OFDMA技术
OFDMA应该算是11ax真正黑科技的地方。简单说,OFDMA将帧结构重新设计,细分成若干资源单元(RU),从而为多个用户服务。
用卡车拉货来形容OFDMA技术,在原先的OFDM技术中(11n/ac中使用的方案)是按订单发货。无论货物多少,来一单发一趟车,空载率会很高。而OFDMA技术会将多个订单聚合在一起。让卡车尽量满载上路。这样就使得运输效率大大提高了。
OFDMA与MU-MIMO技术的区别
OFDMA:适用于小数据包的并行传输,提升信道利用率与传输效率。其状态稳定,不容易受终端影响。
MU-MIMO:适用于大数据包的并行传输,提升多空间流的利用率与系统容量。提高单用户的有效带宽,但运行状态不够稳定,很容易受终端影响。
MCS(调制与编码策略)的提升
从数据角度来看,单条空间流80M带宽的关联速率从433Mbps提升到了600.4Mbps,理论最大关联速率(160M带宽,8条空间流)从6.9Gbps提升到9.6Gbps左右。
简单的说11ax承载的数据量能力实际提高了30%左右。
5G VS WiFi6
5G网络,作为第五代移动通讯技术。5G在长时间大面积的宣传、预热与讨论下,大家都对其比较熟悉了。5G的理论带宽是4G网络的百倍(理论下行速度10Gb/s),同时还有低时延和低耗电的特性。即将取代4G网络成为下一代的通讯网络。目前5G通讯标准还没有完全确定下来,只有针对5G手机的eMBB场景(大流量带宽标准)已经被确定下来。今年下半年会有大量手机厂商推出5G手机,电信运营商也将推出5G套餐供用户尝鲜。
5G技术中还有URLLC(低延时通信)和mMTC(大物联网)的标准没有指定下来,整个标准在ITU(国际电信联盟)上全面通过,预计要到2020年左右。三大运营商在建设中的5G基站基本普及也要等到2020年。
WiFi6相比较于5G显得低调很多了。2018年10月3日WiFi联盟将基于802.11ax标准的WiFi纳入正规军,并正式更名为WiFi6。将前两代技术——802.11n和802.11ac分别命名为WiFi4 和WiFi5。
与WiFi5相比,WiFi6在网络速度方面更加快速,容量上也越来越大。不但如此,WiFi6还加入了多用户多入多出技术(MU-MIMO)和正交频分多址(OFDMA),使得WiFi6能同时服务多设备能力大大提高。不过WiFi6目前面临与5G同样的问题——需要时间普及。我们手上所有的设备都要支持WiFi6协议(包括路由器、手机、无线网卡等),这个技术才能真正被用起来。介于用户更新设备的速度,WiFi6真正普及的时间可能会比5G还要长。关于5G和WiFi6具体比较不再累述,一表让你一眼把5G 、WiFi6看到底。
表一
5G在哪里与WiFi6竞争,相互补充?
2019 年,基于运营商的移动连接(LTE 和 5G 蜂窝网络)和非授权无线网络(WiFi6,或者称为 802.11ax)将在两个主要方面相互靠拢:无线电信号编码和资源调度。
这两种无线系统采用相同的方法将更多用户和数据压缩到它们使用的频率中,使每个基站或无线接入点都能同时与更多设备通信。尽管在技术上有所靠拢,但是基于运营商的无线系统和非授权无线系统之间依然存在许多差异,这些差异体现在成本、基础设施布局,以及它们为企业网络操作人员提供的管理控制级别等方面。这些因素将决定企业如何围绕无线功能的保留和增加做出规划。
在企业环境中,由于位置、应用程序和设备类型的不同,WiFi6和5G既相互竞争也相互补充。下面给出相互竞争几个例子:
企业可以购买5G小型蜂窝设备(小型蜂窝塔)并在内部部署,为员工提供5G覆盖,慢慢用5G取代WiFi。
由于WiFi标准的不断发展,企业每3-5年就要对其无线上网设备进行一次升级。有了5G,这些开销可以外包给服务提供商。服务提供商将负责定期升级他们的无线基础设施。
在某些用例中,5G可以补充WiFi6如:
在增强型移动宽带(eMBB)用例中,客户端设备(CPE)可以连接到5G网络以实现Internet连接,并可以通过WiFi6在本地提供连接服务。
5G可以补充WiFi6在住宅固定无线的使用情况(例如最近由Verizon推出的5G家庭服务)。借助5G,服务提供商可以降低其调度操作的成本,并使客户能够通过自助服务机制激活其Internet连接服务。
即使在企业中,WiFi通过支持WiFi的笔记本电脑和移动设备也具有更高的渗透率。虽然从移动设备中消除WiFi并将其完全转换为5G更容易,但从笔记本电脑中删除WiFi并不容易。此外,在企业中推出WiFi6比5G网络要便宜得多。企业推出WiFi6的时间也比5G要短。
除了在企业中,未来WiFi6 和 5G 会有角色的变化,二者由于速度快,高带宽等特点也正悄悄地改变物联网。随着5G和WiFi6在2019年上市,物联网设备会被设计成发送更多信息只需消耗更少的能源,这些技术可以让设备始终保持在线或连接状态。各种类型的设备也可能开始使用SIM卡或嵌入式SIM卡来启用蜂窝功能,这将改变WiFi设备的当前趋势。
WiFi6 和 5G都采用了使资源更具有确定性的调度方法,这对自动化制造、医疗、能源和其他各种行业中使用的任务关键型物联网资产也具有重要意义。WiFi6 无线接入点未来会增加对其他无线电技术的支持(例如蓝牙和 Zigbee),这些接入点会成为更加强大的物联网网关,甚至兼而成为有用的无线传感器,帮助跟踪和管理设备。
值得关注的是,作为 LTE 技术(及随后的 5G 技术)的延伸,CBRS(公民宽带无线电服务)据称可以作为 WiFi6 的互补技术,用于在建筑内部提供无线连接。在美国,CBRS 使用的是未被 WiFi 或现有 LTE/5G 服务使用的 3.5Ghz 范围内的频段,所以不太可能被一般的消费者接入的设备干扰。很快,一些初期的 CBRS 功能便会实现商品化。对于机器人等需要稳定无线和移动连接的设备,CBRS 将成为 WiFi6 的理想补充。
当然,与 WiFi6 相比,5G 技术也有自己的优势。对于企业 IT 而言,在 WiFi 并非理想选择的区域,5G 将是革命性的技术,例如如果有数百台甚至数千台的物联网设备需要无线连接,在企业自己拥有的大楼内,WiFi6 将是连接物联网设备的必选无线技术。当物联网转移到企业大楼以外的区域时,传感器仍然可以利用 5G 作为无线传输模式,以获得具备足够速度和可靠性的连接。
5G和WiFi6让物联网设备“活”了起来,也改变了我们使用物联网设备的方式。
结 语
5G取代WiFi的可能性不高,相反WiFi会通过5G技术继续演进和升级,在未来相当长的一段时间里,5G将与WiFi6共存并进,相互补充,而且两者在工业生产、物联网、智能驾驶等诸多领域都有很大的应用潜力和想象空间,帮助各行各业爆发出新的生产力。