Wi-Fi 6和5G，將要給無線園區(qū)網絡建設帶來什么變化？5G時代，無線園區(qū)網絡該如何建設？
銳捷網絡通過比較Wi-Fi 6和5G兩種技術、剖析技術背后的需求設計，在即將到來的5G時代，建議結合場景模型，實現(xiàn)5G移動通信網和Wi-Fi6網絡“連接融合、聯(lián)合部署”。
無線協(xié)議的三國江湖
最成功的三種無線通信方式
無線電技術經過120多年發(fā)展了幾十種通信技術，目前應用廣泛的主要有三種：移動通信網（城市級網絡）、無線局域網（樓宇級網絡）和無線個域網（房間級網絡）。
▲ 無線協(xié)議的三國江湖
1.移動通信
移動通信網，從90年代GSM開始到2G、3G、4G發(fā)展下來，到2018年已經具有80億以上的用戶。在即將到來的5G時代，隨者車輛、機器人等各種終端的接入，移動通信的終端數量還會更多。
2.Wi-Fi通信
第一代無線局域網802.11b誕生于1997年，隨后精力了11a、11g、11n和11ac幾代標準。到2018年，Wi-Fi聯(lián)盟統(tǒng)一成用數字代號，也就是所謂的Wi-Fi 1到Wi-Fi 6。其中Wi-Fi 6在2018年正式開始商用。Wi-Fi類的終端包括我們使用的每一部的手機、平板電腦、每部PC，還有更多智能設備，到目前全球Wi-Fi類終端存量有130億以上，而且每年增長的終端數超過40億。
3.藍牙通信
無線個域網最成功的技術叫藍牙，藍牙在90年代開始推出了第一代，持續(xù)更新到藍牙5.0。截止2018年，藍牙的設備終端已經超過150億個，主要用在藍牙耳機、藍牙音箱、鼠標鍵盤等個人應用上，每年增長的終端超過50億個。
未來無線技術的三國江湖仍會廣泛存在
基于這三種技術的終端，其存亡數量和新增數量基本上可以達到地球上的人類每人一個，這個數量決定了這三種技術不會消亡。未來很長的一段時間內，這些終端仍然會廣泛存在于大眾的生活和生產中。這些技術現(xiàn)在已經發(fā)展到五到六代，這也說明這些技術非常成功，也非常成熟。未來，無線技術在這三條路上一定依然以這三種協(xié)議和技術為主，不會出現(xiàn)誰替代誰的情況。
5G的三個技術特性及場景
眾所周知，5G技術具有三個代表性特性和應用場景：eMBB（具備超大帶寬的網絡）、mMTC（超大連接的物聯(lián)網）和uRLLC（高可靠低時延的網絡）。實際上，5G并不是一個橫空出世的技術，也不算是一個突破型的技術。5G采用的一些關鍵技術，基本上是4G技術的提升。比如說頻寬，4G頻寬是20兆，而5G現(xiàn)在開放的頻段是100兆；比如說天線，4G典型的是4發(fā)4收或者8發(fā)8收，到了5G是64發(fā)64收；另外5G通過更高的調制效率實現(xiàn)了更高的速率。
5G給人們帶來的想象力不在于它的帶寬變高、上網更快，其真正的革命性技術在于下面兩個：
mMTC，超大連接的物聯(lián)網，它可以支持百萬級的物聯(lián)網終端連接，針對全球網、全國網、城市網絡類的，比如水表、電表、燃氣等的抄表，比如共享單車、智能井蓋、智能路燈等都可以用到。
uRLCC，高可靠低時延網絡，主要面向生產類和自動駕駛類的應用。例如，無人駕駛汽車技術，未來就需要承載在這樣的一個網絡上，才能滿足各種瞬息萬變的路況和突發(fā)情況，并能作到實時響應；還包括，生產車間的實時控制以及港口會控制部分自動化的設備，例如塔吊、機器人等，這些都需要低時延的無線網絡來承載。
Wi-Fi6的五個關鍵新技術
▲ Wi-Fi 6技術特性
Wi-Fi 6是新一代的Wi-Fi，引入了五個關鍵的新技術：
1024QAM（更高速率的調制），它帶來的改善是進一步提升極限帶寬。上一代Wi-Fi 4，理論上能達到1.7G的連接速率，這里指的是極限帶寬。到Wi-Fi 6之后，極限帶寬可以達到4.8個G。
OFDMA（正交頻分多址），這是從4G技術引入Wi-Fi的一個技術，它解決了多用戶傳輸的均衡性問題，使得多用戶通信更有序，從而提升Wi-Fi的體驗和效率。
8*8的天線UL/DL MU-MIMO（多用戶多進多出）技術，使AP同時可以和更多的終端用戶進行通信，更大地提升并發(fā)帶寬和系統(tǒng)容量。
BSS-Color（空間復用技術），解決高密場景下多AP部署時，AP和AP之間如何減少干擾、達到最大信道空間復用率的問題，從而提升整個網絡帶寬。
智能節(jié)電方案TWT（目標喚醒時間），這個技術用于各種物聯(lián)網終端。很多物聯(lián)網終需要依靠電池供電，面臨能耗問題。讓一塊電池使用一年或兩年甚至更長，就是這個技術的目標，這個技術可以使很多種物聯(lián)網的設備用Wi-Fi（更高速）通信。
5G和Wi-Fi 6的特性對比
▲ 覆蓋和性能的綜合對比
從覆蓋和性能上的綜合對比
1.信號和頻寬
從信號和頻寬上看，5G使用256QAM的調制方式，以及100兆赫茲的單載波頻寬。相比較而言，Wi-Fi 6采用了1024QAM的調制方式以及最高160MHz的單載波頻寬。可以看出，Wi-Fi 6采用的調制技術和頻寬，都比5G高很多。這是因為它的距離近。5G考慮大范圍的距離，Wi-Fi則主要考慮10m-20m的覆蓋范圍。因此，近距離下的傳輸帶寬非常高。
2.調度方式
從調度方式看，5G采用的是基站調度，用基站的核心網絡去指揮大量的終端。Wi-Fi 6引入了協(xié)調終端收發(fā)行為的機制，讓整網傳輸更有序，通過協(xié)調+競爭的方式，解決了面對萬人大會場景時候，完全競爭模式下的Wi-Fi 5常遇到信號很強但是無法通信的問題。
3.吞吐性能
理論速率，5G可以到20G，Wi-Fi 6可以到10G，這中間的差別主要是因為5G最高可以支持64個天線，而64發(fā)64收的天線會非常非常大，這使得它主要用在室外。典型的室內單臺設備類型，5G的吞吐會在1.5G到2G，不可能都使用那么大的天線。大部分室內部署小基站，一般是4*4，它的帶寬是1.5G-2G。Wi-Fi是4T4R，典型的性能也在1.5G-2G。所以，單設備的性能差不多。
4.覆蓋范圍
5G 的一個室外基站的覆蓋是公里級，在室內一般會采用小基站或者室分系統(tǒng)。為了降低覆蓋成本，5G單個容量小區(qū)的覆蓋范圍在五千到一萬平米，差不多一層到兩層樓的范圍。Wi-Fi 的1個AP可以覆蓋一個大會議室，或者一個大辦公室的幾個房間，每個AP提供單獨容量，它的覆蓋范圍差不多是500-1000平米。在室內，Wi-Fi和5G的單小區(qū)覆蓋范圍差不多差十倍。這樣部署的結果是，雖然單小區(qū)的性能差不多，但是平均到每個平米和平均到每個人頭上，5G的性能可能只有Wi-Fi性能的五分之一到十分之一。所以，5G首先滿足的是廣覆蓋而非高帶寬。
5.個人體驗
5G的體驗相比4G，肯定覆蓋更廣，移動性會非常好，個人體驗將再也感覺不到漫游。而劣勢就如剛才的分析，當人員密集的時候，5G分配到每個人身上的帶寬并不多，一萬平米一個基站，一個點幾個G，如果人多到上千的情況下，使用體驗就明顯下降了。
而Wi-Fi的優(yōu)劣勢，剛好和5G相反互補，其優(yōu)點在于高密度下的高帶寬。Wi-Fi的另外一個優(yōu)勢是省電。用4G訪問網絡，時間稍長，手機就會很燙，電池刷刷往下掉，用Wi-Fi則會省電很多。Wi-Fi的劣勢在于需要認證，而且是私有網，覆蓋不連續(xù)的。就像學校的Wi-Fi，一出學校就沒有了，不會像5G那么連續(xù)。
從建設和管理上的綜合對比
▲ 建設和管理的綜合對比
1.網絡管控
從網絡建設的管理權來看，5G的建設和管理權都是運營商負責和主導，業(yè)主（高校）只能有使用權。而Wi-Fi則是私有網絡，業(yè)主完全具備建設權、管理權和使用權。
2.建網標準
從建網標準來看，運營商在建網時首先考慮的是其收益導向，不保證業(yè)主的投資收益比。而Wi-Fi網絡是業(yè)主的業(yè)務導向，有什么業(yè)務，由自己來制定建網的標準。
3.部署方式
從部署方式來看，如果使用5G，學校的業(yè)務基本上都要部署在公網或者云端，即使部署在內網也必須要有一個公網的地址從外面訪問進來，所有的數據都要通過公共網來過一遍。部署Wi-Fi的話，整個業(yè)務都可以部署在內網、局域網里。從經驗來看，業(yè)主一定會有大量的私有網絡資源需要訪問和被訪問。
4.部署時間
5G的部署時間遵循運營商的部署計劃，運營商首先考慮的是室外的部署，學校是不是在整個建設的計劃范圍內，其實并不能掌握；而Wi-Fi則完全自主，業(yè)主能自行掌握計劃。
5.部署地點
部署的地點，運營商從收益角度考慮，一般是部署在人流密集的地方；還有有一些比較偏僻的場所，比如說實驗室、科研基地等，人不多但是很重要，運營商就不見得會部署。學校里也有這樣的地方，4G的信號覆蓋不到。Wi-Fi 6完全可以去自己按照需要來部署。
6.終端支持
從終端的支持來看，手機應用4G已經完全普及。5G預計判斷到2020至2024年才會慢慢普及。而PC和Pad對運營商的支持要慢更多。比如，現(xiàn)在內置4G功能的筆記本電腦仍然不超過20%；而智能辦公，比如智能投屏的大屏、一些語音智能辦公設備，目前也看不到支持4G或者5G。Wi-Fi在這幾類產品上才是標配。未來兩到三年，Wi-Fi 6一定會變成這類設備的主流。
基于場景實現(xiàn)5G和Wi-Fi6聯(lián)合部署
從覆蓋性能和建設管理綜合對比我們可以得出5G和Wi-Fi6有不同的適用場景：5G的場景以室外為主，考慮的是廣覆蓋、連續(xù)性和可移動性；Wi-Fi 6的場景以室內為主，考慮的是近距離、高密度覆蓋、和高性能。
具體的根據不同場景需求，5G和Wi-Fi6可以采取如下聯(lián)合部署策略
城市監(jiān)控、智慧工廠、車聯(lián)網、智慧交通：主要為城域和室外范圍，大量物聯(lián)網終端接入、專用CPE接入，覆蓋以5G為主；
開放空間訪問互聯(lián)網：用戶主要以手機終端接入，訪問娛樂內容位置，因此覆蓋以5G為主，Wi-Fi為輔；
大型會議報告廳、教室等人群密集、流量密集場景：高并發(fā)、高帶寬的教學環(huán)境，例如30人的教室進行VR教學，每路VR帶寬超過30M，一個教室流量超過1G，這種場合5G覆蓋仍然存在壓力，而且建設成本高，可以WiFi為主，5G為輔；
科研教學，辦公場景：辦公終端短期內很難做到內置5G網卡，因此，辦公環(huán)境仍將以WiFi為主，5G為輔；
5G和WiFi6哪個更適合，這是特定場景下不同的需求，和兩種技術自身所具有的特性決定的。因此，在即將到來的5G時代，WiFi6不會被替代或消亡。在即將到來的5G時代，無線園區(qū)網絡建設應當結合場景模型，實現(xiàn)5G移動通信網和Wi-Fi6網絡的“連接融合、聯(lián)合部署”。
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