淺談5G與Wi-Fi6

隨著Wi-Fi 6和5G的發佈成為全球頭條新聞,2019年將是無線連接和物聯網(IoT)具有里程碑意義的一年。儘管物聯網已經在資本炒作許久,但是按照無線10年一個標準以及5G的實際落地,從技術來講2020年會迎來爆炸式發展。

淺談5G與Wi-Fi6

5G和Wi-Fi同樣是解決無線接入,他們之間的區別是什麼,作為技術相關人員,我們更希望投過炒作的層面,更加細緻的瞭解這些技術,以及他們是如何協作共存並滿足現在和將來的商業需求。

什麼是5G?

淺談5G與Wi-Fi6

圖片來自互聯網

5G是下一代蜂窩技術的名稱,它將取代4G LTE,從5G標準的制定,以及美帝與華為相關技術的博弈,不難看出5G的重要性。通過以新的方式使用現有的移動數據頻率並添加新的可用更高頻段,5G將提供顯著提高的數據速率,併為固網寬帶提供可行的替代方案。從以往來看,蜂窩網絡已用於在大範圍內提供語音和數據覆蓋。但是,5G將改變遊戲規則,因為它還可以為局域網和個人網絡中的Internet連接提供速度和必要的帶寬,比如soho、自動駕駛、VR、視頻等。當然5G可以作為傳輸的手段,像自動駕駛這些技術依然需要IPv6的全面部署,來解決傳輸的協議需求,如果展開來說為什麼現有的IPv4無法滿足,需要大篇幅的理論介紹我們就不多做贅述。

新商機

由於5G可以同時使用,因此可以將5G連接到企業和個人網絡,包括連接整個建築物的網絡。在基於雲的計算時代,它將用於支持為所有連接的設備設計的新業務網絡拓撲。設備將直接連接到5G網絡或使用Wi-Fi接入點和現有有線基礎設施通過本地WLAN連接。

5G還具有為企業創造各種新機遇的潛力;從創建新產品,服務和行業,到遠程幫助小型企業提高生產力和競爭力。

選擇ISP不再侷限於根據當前的連接來選擇公司,例如有線(FTTH,xDSL或GPON)以及其他標準,例如速度或客戶服務。切換ISP將變得與切換電力或天然氣供應商一樣容易。同時包含Wi-Fi 6和5G的混合解決方案使這成為可能,使企業可以通過插入和共享Internet訪問來簡單地進行連接,而不必訴諸複雜的網絡拓撲。

由於它們的獨特優勢,我們希望看到這兩種新技術在不同行業之間具有互補性-5G帶來了速度和移動性,而Wi-Fi 6可以提供無處不在的連接性和傳統的局域網訪問。企業面臨的選擇是如何通過有線連接或通過模仿傳統固定互聯網的下一代混合5G路由器提供互聯網。雖然5G可能要花一些時間才能成為主流設備的標準,但混合解決方案(例如帶有集成5G調制解調器的Wi-Fi路由器)絕對可以帶來更多的靈活性。這允許部署多千兆位Internet連接,而無需鋪設物理電纜,從而大大降低了部署成本和時間。

在城市和農村地區,我們已經看到4G可以替代xDSL和寬帶互聯網電纜。諸如MP-TCP(多路徑傳輸控制協議)之類的其他舉措還允許同時使用多個接口或IP地址來聚合Internet連接,以便將慢速有線連接與新的5G服務結合起來,以提供更快,質量更好的服務。

什麼是Wi-Fi6?

淺談5G與Wi-Fi6

互聯網圖片

秉承10年一個大標準的前提,儘管在17年已經制定了完善的方案,開發和命名我們今天使用的Wi-Fi標準的背後組織Wi-Fi Alliance推出了新一代Wi-Fi標準,依然選擇在2018年進行發佈。為了使新的標準名字通俗易懂,摒棄了802.11ax,802.11ac,802.11n偏技術的命名方式,通過將其替換為用戶友好的命名系統,802.11ax被Wi-Fi 6取代,Wi-Fi 6是最新一代Wi-Fi的新名稱。這將適用於即將推出的Wi-Fi 6,但也會追溯到舊標準。例如:

802.11n = Wi-Fi 4

802.11ac = Wi-Fi 5

802.11ax(即將推出)= Wi-Fi 6

Wi-Fi 6帶給企業什麼優勢?

l 為了解釋802.11ax的優勢,我們必須簡要地深入研究一下Wi-Fi的工作原理。幾乎在世界各地以及美國和大多數國家/地區,都對電波進行了監管,其中分配了兩個大塊頻率以用於與Wi-Fi兼容的頻率:2.4 GHz和5GHz。這些頻帶被進一步分為具有設定的開始和結束頻率的信道。

l 發送方和接收方(例如Wi-Fi路由器和筆記本電腦)同意使用同一通道來回通信,並且數十個(甚至數百個)設備可以同時使用同一通道通過訪問點中繼數據。在城市和郊區,數十到數百個網絡也可能爭相使用相對較近的同一頻段。

l 早在1999年,用於5GHz的802.11a標準和用於2.4GHz的802.11b標準就引發了WLAN革命,分別提供54Mbps和11Mbps的數據速率。這些速率始終是最大可能的速率,幷包括網絡開銷,因此設備的吞吐量通常降低40%至90%。

l Wi-Fi通過802.11g(2.4GHz),802.11n(2.4GHz和5GHz)以​​及兩個版本的802.11ac(5GHz)Wave 1和Wave 2進行了改進。802.11ax標準提高了兩個頻段的性能,並將提供單個通道一次可以將數十個設備每秒的吞吐量提高到幾千兆字節。如果您要流式傳輸壓縮的HD和4K HDR視頻或在網絡上傳輸數GB的文件,那將非常有用。全球越來越多的人擁有100Mbps到1Gbps的寬帶連接,這可能受到較慢的Wi-Fi網絡的約束。

l Wi-Fi的每次連續更新都推高了數據速率,但是802.11ax通過添加多種不同的技術提供了巨大的推動力,每種技術都有其獨特的優勢。綜上所述,整個802.11ax基站(例如Wi-Fi路由器)的最大原始數據速率可能高達14Gbps,而最佳配置的802.11ac路由器僅為3.5Gbps。在實踐中,您永遠不會看到最大的潛在速度,但是802.11ax仍然可以提供802.11ac速率的幾倍,並且可以滿足許多人一次流傳輸或傳輸文件的視頻的可靠要求。

Wi-Fi 6的最佳賣點是,與Wi-Fi 5(802.11ac)相比,它可以在密集或擁擠的區域提供高達四倍的無線性能。隨著物聯網在家庭和企業中的普及,這將使所有人受益,因為需要連接到Wi-Fi的設備數量會導致無線干擾的增加,尤其是在城市地區。Wi-Fi 6還將與當前的標準頻率(使用2.4 GHz和5GHz)以​​及將來可用的頻段(1GHz和6GHz)兼容。

這意味著,如果您要保證與各種設備的連接併為舊設備提供服務,則需要考慮使用Wi-Fi6。由於有更多可用頻譜,Wi-Fi 6可以將帶寬劃分為較窄的子頻段。渠道; 為客戶端和接入點提供更多的通信途徑,並支持任何給定網絡上的其他已連接設備。

1、MIMO

淺談5G與Wi-Fi6

隨Wi-Fi 6的推出,MU-MIMO(多用戶,多輸入,多輸出)也得到了升級。什麼是MU-MIMO?在使用MU-MIMO之前,請將您的Wi-Fi想象成一條單線道路,汽車必須沿著這條道路雙向傳播以接收和發送信息。您可以輕鬆想象這有多慢,必須定期停止以允許相反方向的流量通過。使用MU-MIMO,可以在道路上添加額外的車道,因此您現在擁有專用的車道,可以雙向傳輸信息。

MU-MIMO允許Wi-Fi路由器和接入點與多個設備同時通信,從而減少了傳輸浪費。

從802.11ac開始,路由器獲得了同時與不同設備(多用戶或MU-MIMO)同時通話的能力,從而提高了效率。在802.11ax中,客戶端設備現在也可以同時響應。這對於流媒體播放器非常有用,它可以使更可靠的音頻和視頻播放首先從播放器傳遞到路由器,然後再從路由器傳遞到您的觀看或收聽設備(例如,智能電視,媒體流,智能手機或數字設備)音頻播放器)。802.11ax還將可能的流數量增加了一倍,從四個增加到八個,但是該功能僅在昂貴的企業設備上才能看到,而在家用設備上則看不到。

2、數字編碼

淺談5G與Wi-Fi6

Wi-Fi將數據編碼為無線電波,並且在給定頻率下可以承載多少數據存在可計算的限制。但是,WLAN標準仍在朝著這個上限邁進。隨著時間的流逝,處理信號的芯片變得越來越強大,尤其是在基站和接收設備之間的距離很短的情況下(通常是在同一個房間內並且視線較長),可以將數據更有效地塞入同一空間。非常適合視頻流。

OFDMA(正交頻分多址)允許在傳輸過程中混合不同接收設備的數據,例如通過組合用於不同接收者的盒子調色板將卡車裝滿。

淺談5G與Wi-Fi6

802.11ac沿著這條路走了,允許編碼的數據比802.11n多33%;802.11ax將其再提高了25%。打個比方,考慮一下雞蛋盒,它是由正方形組成的,帶有正方形的雞蛋插入圈,排列成行和列。現在,用六角形網格替換正方形,每個雞蛋之間的紙板更少。這可能會導致更多的雞蛋破損,僅在這些密集打包的無線信號會因錯誤而遭受一些損失,但是通常您會收到更多的雞蛋。

重新添加2.4GHz

2.4GHz頻段通常被縮短,因為它擠滿了其他依賴無線數據的所謂的非授權用途(例如嬰兒監視器,無線門鈴,無繩電話等),在高頻段無法很好地發揮作用。高速Wi-Fi網絡。許多非Wi-Fi用途已轉移到其他頻段,或現在依賴Wi-Fi。802.11ax是十多年來提高2.4GHz性能的第一個標準,它打開了每秒多達千兆比特的數據,同時與5GHz相比還利用了該波段的長波長:更長的波長可以更好地穿透固體物體,例如牆壁,地板和傢俱。

這對於網狀網絡尤其有用,在網狀網絡中,當前的網狀節點通常具有兩個無線電,一個無線電用於2.4GHz,一個無線電用於5GHz,其中之一用於在節點之間進行通信。由於在更好地滲透的2.4GHz頻帶上具有更高的數據速率,與802.11ax的網狀網絡將帶來整個網絡更好的吞吐量。

Wi-Fi 6可以通過將下游數量增加一倍,並將可以處理的上游數量增加八倍來顯著提高效率,並有可能將四個同時流傳輸到單個設備。正交頻分多址通過在擁擠的高需求區域(如會議廳和體育場館)降低等待時間並提高整體服務質量,使其效率更高,從而改善了Wi-Fi傳輸的各個方面。

這一新的Wi-Fi標準具有改善客戶體驗的潛力。為客戶以及智能揚聲器,智能屏幕和自助結帳等連接設備提供更快的Wi-Fi。Wi-Fi 6的效率還有潛力幫助降低網絡和設備成本,從而使各種規模的企業都可以使用增強的連接性。

當然不管是5G還是Wi-Fi6都是網絡接入的提供方,在ISP或者企業無線的部署需要一定的時間,而我們最終用戶的硬件支持也同樣需要時間來更替。從今年發佈的5G手機來看,價格還是偏昂貴,且能真正提供持續的5G接入的城市少兒又少,據最近的消息5G明年再基站的建設會較迅速且中斷的價格也會逐漸變得平民化。至於Wi-Fi6的部署,部署完全自由,並且AX完全向前兼容。更像是去中心化的區塊鏈。

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