2GB/s的傳輸速度。隨著(zhù)WiFi6的到來(lái)，將會(huì )覆蓋更多樣化的應用，例如物聯(lián)網(wǎng)、汽車(chē)，到4K視頻傳輸等。

蜂窩通信與WiFi，就像移動(dòng)設備上的兩大高手。彼此勢均力敵：一個(gè)主室內，一個(gè)主室外。WiFi是移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )的室內覆蓋補充，也承擔著(zhù)大量的數據流量卸載，二者既想各自占山為王，但也時(shí)不時(shí)地相互成全對方。

然而隨著(zhù)5G時(shí)代的到來(lái)，考慮到5G具有媲美wifi的傳輸速率以及比wifi更廣泛的覆蓋與使用的便捷性，因此在市面上就出現了諸如“5G必將干掉WiFi”、“WiFi遲早將被淘汰”、“WiFi活不過(guò)5G時(shí)代”，各種言論層出不窮。在一片爭論聲中，WiFi6姍姍來(lái)遲。

前不久，Wi-Fi聯(lián)盟正式發(fā)布Wi-Fi 6標準，相比于目前正在廣泛使用的上一代Wi-Fi標準，Wi-Fi 6將具有更快的帶寬和更加高效的成熟效率。WiFi6能否與5G分庭抗禮呢?在談這個(gè)問(wèn)題之前，我們需要先對Wi-Fi6做一個(gè)充分的了解。

WiFi6是什么?

最新一代WiFi6，用技術(shù)術(shù)語(yǔ)來(lái)說(shuō)，就是802.11AX。去年10月初， Wi-Fi規格重新命名，新標準802.11ax改名為Wi-Fi 6。同時(shí)，前幾代WiFi名稱(chēng)也相應的作出了改變：

802.11b — WiFi 1 (1999)

802.11a — WiFi 2 (1999)

802.11g — WiFi 3 (2003)

802.11n — WiFi 4 (2009)

802.11ac — WiFi 5(2014)

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是，以前的WiFi命名復雜、繁瑣，而現在命名就是通俗易懂。而對我們消費者最大的影響就是，在往后我們買(mǎi)路由器只需要知道，WiFi后面的數字越大，技術(shù)越先進(jìn)就是了。

據了解，最新一代WiFi6(802.11ax)的傳輸速率最高可達9.6Gbps，也就是說(shuō)理論傳輸速度達到了1.2GB/s的傳輸速度。隨著(zhù)WiFi6的到來(lái)，將會(huì )覆蓋更多樣化的應用，例如物聯(lián)網(wǎng)、汽車(chē)，到4K視頻傳輸等。

WiFi 6厲害在哪里?

01 完整版的MU-MIMO技術(shù)

要說(shuō)明WiFi 6厲害在哪里。我們要先來(lái)說(shuō)說(shuō)目前的主流WiFi 5路由器的問(wèn)題。下邊是一款主流普通的雙頻路由器。支持300M帶寬2.4G頻段和867M帶寬5G頻段——你的設備只能接收其中一個(gè)頻段的信號。目前市售大約在200-300之間，雙空間流(看上去有四根天線(xiàn)，實(shí)際上兩對天線(xiàn)發(fā)送的是重復信號，起到信號放大的作用)這樣主流的路由器家用基本上已經(jīng)夠用。

那么再高端一些的路由器，同樣是WiFi 5的規格下它的技術(shù)有什么進(jìn)步呢?我們以?xún)r(jià)格在上千元的網(wǎng)件夜鷹 R8000P為例子。

其標稱(chēng)的AC4000只是三個(gè)獨立頻段的帶寬累加值，即2.4GHz的750Mbps + 5GHz(1路)的1625Mbps + 5GHz(2路)的1625Mbps，但是不管你的終端有多強，它只能工作在其中一個(gè)頻段下面，并不能同時(shí)連接雙頻或三頻來(lái)實(shí)現并發(fā)傳輸。

且1625Mbps帶寬是需要3×3的天線(xiàn)實(shí)現的，但絕大多數智能手機和平板電腦最高只支持只到2×2(對于移動(dòng)設備來(lái)說(shuō)，做太多的WiFi天線(xiàn)，體積，耗電和散熱都成問(wèn)題)——也就是說(shuō)絕大多數無(wú)線(xiàn)設備連接網(wǎng)件夜鷹 R8000P也只能獲得541 Mbps*2=1082Mbps的帶寬 與我們前面介紹的三百塊的路由器的867Mbps帶寬相差無(wú)幾。

當然高端路由還有MU-MIMO功能。類(lèi)似這樣：

上圖是普通路由器的信號傳輸方式與具備MU-MIMO功能的高端路由器信號傳輸方式的不同。這也是商家推銷(xiāo)高端路由的賣(mài)點(diǎn)之一。4*4天線(xiàn)的路由器同時(shí)可以傳輸2×2的筆記本電腦、1×1的手機A和1×1的手機B。但實(shí)際上觸發(fā)這個(gè)功能的條件非?？量蹋盒枰B接設備都在同一5G頻段下，設備全部要支持MU-MIMO功能。且設備數量要剛剛合適才能觸發(fā)。(MU-MIMO實(shí)際容量也就2到3個(gè)終端。老實(shí)說(shuō)，兩三個(gè)終端也擁堵不到哪去……) 且WiFi 5下的MU-MIMO功能只支持數據下行，所以這是一個(gè)并不值得用戶(hù)買(mǎi)單的雞肋功能。

因此支持WiFi 5的路由器，無(wú)論有多貴。無(wú)線(xiàn)部分的性能也就是那樣。相比之下WiFi6的MU-MIMO功能就進(jìn)化了很多——至少它是支持上行和下行的完整版。且相對于WiFi 5最多支持的最大規格是4×4 MU-MIMO，WiFi 6擁有8×8 MU-MIMO，可以同時(shí)向8個(gè)終端共享上行、下行的MU-MIMO數據包。如此一來(lái)適用的場(chǎng)景便多了很多。

02 OFDMA技術(shù)

OFDMA應該算是11ax真正黑科技的地方。簡(jiǎn)單說(shuō)，OFDMA將幀結構重新設計，細分成若干資源單元(RU)，從而為多個(gè)用戶(hù)服務(wù)。

用卡車(chē)拉貨來(lái)形容OFDMA技術(shù)，在原先的OFDM技術(shù)中(11n/ac中使用的方案)是按訂單發(fā)貨。無(wú)論貨物多少，來(lái)一單發(fā)一趟車(chē)，空載率會(huì )很高。而OFDMA技術(shù)會(huì )將多個(gè)訂單聚合在一起。讓卡車(chē)盡量滿(mǎn)載上路。這樣就使得運輸效率大大提高了。

OFDMA與MU-MIMO技術(shù)的區別

OFDMA：適用于小數據包的并行傳輸，提升信道利用率與傳輸效率。其狀態(tài)穩定，不容易受終端影響。

MU-MIMO：適用于大數據包的并行傳輸，提升多空間流的利用率與系統容量。提高單用戶(hù)的有效帶寬，但運行狀態(tài)不夠穩定，很容易受終端影響。

03 MCS(調制與編碼策略)的提升

從數據角度來(lái)看，單條空間流80M帶寬的關(guān)聯(lián)速率從433Mbps提升到了600.4Mbps，理論最大關(guān)聯(lián)速率(160M帶寬，8條空間流)從6.9Gbps提升到9.6Gbps左右。

簡(jiǎn)單的說(shuō)11ax承載的數據量能力實(shí)際提高了30%左右。

5G VS WiFi6

5G網(wǎng)絡(luò )，作為第五代移動(dòng)通訊技術(shù)。5G在長(cháng)時(shí)間大面積的宣傳、預熱與討論下，大家都對其比較熟悉了。5G的理論帶寬是4G網(wǎng)絡(luò )的百倍(理論下行速度10Gb/s)，同時(shí)還有低時(shí)延和低耗電的特性。即將取代4G網(wǎng)絡(luò )成為下一代的通訊網(wǎng)絡(luò )。目前5G通訊標準還沒(méi)有完全確定下來(lái)，只有針對5G手機的eMBB場(chǎng)景(大流量帶寬標準)已經(jīng)被確定下來(lái)。今年下半年會(huì )有大量手機廠(chǎng)商推出5G手機，電信運營(yíng)商也將推出5G套餐供用戶(hù)嘗鮮。

5G技術(shù)中還有URLLC(低延時(shí)通信)和mMTC(大物聯(lián)網(wǎng))的標準沒(méi)有指定下來(lái)，整個(gè)標準在ITU(國際電信聯(lián)盟)上全面通過(guò)，預計要到2020年左右。三大運營(yíng)商在建設中的5G****基本普及也要等到2020年。

WiFi6相比較于5G顯得低調很多了。2018年10月3日WiFi聯(lián)盟將基于802.11ax標準的WiFi納入正規軍，并正式更名為WiFi6。將前兩代技術(shù)——802.11n和802.11ac分別命名為WiFi4 和WiFi5。

與WiFi5相比，WiFi6在網(wǎng)絡(luò )速度方面更加快速，容量上也越來(lái)越大。不但如此，WiFi6還加入了多用戶(hù)多入多出技術(shù)(MU-MIMO)和正交頻分多址(OFDMA)，使得WiFi6能同時(shí)服務(wù)多設備能力大大提高。不過(guò)WiFi6目前面臨與5G同樣的問(wèn)題——需要時(shí)間普及。我們手上所有的設備都要支持WiFi6協(xié)議(包括路由器、手機、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡等)，這個(gè)技術(shù)才能真正被用起來(lái)。介于用戶(hù)更新設備的速度，WiFi6真正普及的時(shí)間可能會(huì )比5G還要長(cháng)。關(guān)于5G和WiFi6具體比較不再累述，一表讓你一眼把5G 、WiFi6看到底。

表一

5G在哪里與WiFi6競爭，相互補充?

2019 年，基于運營(yíng)商的移動(dòng)連接(LTE 和 5G 蜂窩網(wǎng)絡(luò ))和非授權無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )(WiFi6，或者稱(chēng)為 802.11ax)將在兩個(gè)主要方面相互靠攏：無(wú)線(xiàn)電信號編碼和資源調度。

這兩種無(wú)線(xiàn)系統采用相同的方法將更多用戶(hù)和數據壓縮到它們使用的頻率中，使每個(gè)****或無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn)都能同時(shí)與更多設備通信。盡管在技術(shù)上有所靠攏，但是基于運營(yíng)商的無(wú)線(xiàn)系統和非授權無(wú)線(xiàn)系統之間依然存在許多差異，這些差異體現在成本、基礎設施布局，以及它們?yōu)槠髽I(yè)網(wǎng)絡(luò )操作人員提供的管理控制級別等方面。這些因素將決定企業(yè)如何圍繞無(wú)線(xiàn)功能的保留和增加做出規劃。

在企業(yè)環(huán)境中，由于位置、應用程序和設備類(lèi)型的不同，WiFi6和5G既相互競爭也相互補充。下面給出相互競爭幾個(gè)例子：

• 企業(yè)可以購買(mǎi)5G小型蜂窩設備(小型蜂窩塔)并在內部部署，為員工提供5G覆蓋，慢慢用5G取代WiFi。

• 由于WiFi標準的不斷發(fā)展，企業(yè)每3-5年就要對其無(wú)線(xiàn)上網(wǎng)設備進(jìn)行一次升級。有了5G，這些開(kāi)銷(xiāo)可以外包給服務(wù)提供商。服務(wù)提供商將負責定期升級他們的無(wú)線(xiàn)基礎設施。

在某些用例中，5G可以補充WiFi6如：

• 在增強型移動(dòng)寬帶(eMBB)用例中，客戶(hù)端設備(CPE)可以連接到5G網(wǎng)絡(luò )以實(shí)現Internet連接，并可以通過(guò)WiFi6在本地提供連接服務(wù)。

• 5G可以補充WiFi6在住宅固定無(wú)線(xiàn)的使用情況(例如最近由Verizon推出的5G家庭服務(wù))。借助5G，服務(wù)提供商可以降低其調度操作的成本，并使客戶(hù)能夠通過(guò)自助服務(wù)機制激活其Internet連接服務(wù)。

• 即使在企業(yè)中，WiFi通過(guò)支持WiFi的筆記本電腦和移動(dòng)設備也具有更高的滲透率。雖然從移動(dòng)設備中消除WiFi并將其完全轉換為5G更容易，但從筆記本電腦中刪除WiFi并不容易。此外，在企業(yè)中推出WiFi6比5G網(wǎng)絡(luò )要便宜得多。企業(yè)推出WiFi6的時(shí)間也比5G要短。

除了在企業(yè)中，未來(lái)WiFi6 和 5G 會(huì )有角色的變化，二者由于速度快，高帶寬等特點(diǎn)也正悄悄地改變物聯(lián)網(wǎng)。隨著(zhù)5G和WiFi6在2019年上市，物聯(lián)網(wǎng)設備會(huì )被設計成發(fā)送更多信息只需消耗更少的能源，這些技術(shù)可以讓設備始終保持在線(xiàn)或連接狀態(tài)。各種類(lèi)型的設備也可能開(kāi)始使用SIM卡或嵌入式SIM卡來(lái)啟用蜂窩功能，這將改變WiFi設備的當前趨勢。

WiFi6 和 5G都采用了使資源更具有確定性的調度方法，這對自動(dòng)化制造、醫療、能源和其他各種行業(yè)中使用的任務(wù)關(guān)鍵型物聯(lián)網(wǎng)資產(chǎn)也具有重要意義。WiFi6 無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn)未來(lái)會(huì )增加對其他無(wú)線(xiàn)電技術(shù)的支持(例如藍牙和 Zigbee)，這些接入點(diǎn)會(huì )成為更加強大的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，甚至兼而成為有用的無(wú)線(xiàn)傳感器，幫助跟蹤和管理設備。

值得關(guān)注的是，作為 LTE 技術(shù)(及隨后的 5G 技術(shù))的延伸，CBRS(公民寬帶無(wú)線(xiàn)電服務(wù))據稱(chēng)可以作為 WiFi6 的互補技術(shù)，用于在建筑內部提供無(wú)線(xiàn)連接。在美國，CBRS 使用的是未被 WiFi 或現有 LTE/5G 服務(wù)使用的 3.5Ghz 范圍內的頻段，所以不太可能被一般的消費者接入的設備干擾。很快，一些初期的 CBRS 功能便會(huì )實(shí)現商品化。對于機器人等需要穩定無(wú)線(xiàn)和移動(dòng)連接的設備，CBRS 將成為 WiFi6 的理想補充。

當然，與 WiFi6 相比，5G 技術(shù)也有自己的優(yōu)勢。對于企業(yè) IT 而言，在 WiFi 并非理想選擇的區域，5G 將是革命性的技術(shù)，例如如果有數百臺甚至數千臺的物聯(lián)網(wǎng)設備需要無(wú)線(xiàn)連接，在企業(yè)自己擁有的大樓內，WiFi6 將是連接物聯(lián)網(wǎng)設備的必選無(wú)線(xiàn)技術(shù)。當物聯(lián)網(wǎng)轉移到企業(yè)大樓以外的區域時(shí)，傳感器仍然可以利用 5G 作為無(wú)線(xiàn)傳輸模式，以獲得具備足夠速度和可靠性的連接。

5G和WiFi6讓物聯(lián)網(wǎng)設備“活”了起來(lái)，也改變了我們使用物聯(lián)網(wǎng)設備的方式。

結語(yǔ)

5G取代WiFi的可能性不高，相反WiFi會(huì )通過(guò)5G技術(shù)繼續演進(jìn)和升級，在未來(lái)相當長(cháng)的一段時(shí)間里，5G將與WiFi6共存并進(jìn)，相互補充，而且兩者在工業(yè)生產(chǎn)、物聯(lián)網(wǎng)、智能駕駛等諸多領(lǐng)域都有很大的應用潛力和想象空間，幫助各行各業(yè)爆發(fā)出新的生產(chǎn)力。