5G都不能取代的Wi-Fi6，到底有多6

據(jù)了解，最新一代WiFi6(802.11ax)的傳輸速率最高可達(dá)9.6Gbps，也就是說理論傳輸速度達(dá)到了1.2GB/s的傳輸速度。隨著WiFi6的到來，將會(huì)覆蓋更多樣化的應(yīng)用，例如物聯(lián)網(wǎng)、汽車，到4K視頻傳輸?shù)取?/p>

蜂窩通信與WiFi，就像移動(dòng)設(shè)備上的兩大高手。彼此勢(shì)均力敵：一個(gè)主室內(nèi)，一個(gè)主室外。WiFi是移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)覆蓋補(bǔ)充，也承擔(dān)著大量的數(shù)據(jù)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(duì)方。

然而隨著5G時(shí)代的到來，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(xiàn)了諸如“5G必將干掉WiFi”、“WiFi遲早將被淘汰”、“WiFi活不過5G時(shí)代”，各種言論層出不窮。在一片爭(zhēng)論聲中，WiFi6姍姍來遲。

前不久，Wi-Fi聯(lián)盟正式發(fā)布Wi-Fi 6標(biāo)準(zhǔn)，相比于目前正在廣泛使用的上一代Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)，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)問題之前，我們需要先對(duì)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)語來說，就是802.11AX。去年10月初， Wi-Fi規(guī)格重新命名，新標(biāo)準(zhǔn)802.11ax改名為Wi-Fi 6。同時(shí)，前幾代WiFi名稱也相應(yīng)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)單來說就是，以前的WiFi命名復(fù)雜、繁瑣，而現(xiàn)在命名就是通俗易懂。而對(duì)我們消費(fèi)者最大的影響就是，在往后我們買路由器只需要知道，WiFi后面的數(shù)字越大，技術(shù)越先進(jìn)就是了。

據(jù)了解，最新一代WiFi6(802.11ax)的傳輸速率最高可達(dá)9.6Gbps，也就是說理論傳輸速度達(dá)到了1.2GB/s的傳輸速度。隨著WiFi6的到來，將會(huì)覆蓋更多樣化的應(yīng)用，例如物聯(lián)網(wǎng)、汽車，到4K視頻傳輸?shù)取?/span>

WiFi 6厲害在哪里?

01 完整版的MU-MIMO技術(shù)

要說明WiFi 6厲害在哪里。我們要先來說說目前的主流WiFi 5路由器的問題。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(shè)備只能接收其中一個(gè)頻段的信號(hào)。目前市售大約在200-300之間，雙空間流(看上去有四根天線，實(shí)際上兩對(duì)天線發(fā)送的是重復(fù)信號(hào)，起到信號(hào)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(guī)格下它的技術(shù)有什么進(jìn)步呢?我們以價(jià)格在上千元的網(wǎng)件夜鷹 R8000P為例子。

其標(biāo)稱的AC4000只是三個(gè)獨(dú)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(qiáng)，它只能工作在其中一個(gè)頻段下面，并不能同時(shí)連接雙頻或三頻來實(shí)現(xiàn)并發(fā)傳輸。

且1625Mbps帶寬是需要3×3的天線實(shí)現(xiàn)的，但絕大多數(shù)智能手機(jī)和平板電腦最高只支持只到2×2(對(duì)于移動(dòng)設(shè)備來說，做太多的WiFi天線，體積，耗電和散熱都成問題)——也就是說絕大多數(shù)無線設(shè)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帶寬相差無幾。

當(dāng)然高端路由還有MU-MIMO功能。類似這樣：

上圖是普通路由器的信號(hào)傳輸方式與具備MU-MIMO功能的高端路由器信號(hào)傳輸方式的不同。這也是商家推銷高端路由的賣點(diǎn)之一。4*4天線的路由器同時(shí)可以傳輸2×2的筆記本電腦、1×1的手機(jī)A和1×1的手機(jī)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(shè)備都在同一5G頻段下，設(shè)備全部要支持MU-MIMO功能。且設(shè)備數(shù)量要?jiǎng)倓偤线m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，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?jǐn)?shù)據(jù)下行，所以這是一個(gè)并不值得用戶買單的雞肋功能。

因此支持WiFi 5的路由器，無論有多貴。無線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(duì)于WiFi 5最多支持的最大規(guī)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(shù)據(jù)包。如此一來適用的場(chǎng)景便多了很多。

02 OFDMA技術(shù)

OFDMA應(yīng)該算是11ax真正黑科技的地方。簡(jiǎn)單說，OFDMA將幀結(jié)構(gòu)重新設(shè)計(jì)，細(xì)分成若干資源單元(RU)，從而為多個(gè)用戶服務(wù)。

用卡車?yán)泚硇稳軴FDMA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。無論貨物多少，來一單發(fā)一趟車，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。讓卡車盡量滿載上路。這樣就使得運(yùn)輸效率大大提高了。

OFDMA與MU-MIMO技術(shù)的區(qū)別

OFDMA：適用于小數(shù)據(jù)包的并行傳輸，提升信道利用率與傳輸效率。其狀態(tài)穩(wěn)定，不容易受終端影響。

MU-MIMO：適用于大數(shù)據(jù)包的并行傳輸，提升多空間流的利用率與系統(tǒng)容量。提高單用戶的有效帶寬，但運(yùn)行狀態(tài)不夠穩(wěn)定，很容易受終端影響。

03 MCS(調(diào)制與編碼策略)的提升

從數(shù)據(jù)角度來看，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11ax承載的數(shù)據(jù)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(zhǎng)時(shí)間大面積的宣傳、預(yù)熱與討論下，大家都對(duì)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(biāo)準(zhǔn)還沒有完全確定下來，只有針對(duì)5G手機(jī)的eMBB場(chǎng)景(大流量帶寬標(biāo)準(zhǔn))已經(jīng)被確定下來。今年下半年會(huì)有大量手機(jī)廠商推出5G手機(jī)，電信運(yùn)營(yíng)商也將推出5G套餐供用戶嘗鮮。

5G技術(shù)中還有URLLC(低延時(shí)通信)和mMTC(大物聯(lián)網(wǎng))的標(biāo)準(zhǔn)沒有指定下來，整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)在ITU(國(guó)際電信聯(lián)盟)上全面通過，預(yù)計(jì)要到2020年左右。三大運(yùn)營(yíng)商在建設(shè)中的5G****基本普及也要等到2020年。

WiFi6相比較于5G顯得低調(diào)很多了。2018年10月3日WiFi聯(lián)盟將基于802.11ax標(biāo)準(zhǔn)的WiFi納入正規(guī)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，容量上也越來越大。不但如此，WiFi6還加入了多用戶多入多出技術(shù)(MU-MIMO)和正交頻分多址(OFDMA)，使得WiFi6能同時(shí)服務(wù)多設(shè)備能力大大提高。不過WiFi6目前面臨與5G同樣的問題——需要時(shí)間普及。我們手上所有的設(shè)備都要支持WiFi6協(xié)議(包括路由器、手機(jī)、無線網(wǎng)卡等)，這個(gè)技術(shù)才能真正被用起來。介于用戶更新設(shè)備的速度，WiFi6真正普及的時(shí)間可能會(huì)比5G還要長(zhǎng)。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(jìng)爭(zhēng)，相互補(bǔ)充?

2019 年，基于運(yùn)營(yíng)商的移動(dòng)連接(LTE 和 5G 蜂窩網(wǎng)絡(luò))和非授權(quán)無線網(wǎng)絡(luò)(WiFi6，或者稱為 802.11ax)將在兩個(gè)主要方面相互靠攏：無線電信號(hào)編碼和資源調(diào)度。

這兩種無線系統(tǒng)采用相同的方法將更多用戶和數(shù)據(jù)壓縮到它們使用的頻率中，使每個(gè)****或無線接入點(diǎn)都能同時(shí)與更多設(shè)備通信。盡管在技術(shù)上有所靠攏，但是基于運(yùn)營(yíng)商的無線系統(tǒng)和非授權(quán)無線系統(tǒng)之間依然存在許多差異，這些差異體現(xiàn)在成本、基礎(chǔ)設(shè)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(jí)別等方面。這些因素將決定企業(yè)如何圍繞無線功能的保留和增加做出規(guī)劃。

在企業(yè)環(huán)境中，由于位置、應(yīng)用程序和設(shè)備類型的不同，WiFi6和5G既相互競(jìng)爭(zhēng)也相互補(bǔ)充。下面給出相互競(jìng)爭(zhēng)幾個(gè)例子：

• 企業(yè)可以購(gòu)買5G小型蜂窩設(shè)備(小型蜂窩塔)并在內(nèi)部部署，為員工提供5G覆蓋，慢慢用5G取代WiFi。

• 由于WiFi標(biāo)準(zhǔn)的不斷發(fā)展，企業(yè)每3-5年就要對(duì)其無線上網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行一次升級(jí)。有了5G，這些開銷可以外包給服務(wù)提供商。服務(wù)提供商將負(fù)責(zé)定期升級(jí)他們的無線基礎(chǔ)設(shè)施。

在某些用例中，5G可以補(bǔ)充WiFi6如：

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

• 5G可以補(bǔ)充WiFi6在住宅固定無線的使用情況(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(diào)度操作的成本，并使客戶能夠通過自助服務(wù)機(jī)制激活其Internet連接服務(wù)。

• 即使在企業(yè)中，WiFi通過支持WiFi的筆記本電腦和移動(dòng)設(shè)備也具有更高的滲透率。雖然從移動(dòng)設(shè)備中消除WiFi并將其完全轉(zhuǎn)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5G和WiFi6在2019年上市，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備會(huì)被設(shè)計(jì)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(shè)備始終保持在線或連接狀態(tài)。各種類型的設(shè)備也可能開始使用SIM卡或嵌入式SIM卡來啟用蜂窩功能，這將改變WiFi設(shè)備的當(dāng)前趨勢(shì)。

WiFi6 和 5G都采用了使資源更具有確定性的調(diào)度方法，這對(duì)自動(dòng)化制造、醫(yī)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 無線接入點(diǎn)未來會(huì)增加對(duì)其他無線電技術(shù)的支持(例如藍(lán)牙和 Zigbee)，這些接入點(diǎn)會(huì)成為更加強(qiáng)大的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，甚至兼而成為有用的無線傳感器，幫助跟蹤和管理設(shè)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(公民寬帶無線電服務(wù))據(jù)稱可以作為 WiFi6 的互補(bǔ)技術(shù)，用于在建筑內(nèi)部提供無線連接。在美國(guó)，CBRS 使用的是未被 WiFi 或現(xiàn)有 LTE/5G 服務(wù)使用的 3.5Ghz 范圍內(nèi)的頻段，所以不太可能被一般的消費(fèi)者接入的設(shè)備干擾。很快，一些初期的 CBRS 功能便會(huì)實(shí)現(xiàn)商品化。對(duì)于機(jī)器人等需要穩(wěn)定無線和移動(dòng)連接的設(shè)備，CBRS 將成為 WiFi6 的理想補(bǔ)充。

當(dāng)然，與 WiFi6 相比，5G 技術(shù)也有自己的優(yōu)勢(shì)。對(duì)于企業(yè) IT 而言，在 WiFi 并非理想選擇的區(qū)域，5G 將是革命性的技術(shù)，例如如果有數(shù)百臺(tái)甚至數(shù)千臺(tái)的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備需要無線連接，在企業(yè)自己擁有的大樓內(nèi)，WiFi6 將是連接物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的必選無線技術(shù)。當(dāng)物聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)移到企業(yè)大樓以外的區(qū)域時(shí)，傳感器仍然可以利用 5G 作為無線傳輸模式，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(shè)備“活”了起來，也改變了我們使用物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的方式。

結(jié)語

5G取代WiFi的可能性不高，相反WiFi會(huì)通過5G技術(shù)繼續(xù)演進(jìn)和升級(jí)，在未來相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間里，5G將與WiFi6共存并進(jìn)，相互補(bǔ)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(yīng)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。