蜂窩網(wǎng)絡(luò)采用的 OFDMA會(huì)被 5G 取代嗎？

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

WiFi6 有什么優(yōu)勢(shì)？

那么問(wèn)題來(lái)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(wú)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(huì)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(hào)“天生”就比 4G 的穿墻能力更弱一些。

此時(shí)，在室內(nèi)用 WiFi6 來(lái)彌補(bǔ) 5G 信號(hào)的覆蓋問(wèn)題是一個(gè)非常好的互補(bǔ)方案。

搭載 WiFi6 技術(shù)的無(wú)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(gè)智能家電無(wú)線接入。

所以說(shuō)，WiFi 與 5G 不僅不會(huì)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(lái)，芯片還沒(méi)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(jià)格還是相對(duì)比較昂貴。并且要想充分利用 WiFi6 的優(yōu)勢(shì)，還必須保證網(wǎng)絡(luò)上的所有設(shè)備都支持 WiFi6。不過(guò)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(lái)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(huì)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(wú)線技術(shù)不同的地方在于引進(jìn)或者升級(jí)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(gè)家庭需要連接 Wi-Fi 的設(shè)備越來(lái)越多，在同一個(gè) Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，在電視上看個(gè)高清電影很可能會(huì)讓正在看直播的手機(jī)卡頓。在飯店吃飯時(shí)，Wi-Fi 信號(hào)明明滿格，但網(wǎng)速慢到難以忍受。這是為什么呢？

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

有什么辦法可以改變這個(gè)問(wèn)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(wú)線通信系統(tǒng)里，一個(gè)基站同時(shí)服務(wù)于多個(gè)移動(dòng)終端，基站之間充分利用天線的空域資源與多個(gè)用戶同時(shí)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(lái)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(shí)支撐 8 個(gè)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(shí)跟多個(gè)終端設(shè)備進(jìn)行溝通，做到“一心多用”。比起過(guò)去只能單天線單設(shè)備同時(shí)通信的設(shè)計(jì)，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(gè)終端可同時(shí)并行傳輸，不必排隊(duì)等待、相互競(jìng)爭(zhēng)，從而提升效率和降低時(shí)延。舉個(gè)例子，原來(lái)一個(gè)時(shí)間段只能有一個(gè)載波去傳輸一個(gè)數(shù)據(jù)包，采用 OFDMA 后就相當(dāng)于在一個(gè)時(shí)間段可以有多個(gè)載波同時(shí)傳輸多個(gè)數(shù)據(jù)包。

雖然 OFDMA 和 MU-MIMO 都是允許多個(gè)設(shè)備同時(shí)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(duì) MU-MIMO 的補(bǔ)充。

OFDMA 和 MU-MIMO 作為 WiFi 6 的核心技術(shù)，通過(guò)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(lái)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(shì)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(lái)不像技術(shù)問(wèn)題，但仍需要針對(duì)該問(wèn)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(wú)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(jiǎn)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(gè)連接設(shè)備時(shí)，這是一個(gè)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(hào)開(kāi)始進(jìn)入市場(chǎng)，它預(yù)計(jì)會(huì)變得流行。

2. 目標(biāo)喚醒時(shí)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(chǎng)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(shí)間（TWT）允許設(shè)備告知 AP 何時(shí)接下來(lái)預(yù)期通信會(huì)在何時(shí)發(fā)生，然后進(jìn)入休眠狀態(tài)，從而節(jié)省整個(gè)時(shí)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(shí)或幾天僅傳輸幾個(gè)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(gè)非常重要的功能。TWT 是 WiFi 6 規(guī)范的一部分，已經(jīng)在市場(chǎng)上推出。

3. 2.4 GHz 支持

802.11ac 的一個(gè)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(gè)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(gè)客戶端只需至少在 2 MHz 子信道上進(jìn)行傳輸。每個(gè)子信道的最大吞吐量為 384 kbps。對(duì)于大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)流量來(lái)說(shuō)，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(lái)自領(lǐng)先供應(yīng)商的 WiFi6 芯片組最多可支持 1024 個(gè)客戶端。對(duì)于具有低帶寬，低成本和高可用性的密集部署，WiFi 6 將會(huì)是理想的。因此，對(duì)于在相對(duì)較小的區(qū)域（10 到 100 平方米）內(nèi)分布 10 到 100 個(gè)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(guò)去幾年中，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備已成為攻擊的主要來(lái)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(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。WPA3 是與 WiFI 6 一起推出以解決安全問(wèn)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(huì)無(wú)線加密 Opportunistic Wireless Encryption）使開(kāi)放 - 非密碼保護(hù) - 通信更加安全。

7. 上行 OFDMA

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

8. 定價(jià)

傳統(tǒng)上，WiFi 芯片組比同等代移動(dòng)模塊便宜得多（便宜一個(gè)數(shù)量級(jí)）。與移動(dòng)設(shè)備相比，降低與認(rèn)證相關(guān)的成本，不需要與運(yùn)營(yíng)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(dòng)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(dòng)通信技術(shù)，既可用于廣域高速移動(dòng)通信，又可用于室內(nèi)無(wú)線上網(wǎng)，具有傳輸速率高、時(shí)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(wú)線接入技術(shù)，主要用于室內(nèi)無(wú)線終端上網(wǎng)，具有傳輸速率高、系統(tǒng)簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)，但不適用于高速移動(dòng)通信。濾波器微信公眾號(hào)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(chǎng)景下時(shí)延小于 4ｍs，在 uRLLC 場(chǎng)景下時(shí)延小于 1ｍs。WiFi 6 平均時(shí)延為 20ｍs，遠(yuǎn)高于 5G 的時(shí)延。因此，在時(shí)延方面，5G 優(yōu)于 WiFi 6。

3）5G 移動(dòng)性強(qiáng)，跨區(qū)連接速度快，可實(shí)現(xiàn)跨區(qū)網(wǎng)絡(luò)無(wú)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(jiǎn)單、成本低。因此在建設(shè)投入方面，WiFi 6 優(yōu)于 5Ｇ。

結(jié) 語(yǔ)

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(huì)被 5G 取代？大家估計(jì)都沒(méi)有底。直到 WiFi 6 出來(lái)，大家才知道 5G 遇到對(duì)手了。

但是 5G 和 WiFi 6 是對(duì)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(chǎng)景和對(duì)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(huì)相互配合，在不同場(chǎng)景下，發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)，滿足最終用戶的需求。
責(zé)任編輯:pj