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无线通信
2019/9/17 11:22

5G和WiFi 6“相爱相杀”?

人民邮电报  那什

无线通信技术的江湖里,一直存在着“相爱相杀”的两个阵营:一个是从2G到5G的蜂窝通信技术,另一个是从802.11b到 802.11ax的WiFi技术。随着5G的商用在即以及今年WiFi 6最终版本的发布,二者之间的“爱恨情仇”再度被热议,而事实上,二者各有所长,5G是WiFi 6的有力支撑,WiFi 6可以成为5G的补充和延伸,二者融合能够共同做大无线生态。

网络:一个“主内”,一个“主外”

蜂窝通信和WiFi的技术之争并不是一个新话题。早在2000年前后,业内就有2G将替代WiFi的观点,到了2009年左右,“4G将替代WiFi”又成为彼时一个前沿的猜测。现在,业界对5G和WiFi显然更加包容,融合发展基本成为业界共识,甚至有观点认为WiFi 6简直就是为5G而生的。

事实上,WiFi 6在标准的制定上大量吸纳了5G关键技术,如OFDMA、MU-MIMO、1024-QAM等。而在标准的演进方向上,WiFi 6与5G也并无二致,都是以eMBB、mMTC、uRLLC三大场景为目标,支持多用户高速率并发,优化了设备功耗和覆盖能力,扩展了覆盖范围。

在技术演进上二者“英雄所见略同”,在实际组网中,二者各有所长:5G“主外”,在室外三大移动场景中是当仁不让的首选;WiFi 6“主内”,解决室内覆盖速率等问题。二者融合就能实现“内外兼修”的目标。

众所周知,室内覆盖是5G的一大挑战。5G网络技术采用的是超高频频谱,频率越高衍射现象越弱,穿越障碍的能力也就越弱,所以5G信号很容易衰弱,在楼宇内部,隔着几道墙,信号衰减将更加严重。如果保持5G信号的覆盖,需部署大量的光纤和微站。在一些特殊的场景例如地下室,要实现5G的全覆盖更是难上加难。此时,WiFi 6就能担当填补5G覆盖缺口的重任,将路由器通过有线连接放入地下室产生信号,帮助5G从室外走进室内。现在几乎所有智能设备和物联网设备都配备了WiFi模块,出口只用一个公网IP地址,不会占用更多公网IP地址资源。

在速率方面,第一代WiFi的速率只有1~10兆,在不断演进中,WiFi 6传输速率已达1G到10G之间。根据华为发布的WiFi 6技术白皮书,通过引入上行MU-MIMO、OFDMA频分复用、1024-QAM高阶编码等技术,WiFi 6传输效率问题能得到有效解决,在密集用户环境中用户的平均吞吐量相比WiFi 5 提高了至少4倍,这样的速率不会影响实现5G接入后,室内WiFi用户的体验。

对于网络覆盖而言,5G的载波聚合技术提升了频谱利用率,大大提升了网络容量。正因如此,人们觉得5G网络下可以无限量接入,但却忽视了一点:随着物联网时代的到来,入网设备的数量也在大幅提升,如果所有的上网设备都直联区域内基站,5G高速路再宽也会“堵死”。要想降低基站塔的负担,依靠WiFi分流不失为一个很好的解决办法。

另外,在5G商用早期,考虑到用户数和建网成本,资费可能暂时会较高。此时,如果在公共建筑内,如商超、写字楼等,用户可能更愿意接入WiFi,这也使5G+WiFi 6为早期的商用提供一种更为经济的模式,避免用户对资费望而却步。

现在,办公、物流、商业、智能家居等各行各业都在走向无线化,前提就是设备、终端等全部联网使用,到了5G时代,这一趋势将更加明显。同时,在家庭中还需要考虑是否能接入更多的终端,这就需要WiFi网络适应不断增加的客户端设备数量以及不同应用的用户体验需求。

看应用:不是“互斥”,而是“互助”

实时视频共享、在线游戏和AR/VR等新兴应用将是5G大展拳脚的舞台。这些应用将变革数据传输格局,上行链路的数据流量传输与管理变得日益重要,这正是WiFi助力5G应用落地的重要切入点。

微软公司合伙人兼董事Ian LeGrow表示:“未来几年,数十亿终端需要从边缘连接到云端,诸如WiFi 6等新兴技术的重要之处在于,它们能在密集的网络环境中提供卓越性能和更低功耗,此外,还能提高数据的安全性。对于家庭和办公场所,连接到云端需要完整的连接方案,全新WiFi 6解决方案可以提供基础的最关键部分。”

在游戏领域,Rivet Networks首席执行官兼创始人Michael Cubbage表示:“我们提供的是低时延、具有沉浸感的在线PC游戏体验,因此采用最新、最前沿的无线技术十分重要,具有高吞吐量和低时延的WiFi 6技术对于提供绝佳的在线游戏体验至关重要。”

车联网被认为是5G重要应用场景。高通近日发布了一款汽车WiFi 6芯片,能为其骁龙汽车4G/5G平台提供补充。芯片能够提供快速、安全且高效的WiFi连接,满足移动汽车内的消费者在拥堵和密集环境中对更高健壮性和更低时延的需求。该芯片通过支持双WiFi 6 MIMO接入点,实现千兆级车载热点并在车内提供高效WiFi连接,同时支持多显示屏上的超高清视频流传输、无线备份摄像头镜像投屏以及高保真音频流传输。

正如韩国电信融合技术研究所副总裁Lee Jong-Pil所言:“基于全新的WiFi 6网络平台,我们将能够加速产品面市以及WiFi 6在韩国的整体可用性,无论用户是随时随地使用5G,还是在拥挤环境下使用WiFi,都可以得到下一代无缝连接体验。”

此外,WiFi 6与前几代标准相比,具有更可靠的安全性,这也为5G+WiFi 6的组网模式在关键垂直领域应用的延伸提供保障。根据华为发布的WiFi 6技术白皮书,虽然WiFi 6标准本身没有任何新的安全增强功能,但是之后上市的WiFi 6 AP会很快支持WPA3加密功能,这是一种更安全的加密方式,能够对使用弱密码的用户采取“强有力的保护”,简化无显示接口设备的安全设置流程,对每个设备与AP之间的连接进行加密,并且增加暴力密码破解的难度。

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