5G時代,WiFi是被淘汰,還是變得更強大?

熱點微評2019-06-28 10:35:00


文/王新喜


日前關於5G時代要來,WiFi可能要消失的爭論很多。在貴州數博會的時候,北京郵電大學教授呂廷傑説,未來5G將是4k、8k視頻的基礎,wifi已經是落後的技術,很難承載如此之大的帶寬。


但在筆者看來,WiFi不會被淘汰,而是會不斷演進、進化。


早在2017年的時候,彭博社就曾經發文稱,5G時代來臨 WiFi或將退出歷史舞台,指出當前美國主要移動運營商均提供無限數據流量服務,消費者無需再開啟WiFi網絡來避免昂貴的流量費。這將可能促使WiFi退出歷史舞台。


我們知道,國內對於5G的期待很大,運營商要提升業績,也要發展物聯網、雲、大數據這些新業務,而這些業務跟5G時代契合度非常高,5G網絡一旦正式商用,有望撬動物聯網產業。


不久前工信部也正式頒發了5G商用牌照。中國移動、中國電信、中國聯通以及中國廣電都如願獲得了5G牌照。當前全球5G都進入了商用部署的關鍵期,而從我國5G商用時間表來看,5G商用時間表大致也在2020年。


眾所周知,5G帶來的上網速度遠超當前4G體驗。有説法是5G的網速能達到4G的10-100倍,能實時傳輸8K分辨率的3D視頻,或是在6秒內下載一部3D電影。


但問題是,2020年5G商用並不是説全國的5G就完全無縫覆蓋,它需要一個相對較長的建設週期去逐步緩慢替換、覆蓋。


按照規律來看,現有的4G LTE依舊會持續演進,成為5G平台重要的組成部分,而且5G商用後4G、3G、2G這些網絡也會繼續工作。而且,5G的實際通訊速度,受制於外部環境,包括設備與使用人數以及基站的覆蓋等。


當然,5G相對WiFi的優勢是,其網速更快,以及低延遲等優勢解決了WiF的網絡傳輸的延遲問題以及速度慢、安全性弱等,但WiFi也有優勢,其一是其流量便宜,使用環境更多是室內,更加穩定;其二是各家獨享,也承擔着大量數據流量的場景。


5G當前還面臨哪些短板與問題?


5G網絡雖然前景廣闊,但它的短板也很明顯。其一是容量。5G所連接的終端基站其容量是有限的,一旦容量超限,用户體驗與速度就會下降,而不會達到理論中的速度。目前4G網絡每個基站最多容納1200個用户,5G網絡同理,如果超出人數限制,網速就會遭遇波動、降低。


其二是穿透力弱。因為5G網絡採用了毫米波技術,相比4G網絡具備更高的頻率,5G信號相對於4G的“穿牆”能力也就是信號穿透能力要更弱,因為它本身是一種穿透力弱,會迅速衰減的電磁波,這決定了它的抗干擾能力弱,穩定性不及WiFi。


其四是基站覆蓋度較低,這意味着5G的廣覆蓋需要建設更多的基站,這需要更長時間的基站替代工作。


5G基站的覆蓋率有多大?據業內人士透露,當前的5G試點覆蓋力是較弱的。在2G時代,一個基站可以覆蓋5公里以上,而到了4G時代,一個基站覆蓋的範圍只能在1~3公里左右,而到了5G時代,一個5G微基站只能覆蓋100米到300米。而加之5G的信號穿透力差,一進建築物就掉線。


而5G基站的覆蓋率低的原因在於,5G採用了較高的頻段,通信頻率低,電波的繞射能力就越強,頻率高則只能靠直射與反射,會產生許多死角,此外,在高頻段部署的5G宏基站信號在室內穿牆的時候面臨較大的鏈路損耗問題,室內深度覆蓋力有限。


簡單來説,高頻段頻率傳播半徑短,中低頻段傳播半徑長,後者覆蓋更好。因此,5G基站的覆蓋面積自然要比4G小。


其五是頻率資源的稀缺屬性與5G時代的無限流量的實現存在矛盾


説到基站佈局不得不説到頻率資源,其實早在2017年,各大運營商開始紛紛試水無限流量套餐,讓消費者重新燃起對無限流量的希冀之光。而無限流量難以實現的原因,還是因為無線頻率資源有限,和固網不同,無線數據的傳輸都要依靠頻寬。


三大運營商每家的頻率資源是珍貴資源,而當前一個基站能夠承受的流量是幾百兆,每個基站的接入用户數量也是有上限的,用户優惠接入多,就會影響所有用户的上網速度,因此,運營商的網絡質量隨着用户數的增加不斷下降。


在當前娛樂消費需求暴漲的今天,4G網絡的上網速率越來越快,頻率資源矛盾已經在日益彰顯,高清視頻與直播、VR遊戲、短視頻時代,無限流量用户規模上漲會導致頻率資源被少數人佔據,流量會瞬間達到幾十兆幾百兆,如果過度放開無限制的使用,基站無法承受。


按工信部的安排,中國電信獲得3400MHz-3500MHz共100MHz帶寬的5G試驗頻率資源;中國移動獲得2515MHz-2675MHz、4800MHz-4900MHz頻段的5G試驗頻率資源;中國聯通獲得3500MHz-3600MHz共100MHz帶寬的5G試驗頻率資源。


真正意義上的無限流量套餐還需要打破頻率資源有限性的限制,5G時代是否能突破無線頻率稀缺的技術瓶頸還很難説,資費偏高、無線流量套餐難以實現的話,Wi-Fi的地位依然不會被取代。


為何説WiFi將與5G網絡長期並存?


之所以説WiFi將與5G網絡長期並存,還不止這些原因。它還涉及到WiFi的自我進化升級導致的競爭力變強。


其一,即便5G來了,家庭上網不會棄用光纖而改用5G。


需要知道的是,當前光纖網絡入户之後,是通過WiFi連接終端和設備的,所謂WiFi就是將有線信號轉化為無線信號,通過無線電波連接網絡,它離不開穩定的帶寬或光纖。但是,光纖入網是國家長期投入巨資與正在規劃擴展的網絡基礎設施,不會短時間內被放棄。


其二,從技術上來看,5G比4G快是因為用到了更高的頻段,而WiFi同樣在升級,2018年10月Wi-Fi聯盟已經發布了新的Wi-Fi技術標準,也就是Wi-Fi 6。而WiFi6的前景並不比5G遜色。


由於提高了數據的編碼效率來提高傳輸的吞吐量,WiFi6也讓數據的吞吐量變大了,速度也變得更快。WiFi6標準的實際應用的穩定性與低延遲性能層面與5G或許不遑多讓。


據業內透露,新一代的WiFi標準是802.11ax的標準(也就是WiFi6),前兩代技術——802.11n和802.11ac分別命名為WiFi4 和WiFi5。加入了多用户多入多出技術(MU-MIMO)和正交頻分多址(OFDMA),這些技術讓WiFi6具備了更好的同時服務多設備的能力。


根據美國的第一批5G用户的實測數據來看,目前5G網絡手機的下行速度為400Mbps~600Mbps(相當於下載速度50—60MB/s),而早前華為終端手機產品線總裁何剛用華為MateX實測5G下載速率,結果為1Gbps。但是當前有説法是,Wi-Fi 6基於Wi-Fi 5進行了拓展,更適合在同一時間內處理大量數據請求,約是目前Wi-Fi 5最大速度的三倍。


某種程度上,5G時代,WiFi的速度也提高了一個級別,因為WiFi也會升級到5GHZ,即WiFi也有第五代的頻段。IT Peer Network上曾經有一篇文章表示,Wi-Fi 6將使單個網絡的效率提高約4倍,而這反過來又將使那些連接到Wi-Fi 6的擁擠地區的平均數據吞吐量提高約4倍。


此外據透露,Wi-Fi6標準吸納了大量5G關鍵技術,如OFDMA、MU-MIMO、1024QAM等,優化了設備功耗和覆蓋能力,完整適用於支持智慧家庭各種物聯網應用。而5G的理論下行速度為10Gb/s,而WiFi6的最快下行速度為9.6Gb/s。


也就是説,WiFi6變得與5G越來越像,兩者在速度層面並駕齊驅,平分秋色。


其三,最直接的是經濟賬。關於5G時代大家普遍擔心的速度、流量大漲背後是費用大漲,而免費WiFi優勢明顯。


5G高速網絡時代對於運營商來説,是一個提升流量資費以便提升業績的重要時間節點,所以針對5G用户的流量套餐資費,大帶寬的流量消耗,5G時代更可能會帶來的額外功耗以及資費暴漲的問題,許多用户都表達了對5G時代流量資費問題的擔憂,另外市場還會面臨支持5G的終端性能提升導致的額外功耗以及有限空間內如何實現多天線設計等系列問題。


有用户談到,包括你室內的電視、手機、平板、電腦等等諸多硬件設備都通過5G網絡連接,那麼每個月的費用大概會有多少呢?而在居民家中,因為光纖與WiFi性能在迅速改善,費用更低,基本上不存在大的體驗痛點,只要用户足夠理性,斷然不會扔掉而選擇花錢去購買5G飛基站。


因此,如果5G資費的幅度暴漲,顯然會有更多的流量需求可能會分流到WiFi網絡當中,從2009年起,中國移動投入巨資在全國範圍建設了上百萬個WiFi熱點。而這些WiFi熱點的推出,也為移動數據網絡的分流起到了重要的作用。


WiFi地位不是被邊緣化,而是有上升的可能性


因此,綜上分析來看, WiFi相對過去,它的地位不是被邊緣化,反而有上升的可能性,因為在過去WiFi的應用場景侷限於消費互聯網,但未來它可能打開產業互聯網的場景與應用空間。


比如説在汽車行業,目前廠商們就為汽車網連通信標準是採用Wi-Fi還是5G產生了分歧。儘管贊同採用5G標準的廠商較多,但雷諾、豐田、大眾等品牌在力挺Wi-Fi,而歐洲議會支持Wi-Fi成為網聯汽車通信標準。


即便在消費場景上來看,室內空間將在長期內是Wi-Fi的天然優勢領地,5G的佈局節奏以及它的基站建設普及度以及基站覆蓋力,要從室外的廣覆蓋領地打入室內私密領地,要通過大網消滅小網,當前來看是無法在短時間完成的任務,而且WiFi6相對過去明顯具備更強的競爭力。


儘管未來5G新的技術的演進會導致WiFi受到一定影響,但wifi同樣在演進,這決定了WiFi在高私密性(比如家庭室內、商場、辦公區域)的應用場景依然有很大的市場。從這點來看,在室內用WiFi作為補充,室外5G這種覆蓋分工或將不會改變。


在當前,想要實現物聯網,將各種智能設備連接到網絡上,或許依然要搭載WiFi6技術的無線路由器,其作為“智能網關”的地位難以被取代。


因此,WiFi不會被淘汰,而是會不斷演進,5G與WiFi在工業物聯網領域都有應用與想象空間,兩者不是取代關係,而是互相推動、競爭與共存的關係。


因此,5G要來,WiFi也將自我進化。與其質疑5G時代將是否會淘汰WiFi,倒不如多思考WiFi6時代將會帶來哪些新的機遇。


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