隨著技術的發展,5G時代越發臨近,在剛剛結束的MWC 2019上,GSMA發布的《2019移動經濟》報告預測,到2019年年底,至少有18個國家將擁有商用5G網絡。那么,隨著5G的到來,WiFi是否還有未來?5G的萬物互聯是否會終結WiFi的局域暢享?未來的網絡數據之王是5G還是WiFi?
5G是為了使公眾網內移動數據傳輸得以廣泛應用,而WiFi則是為了特定的領域提供無線信號傳輸。值得注意的是,XG信號傳輸屬于有償服務,而WiFi信號傳輸在特定條件下,用戶是無償使用的。
關于WiFi
無線標準從801.11a&b發展到今天的802.11ac(Wave 1& Wave 2)已經20年了,網絡吞吐量從54Mb/s提高到6.8Gb/s(見表1)。
表1WiFi發展歷程
從圖1不難看出,隨著服務終端的不斷增加,對網絡容量和網絡傳輸速度都有了更高的要求。千兆級的無線網絡傳輸技術呼之欲出。那么,如何使它的性能充分發揮?合理的布線系統將必不可缺。
圖1 802.11網絡發展時間線
基礎設備原本使用的CAT5E或者CAT6類布線系統已然不能滿足需求,尤其是當線纜成捆的安裝或者超過一定的長度,線外串擾影響了信號的強弱以及傳輸,這時就無法支持新的無線傳輸速率以及帶寬。并且按照最新的PoE標準,網絡傳輸速率可以支持更高的功率,相應的,對線纜的負載也提出了更高的要求。
針對這一問題,Nexans經過研發,提出了LANmark-6A F/UTP或者F/FTP 系列解決方案,一方面可以支持最高10GBase-T的網絡吞吐量;另一方面,其500MHz的帶寬可以滿足下一代無線傳輸的需要。
值得一提的是,LANmark-6A F/UTP或者F/FTP屏蔽布線系統解決方案不僅可以滿足帶寬的需要,而且還可以解決線外串擾所帶來的問題,并能有效解決因為PoE、PoE+以及PoE++在傳輸過程產生的散熱問題。
此外,還有Nexans的LANmark-7A,其性能更優于CAT6A,可以滿足所有無線接入點的高速需求,各方面的技術也更具兼容性。
完善的布線系統為新一代wifi技術的發展奠定了堅實的基礎。802.11ax、802.11az、802.11ad應運而生。據悉,802.11ax預計將于2019年上半年完成部署, 2020年正式批準發布。
802.11ax具有很多優勢:其網絡吞吐量是801.11ac標準的4倍;能同時為多客戶端提供服務;同時向單個客戶端提供流量等。
802.11az具有三角測量功能,精度在0.1米到1米之間,落地精度達到99%。
802.11ad將成為第一個真正的千兆WiFi,它將使用60GHz的頻段,目標是短距離網絡吞吐量高達4.6Gbps,為許多同步設備提供更好的服務、更高的速度和更短的延遲。
需要說明,802.11ad與802.11 a / b / g / n / ac不兼容,但在辦公室中具有典型用途,可以消除大量有線連接。 但同時,它需要能夠支持10GBase-T的有線數據電纜,比如Nexans的LANmark-6A數據電纜,以便在AP和信號源之間進行高速的網絡傳輸。
關于5G
說起5G,大家的第一反應是很好很強大,它被認為是一種可與蒸汽機、電力、互聯網等相媲美的革命性技術,會徹底改變人們的生活方式。但是,我們也應當看到該技術存在的局限性,最主要的就是其高昂的成本,無論是大量硬件的支撐還是基站的布建,花費巨大將是不爭的事實。
國際標準化組織3GPP定義了5G的三大場景。其中,eMBB指3D/超高清視頻等大流量移動寬帶業務,mMTC指大規模物聯網業務,URLLC指如無人駕駛、工業自動化等需要低時延、高可靠連接的業務。
如此我們不難看出,從1G到4G,移動通信的核心是人與人之間的通信,個人的通信是移動通信的核心業務。但是5G的通信不僅僅是人的通信,而且是物聯網、工業自動化、無人駕駛等業務被引入,通信從人與人之間通信,開始轉向人與物的通信,直至機器與機器之間的通信。
5G技術的細節有:
基于蜂窩技術的第5代無線系統
能夠處理/傳輸巨大的數據容量
支持寬帶使用
更高的客戶密度
支持高密度環境(大型機器到機器數據)
5G演進的同時,LTE本身也還在不斷進化(比如最近實現的千兆級4G+),5G不可避免地要利用目前用在4G LTE上的先進技術,如載波聚合、MIMO、非共享頻譜等。
大規模MIMO:從2×2提高到了目前4×4 MIMO。更多的天線也意味著占用更多的空間,要在空間有限的設備中容納進更多天線顯然不現實,只能在基站端疊加更多MIMO。從目前的理論來看,5G NR 可以在基站端使用最多256根天線,而通過天線的二維排布,可以實現3D波束成型,從而提高信道容量和覆蓋。
毫米波:全新5G技術正首次將頻率大于24GHz以上頻段(通常稱為毫米波)應用于移動寬帶通信。大量可用的高頻段頻譜可提供極致數據傳輸速度和容量,這將重塑移動體驗。但毫米波的利用并非易事,使用毫米波頻段傳輸更容易造成路徑受阻與損耗(信號衍射能力有限)。通常情況下,毫米波頻段傳輸的信號甚至無法穿透墻體,此外,它還面臨著波形和能量消耗等問題。
頻譜共享:用共享頻譜和非授權頻譜,可將5G擴展到多個維度,實現更大容量、使用更多頻譜、支持新的部署場景。這不僅將使擁有授權頻譜的移動運營商受益,而且會為沒有授權頻譜的廠商創造機會,如有線運營商、企業和物聯網垂直行業,使他們能夠充分利用5G NR技術。5G NR原生地支持所有頻譜類型,并通過前向兼容靈活地利用全新的頻譜共享模式。
先進的信道編碼設計:目前LTE網絡的編碼還不足以應對未來的數據傳輸需求,因此迫切需要一種更高效的信道編碼設計,以提高數據傳輸速率,并利用更大的編碼信息塊契合移動寬帶流量配置,同時,還要繼續提高現有信道編碼技術(如LTE Turbo)的性能極限。 LDPC的傳輸效率遠超LTE Turbo,且易平行化的解碼設計,能以低復雜度和低時延,擴展達到更高的傳輸速率。
5G網絡是一個超復雜的網絡,在2G時代,幾萬個基站就可以做全國的網絡覆蓋,但是到了4G中國的網絡超過500萬個。而5G需要做到每平方公里支持100萬個設備,這個網絡必須非常密集,需要大量的小基站來進行支撐。同樣一個網絡中,不同的終端需要不同的速率、功耗,也會使用不同的頻率,對于QoS的要求也不同。這樣的情況下,網絡很容易造成相互之間的干擾。5G網絡需要采用一系列措施來保障系統性能:不同業務在網絡中的實現、各種節點間的協調方案、網絡的選擇以及節能配置方法等。在超密集網絡中,密集地部署使得小區邊界數量劇增,小區形狀也不規則,用戶可能會頻繁復雜地切換。為了滿足移動性需求,這還需要新的切換算法。
毫無疑問,這些問題的背后,都需要有大量的投入來支撐。
關于網絡數據的未來
5G是一個復雜的體系,在5G基礎上建立的網絡,不僅要提升網絡速度,同時還提出了更多的要求。未來5G網絡中的終端也不僅是手機,而是有汽車、無人駕駛飛機、家電、公共服務設備等多種設備。4G改變生活,5G改變社會。5G將會是社會進步、產業推動、經濟發展的重要推進器。
由此可得,5G將是一個長期部署的工作,需要多個階段和多方配合支持。而目前WiFi為用戶提供了非常便宜的帶寬,這是5G難以取代的,尤其是WiFi速度的提高和新功能的開發。
WiFi作為成熟的技術,短時間內是不會消失的;而5G作為備受矚目的新標準則因為成本等系列問題的限制還將經歷一段長期的過程。
網絡數據之未來,5G?WiFi?且看風起云涌,行業碰撞,技術更迭。
評論
查看更多