蜂窩網(wǎng)絡(luò)采用的 OFDMA會被 5G 取代嗎？

以后手機(jī)或平板上的 WiFi 信號標(biāo)識將以“WiFi+數(shù)字”的方式呈現(xiàn)，就像手機(jī)上 3G、4G、5G 信號標(biāo)識變化一樣，可以根據(jù)后面的數(shù)字來判定當(dāng)前使用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和速率等級。

WiFi6 有什么優(yōu)勢？

那么問題來了

怎樣才能得此神器？

想要體驗(yàn)完整的 WIFI6 性能

需要滿足以下條件

路由器支持 WiFi6

手機(jī)與電腦等無線上網(wǎng)設(shè)備支持 WiFi6

寬帶最好是千兆寬帶，這樣才能真正發(fā)揮實(shí)力

WiFi6 會被 5G 取代嗎？

因?yàn)?5G 網(wǎng)絡(luò)在更高的 C-Band 和毫米波段上部署，由于其物理特性，5G 信號“天生”就比 4G 的穿墻能力更弱一些。

此時，在室內(nèi)用 WiFi6 來彌補(bǔ) 5G 信號的覆蓋問題是一個非常好的互補(bǔ)方案。

搭載 WiFi6 技術(shù)的無線路由器還將成為家中的“智能網(wǎng)關(guān)”，可支持家中門鈴、冰箱、熱水器、燈泡等多個智能家電無線接入。

所以說，WiFi 與 5G 不僅不會相互替代，而是一種相輔相成的關(guān)系。

那么 WiFi6 值得擁有嗎？

答案是肯定的，但不是現(xiàn)在。由于 WiFi 6 技術(shù)剛出來，芯片還沒有成熟，產(chǎn)量不高，所以現(xiàn)在市面上 WiFi 6 相關(guān)路由器價格還是相對比較昂貴。并且要想充分利用 WiFi6 的優(yōu)勢，還必須保證網(wǎng)絡(luò)上的所有設(shè)備都支持 WiFi6。不過隨著技術(shù)的革新，WiFi6 的普及也指日可待~

如果你認(rèn)為 WIFI6 只是速度更快了，體驗(yàn)更好了，用起來更省電了，那你很可能低估了它，當(dāng)下，業(yè)界一直認(rèn)為 WIFI6 會成為物聯(lián)網(wǎng)連接的首選。

WiFi 6 核心技術(shù)

WiFi 6 與前面幾代無線技術(shù)不同的地方在于引進(jìn)或者升級了兩大技術(shù)，MU-MIMO（Multi-UserMultiple-Input Multiple-Output，多用戶 - 多輸入多輸出）和 OFDMA（正交頻分多址技術(shù)）。

MU-MIMO

如今，每個家庭需要連接 Wi-Fi 的設(shè)備越來越多，在同一個 Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，在電視上看個高清電影很可能會讓正在看直播的手機(jī)卡頓。在飯店吃飯時，Wi-Fi 信號明明滿格，但網(wǎng)速慢到難以忍受。這是為什么呢？

原因很簡單：根據(jù) 802.11ac 標(biāo)準(zhǔn)，AP（路由器、熱點(diǎn)）一次只能和一個終端通訊。在同一時刻，如果大量設(shè)備接入到同一個 Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)就會變慢變卡，就好比 100 輛車同一時間擠在一條馬路上行駛，開得動？

有什么辦法可以改變這個問題呢？答案是 MU-MIMO。

引入 MU-MIMO 技術(shù)就可以改變 Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行方式，改善網(wǎng)絡(luò)資源利用率，顯著提高網(wǎng)絡(luò)總吞吐量和總?cè)萘?，將終端上網(wǎng)速度大幅提升。

MU-MIMO 是指在無線通信系統(tǒng)里，一個基站同時服務(wù)于多個移動終端，基站之間充分利用天線的空域資源與多個用戶同時進(jìn)行通信。

WiFi 5 在下行用了 MU-MIMO 技術(shù)，WiFi 6 則延續(xù)了 WiFi 5 所帶來的 MU-MIMO（多用戶多輸入多輸出系統(tǒng)），但 WiFi 6 支持完整版的 MU-MIMO 技術(shù)，支持上下行，可以一次同時支撐 8 個終端設(shè)備上行 / 下行傳輸更多數(shù)據(jù)，是 WiFi 5 的兩倍。

WiFi 6 讓路由器利用多天線同時跟多個終端設(shè)備進(jìn)行溝通，做到“一心多用”。比起過去只能單天線單設(shè)備同時通信的設(shè)計，MU-MIMO 更能勝任提升網(wǎng)絡(luò)速率，連接更多設(shè)備的需求。

OFDMA

與 WiFi 5 采用 OFDM（正交頻分復(fù)用技術(shù)）技術(shù)不同，WiFi6 借用了蜂窩網(wǎng)絡(luò)采用的 OFDMA，多個終端可同時并行傳輸，不必排隊等待、相互競爭，從而提升效率和降低時延。舉個例子，原來一個時間段只能有一個載波去傳輸一個數(shù)據(jù)包，采用 OFDMA 后就相當(dāng)于在一個時間段可以有多個載波同時傳輸多個數(shù)據(jù)包。

雖然 OFDMA 和 MU-MIMO 都是允許多個設(shè)備同時傳輸?shù)募夹g(shù)，但它們卻截然不同。OFDMA 可以在低吞吐量或小包應(yīng)用（如物聯(lián)網(wǎng)傳感器）的高密度環(huán)境中提供幫助，而 MU-MIMO 可以幫助實(shí)現(xiàn)高吞吐量應(yīng)用。OFDMA 技術(shù)是對 MU-MIMO 的補(bǔ)充。

OFDMA 和 MU-MIMO 作為 WiFi 6 的核心技術(shù)，通過分別在頻率空間和物理空間上提供多路并發(fā)技術(shù)，帶來了網(wǎng)絡(luò)性能與速度的極大提升，全面優(yōu)化用戶體驗(yàn)，重新定義了 WiFi 的速度與激情。

WiFi 6 在物聯(lián)網(wǎng)中的優(yōu)勢體現(xiàn)

1. 掃描連接

任何物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的第一階段都是設(shè)備和傳感器的實(shí)際部署。即使這看起來不像技術(shù)問題，但仍需要針對該問題提出技術(shù)解決方案。雖然不是 WiFi 6 規(guī)范的一部分，但無線寬帶聯(lián)盟實(shí)際上已經(jīng)推出了一項(xiàng)規(guī)范 --WiFi Easyconnect-- 它簡化了設(shè)備到網(wǎng)絡(luò)的接入和配置。當(dāng)要求部署 100 或 1000 個連接設(shè)備時，這是一個關(guān)鍵方面。雖然該標(biāo)準(zhǔn)獨(dú)立于 WiFi 6 規(guī)范，但一旦 WiFi 型號開始進(jìn)入市場，它預(yù)計會變得流行。

2. 目標(biāo)喚醒時間 （Target wakeup Time）

大量的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將由電池供電，并且需要在現(xiàn)場運(yùn)行多年。為此，有必要激活每種節(jié)能方法。目標(biāo)喚醒時間（TWT）允許設(shè)備告知 AP 何時接下來預(yù)期通信會在何時發(fā)生，然后進(jìn)入休眠狀態(tài)，從而節(jié)省整個時間段的功率。鑒于 IoT 設(shè)備可能需要每隔幾秒 / 幾分鐘 / 幾小時或幾天僅傳輸幾個字節(jié)的數(shù)據(jù)，因此將設(shè)備保持在睡眠模式將節(jié)省大量的電池電量。因此，TWT 是物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的一個非常重要的功能。TWT 是 WiFi 6 規(guī)范的一部分，已經(jīng)在市場上推出。

3. 2.4 GHz 支持

802.11ac 的一個主要缺點(diǎn)是它不支持 2.4 GHz 頻段。鑒于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的關(guān)鍵要求是低成本，低功耗和更高的范圍，2.4 GHz 頻段在這些情況下將是理想的。在 WiFi6 中，這個空白也支持 2.4 GHz 頻段。使用較低頻率選項(xiàng)，設(shè)備可以將更多功率集中在窄帶上，從而減少總功耗并節(jié)省電池電量。2.4 GHz 頻段電子設(shè)備的制造成本也更低，從而降低了總體成本。

4. 子信道化（Sub channelization）

這是 WiFi6 的關(guān)鍵物聯(lián)網(wǎng)友好功能之一。由于 OFDMA 的支持，每個客戶端只需至少在 2 MHz 子信道上進(jìn)行傳輸。每個子信道的最大吞吐量為 384 kbps。對于大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)流量來說，這是足夠的帶寬。這也確保了發(fā)射功率可以集中在窄帶上 - 節(jié)省功率和增加范圍。

5. 連接數(shù)

來自領(lǐng)先供應(yīng)商的 WiFi6 芯片組最多可支持 1024 個客戶端。對于具有低帶寬，低成本和高可用性的密集部署，WiFi 6 將會是理想的。因此，對于在相對較小的區(qū)域（10 到 100 平方米）內(nèi)分布 10 到 100 個設(shè)備的情況，WiFi 仍然是最具成本效益的連接選項(xiàng)。

6. WPA3

在過去幾年中，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備已成為攻擊的主要來源。任何提高與此類設(shè)備之間通信安全性的舉措都將降低所帶來的風(fēng)險。WPA3 是與 WiFI 6 一起推出以解決安全問題的關(guān)鍵要素之一。它解決了 WPA2 框架中的許多漏洞，并使端到端通信不易受到攻擊。此外，OWE（機(jī)會無線加密 Opportunistic Wireless Encryption）使開放 - 非密碼保護(hù) - 通信更加安全。

7. 上行 OFDMA

OFDMA 允許多個設(shè)備同時訪問介質(zhì)。當(dāng)有幾百個設(shè)備在幾分鐘內(nèi)發(fā)送時，讓它們最早回到空閑狀態(tài)的關(guān)鍵因素是時間和節(jié)能。鑒于在較少數(shù)量的客戶端（少于 10 個）上 WiFi 網(wǎng)絡(luò)的延遲相對較低，OFDMA 允許更多客戶端同時傳輸近實(shí)時數(shù)據(jù)并打開許多新用例。

8. 定價

傳統(tǒng)上，WiFi 芯片組比同等代移動模塊便宜得多（便宜一個數(shù)量級）。與移動設(shè)備相比，降低與認(rèn)證相關(guān)的成本，不需要與運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)的互操作性以及更多的供應(yīng)商都將降低提供基于 WiFi 的設(shè)備的總成本。使用 WiFi 的設(shè)備數(shù)量也遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于移動設(shè)備，這一因素也有助于降低成本。較低的成本將使 WiFi 成為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的理想技術(shù) - 特別是那些需要在密集環(huán)境中部署的技術(shù)。

WiFi 6 和 5G

5Ｇ是蜂窩數(shù)字移動通信技術(shù)，既可用于廣域高速移動通信，又可用于室內(nèi)無線上網(wǎng)，具有傳輸速率高、時延小、并發(fā)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但系統(tǒng)復(fù)雜、成本高。

WiFi 6 是無線接入技術(shù)，主要用于室內(nèi)無線終端上網(wǎng)，具有傳輸速率高、系統(tǒng)簡單、成本低等優(yōu)點(diǎn)，但不適用于高速移動通信。濾波器微信公眾號整理。5G 和 WiFi 6 具有以下特點(diǎn)：

1）5G 上行峰值傳輸速率達(dá) 10Ｇbit/s，下行峰值傳輸速率達(dá) 20Ｇbit/s。WiFi 6 在 80MHz 帶寬下，單條空間流的峰值速率為 600Ｍbit/s，在帶寬為 160MHz、８條空間流的情況下，峰值速率達(dá) 9.6Ｇbit/s。

2）5G 在 eMBB 場景下時延小于 4ｍs，在 uRLLC 場景下時延小于 1ｍs。WiFi 6 平均時延為 20ｍs，遠(yuǎn)高于 5G 的時延。因此，在時延方面，5G 優(yōu)于 WiFi 6。

3）5G 移動性強(qiáng)，跨區(qū)連接速度快，可實(shí)現(xiàn)跨區(qū)網(wǎng)絡(luò)無縫切換。WiFi 6 跨區(qū)建立連接較慢。

4）5G 系統(tǒng)復(fù)雜、成本高，WiFi 6 系統(tǒng)簡單、成本低。因此在建設(shè)投入方面，WiFi 6 優(yōu)于 5Ｇ。

結(jié) 語

2020 年是 5G 商用元年，5G 理論速度達(dá)到了 10Gbps，上一代 WiFi 在網(wǎng)速、連接設(shè)備數(shù)等都被 5G 完爆。WiFi 是否會被 5G 取代？大家估計都沒有底。直到 WiFi 6 出來，大家才知道 5G 遇到對手了。

但是 5G 和 WiFi 6 是對手嗎？筆者認(rèn)為不是。

5G 網(wǎng)絡(luò)和 WiFi 6 都各有自己的使用場景和對象，網(wǎng)絡(luò)使用選擇取決于用戶，隨著技術(shù)的發(fā)展，5G 和 WiFi 6 會相互配合，在不同場景下，發(fā)揮各自優(yōu)勢，滿足最終用戶的需求。
責(zé)任編輯:pj