5G來了,Wi-Fi會被淘汰嗎?為了發展,Wi-Fi這樣做

2019年,“5G”這個詞被炒得很熱的一個詞,翻開手機又能看到5G的很多資訊,看到關於5G的新聞、視頻。

那麼什麼是5G呢?5G來了,Wi-Fi會不會被淘汰?今天小編帶大家瞭解一下。

5G來了,Wi-Fi會被淘汰嗎?為了發展,Wi-Fi這樣做

5G

“5G”,即第五代移動通信技術的簡稱(英語:5th generation mobile networks或5th generation wireless systems、5th-Generation,簡稱5G)是全球最新一代蜂窩移動通信技術,是第四代 4G(LTE-A、WiMax)、第三代 3G(UMTS、LTE)和第二代 2G(GSM)系統後的延伸。5G的主要性能目標是高數據速率、減少延遲、節省能源、降低成本、提高系統容量和大規模設備連接。Release-15(先期試運營的)中的5G規範的第一階段是為了適應早期的商業部署。Release-16(後期全覆蓋的標準)的第二階段將於2020年4月完成,作為IMT-2020技術的候選提交給國際電信聯盟(ITU)。ITU IMT-2020規範要求速度高達20 Gbit/s,可以實現寬信道帶寬和大容量MIMO。

近年來,第五代移動通信系統5G已經成為通信業和學術界探討的熱點。5G的發展主要有兩個驅動力。一方面以長期演進技術為代表的第四代移動通信系統4G已全面商用,對下一代技術的討論提上日程(4G已經全覆蓋了,那麼就考慮下一代通信技術的發展提上了日程);另一方面,移動數據的需求爆炸式增長,現有移動通信系統難以滿足未來需求,急需研發新一代5G系統。

5G的發展也來自於對目前移動數據日益增長的需求。隨著移動互聯網的發展,越來越多的設備接入到移動網絡中,新的服務和應用層出不窮,全球移動寬帶用戶在2018年就達到90億左右,到2020年,預計移動通信網絡的容量需要在當前的網絡容量上增長1000倍。移動數據流量的暴漲將給網絡帶來嚴峻的挑戰。首先,如果按照當前移動通信網絡發展,容量難以支持千倍流量的增長,網絡能耗和比特成本難以承受;其次,流量增長必然帶來對頻譜的進一步需求,而移動通信頻譜稀缺,可用頻譜呈大跨度、碎片化分佈,難以實現頻譜的高效使用;此外,要提升網絡容量,必須智能高效利用網絡資源,例如針對業務和用戶的個性進行智能優化,但這方面的能力不足;最後,未來網絡必然是一個多網並存的異構移動網絡,要提升網絡容量,必須解決高效管理各個網絡,簡化互操作,增強用戶體驗的問題。為了解決上述挑戰,滿足日益增長的移動流量需求,亟需發展新一代5G移動通信網絡。

5G來了,Wi-Fi會被淘汰嗎?為了發展,Wi-Fi這樣做

5G網絡正朝著網絡多元化、寬帶化、綜合化、智能化的方向發展。隨著各種智能終端的普及,面向2020年及以後,移動數據流量將呈現爆炸式增長。在未來5G網絡中,減小小區半徑,增加低功率節點數量,是保證未來5G網絡支持1000倍流量增長的核心技術之一。因此,超密集異構網絡成為未來5G網絡提高數據流量的關鍵技術。

未來無線網絡將部署超過現有站點10倍以上的各種無線節點,在宏站覆蓋區內,站點間距離將保持10m以內,並且支持在每1km2範圍內為25000個用戶提供服務。同時也可能出現活躍用戶數和站點數的比例達到1∶1的現象,即用戶與服務節點一一對應。密集部署的網絡拉近了終端與節點間的距離,使得網絡的功率和頻譜效率大幅度提高,同時也擴大了網絡覆蓋範圍,擴展了系統容量,並且增強了業務在不同接入技術和各覆蓋層次間的靈活性。雖然超密集異構網絡架構在5G中有很大的發展前景,但是節點間距離的減少,越發密集的網絡部署將使得網絡拓撲更加複雜,從而容易出現與現有移動通信系統不兼容的問題。在5G移動通信網絡中,干擾是一個必須解決的問題。網絡中的干擾主要有:同頻干擾,共享頻譜資源干擾,不同覆蓋層次間的干擾等。現有通信系統的干擾協調算法只能解決單個干擾源問題,而在5G網絡中,相鄰節點的傳輸損耗一般差別不大,這將導致多個干擾源強度相近,進一步惡化網絡性能,使得現有協調算法難以應對。

準確有效地感知相鄰節點是實現大規模節點協作的前提條件。在超密集網絡中,密集地部署使得小區邊界數量劇增,加之形狀的不規則,導致頻繁複雜的切換。為了滿足移動性需求,勢必出現新的切換算法;另外,網絡動態部署技術也是研究的重點。由於用戶部署的大量節點的開啟和關閉具有突發性和隨機性,使得網絡拓撲和干擾具有大範圍動態變化特性;而各小站中較少的服務用戶數也容易導致業務的空間和時間分佈出現劇烈的動態變化。

以目前的發展速度看,未來是綜合、智能時代,將重新整合現有的網絡技術,實現全智能化發展。4G都已經實現了部分的遠程操作了,如遠程監控探頭就可以在其他地方時時查看現場情況。

5G的性能目標是高數據速率、減少延遲、節省能源、降低成本、提高系統容量和大規模設備連接。

5G網絡優勢在於,數據傳輸速率遠遠高於以前的網絡,最高可達10Gbit/s,比當前的有線互聯網都要快,比先前的4G-LTE網絡快100倍。另一個優點是較低的網絡延遲(更快的響應時間),低於1毫秒,而4G為30-70毫秒。由於數據傳輸更快,5G網絡將不僅僅為手機提供服務,而且還會成為一般性的家庭和辦公網絡提供商,與有線網絡提供商競爭。以前的4G蜂窩網絡提供了適用於手機的低數據率互聯網接入,但是一個手機發射塔不能經濟地提供足夠的帶寬作為家用計算機的一般互聯網供應商。

5G技術將開闢許多新的應用領域,以前的移動數據傳輸標準對這些領域來說還不夠快。5G網絡的速度和較低的延時性首次滿足了遠程呈現、甚至遠程手術的要求。

★無人駕駛技術(車聯網)

根據中國、美國、日本等國家的汽車發展規劃,依託傳輸速率更高、時延更低的5G網絡,將在2025年全面實現自動駕駛汽車的量產,市場規模達到1萬億美元。車聯網技術經歷了利用有線通信的路側單元(道路提示牌)以及2G/3G/4G網絡承載車載信息服務的階段,正在依託高速移動的通信技術,逐步步入自動駕駛時代。

5G來了,Wi-Fi會被淘汰嗎?為了發展,Wi-Fi這樣做

車聯網

★遠程醫療

2019年1月19日,中國一名外科醫生利用5G技術實施了全球首例遠程外科手術。這名醫生在福建省利用5G網絡,操控30英里(約合48公里)以外一個偏遠地區的機械臂進行手術。在進行的手術中,由於延時只有0.1秒,外科醫生用5G網絡切除了一隻實驗動物的肝臟。未來在各地醫院都可以進行相關手術,不需要這麼遠的路程送到大醫院耽誤最佳手術時間。但機器人手術很有可能給專業外科醫生為世界各地有需要的人實施手術帶來很大希望。

5G來了,Wi-Fi會被淘汰嗎?為了發展,Wi-Fi這樣做

遠程醫療

★智能電網

因電網高安全性要求與全覆蓋的廣度特性,智能電網必須在海量連接以及廣覆蓋的測量處理體系中,做到99.999%的高可靠度;超大數量末端設備的同時接入、小於20ms的超低時延,以及終端深度覆蓋、信號平穩等是其可安全工作的基本要求。提高了全時段快速處理末端,也保證了電網的安全性檢測處理。

5G來了,Wi-Fi會被淘汰嗎?為了發展,Wi-Fi這樣做

★智能城市

智能城市是把基於感應器的物聯網和現有互聯網整合起來,通過快速計算分析處理,對網內人員、設備和基礎設施實施,特別是交通、能源、商業、安全、醫療等公共行業進行的實時管理和控制的城市發展類型。通過智能建築、智能小區間廣域通信網路、通信管理中心的連接,繼而使整個城市發展成為智能城市。

5G來了,Wi-Fi會被淘汰嗎?為了發展,Wi-Fi這樣做

5G的普及將重新整合現有的所有數據,實現全智能化發展,快速反應、減少延時。

  • 峰值速率需要達到Gbit/s的標準,以滿足高清視頻,虛擬現實等大數據量傳輸。
  • 空中接口時延水平需要在1ms左右,滿足自動駕駛,遠程醫療等實時應用。
  • 超大網絡容量,提供千億設備的連接能力,滿足物聯網通信。
  • 頻譜效率要比LTE提升10倍以上。
  • 連續廣域覆蓋和高移動性下,用戶體驗速率達到100Mbit/s。
  • 流量密度和連接數密度大幅度提高。
  • 系統協同化,智能化水平提升,表現為多用戶,多點,多天線,多攝取的協同組網,以及網絡間靈活地自動調整。
  • 以上是5G區別於前幾代移動通信的關鍵,是移動通信從以技術為中心逐步向以用戶為中心轉變的結果。而目前市面上支持5G的手機也只有少量的高端機可以。

    2019年7月23日,中興通訊宣佈首款5G手機中興天機Axon 10 Pro 5G在京東、天貓、中興手機商城等同步開啟預售預定,售價僅為4999元。11月1日,三大運營商將正式上線5G商用套餐。

    WI-FI 6

    2019年9月16日,Wi-Fi聯盟對外官宣將啟動Wi-Fi 6認證計劃,該計劃旨為採用下一代802.11ax Wi-Fi無線通信技術的的設備達到既定標準,從1999年使用至今的802.11a命名格式正式退出歷史舞臺。Wi-Fi 6有望在2019年秋季晚些時候獲得電氣和電子工程師協會(IEEE)的批准。 [2]

    5G來了,Wi-Fi會被淘汰嗎?為了發展,Wi-Fi這樣做

    新一代Wi-Fi 6遠遠高於現有的Wi-Fi網速,主要使用了OFDMA、MU-MIMO等技術,MU-MIMO(多用戶多入多出)技術允許路由器同時與多個設備通信,而不是依次進行通信。MU-MIMO允許路由器一次與四個設備通信,Wi-Fi 6將允許與多達8個設備通信。Wi-Fi 6還利用其他技術,如OFDMA(正交頻分多址)和發射波束成形,兩者的作用分別提高效率和網絡容量。最高可達9.6Gbit/s,與5G的最高可達10Gbit/s,相差不多。

    5G來了,Wi-Fi會被淘汰嗎?為了發展,Wi-Fi這樣做

    但是,Wi-Fi 6的速度提升這一事實仍然很重要。因為9.6 Gbps的網速可能並非單一設備獨享,可以分配給整個網絡中的所有設備,這意味著每個設備的潛在速度會更快。

    Wi-Fi 6的最重要改進是減少擁塞並允許更多設備連接到網絡。Wi-Fi 6使用了名為MU-MIMO(多用戶多入多出)的技術來實現這一點,該技術允許路由器同時與多個設備通信,而不是依次進行通信。目前,MU-MIMO允許路由器一次與四個設備通信,Wi-Fi 6將允許與多達8個設備通信。Wi-Fi 6還利用其他技術,如OFDMA(正交頻分多址)和發射波束成形,兩者的作用分別提高效率數量和網絡容量。

    Wi-Fi 6 提高了終端連接數量,目前的家用電器都是支持無線連接的設備,利用無線網絡接入來實現手機遠程APP控制,適合於家用寬帶上網,可以將家裡的所有電器無線聯網,如空調、洗衣機、窗簾、熱水器、掃地機器人、電視機、電子門窗等。

    5G來了,Wi-Fi會被淘汰嗎?為了發展,Wi-Fi這樣做

    而5G使用於移動互聯網絡,如;人流量較大的步行街等。Wi-Fi6更適合辦公場所、家庭寬帶、體育場館等 相對固定的場所,未來發展5G與Wi-Fi 6將會出現互補的現象,在密集的建築集群內,5G信號覆蓋穿牆能力相對弱的時候,可以利用Wi-Fi6來實現入網,在固定的辦公場所、住宅 利用Wi-Fi 6 來實現電子設備接入網、實現遠程操作,而5G適用於移動互聯,簡單地理解為WIFI固定的場所主內、5G適用於移動場所主外,兩者可以實現互聯互通、互補。

    而目前市面上只有少量的終端設備支持Wi-Fi 6的標準,只有少量的高端機支持這一標準,在網上搜索Wi-Fi 6 標準的路由器均價都在2000元左右,如果真正進入百姓家中,還需要一定時間的緩衝期。


    分享到:


    相關文章: