網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)之未來 5G與WiFi斗的難舍難分

隨著技術(shù)的發(fā)展，5G時代越發(fā)臨近，在剛剛結(jié)束的MWC 2019上，GSMA發(fā)布的《2019移動經(jīng)濟(jì)》報告預(yù)測，到2019年年底，至少有18個國家將擁有商用5G網(wǎng)絡(luò)。那么，隨著5G的到來，WiFi是否還有未來？5G的萬物互聯(lián)是否會終結(jié)WiFi的局域暢享？未來的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)之王是5G還是WiFi？

5G是為了使公眾網(wǎng)內(nèi)移動數(shù)據(jù)傳輸?shù)靡詮V泛應(yīng)用，而WiFi則是為了特定的領(lǐng)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(wù)，而WiFi信號傳輸在特定條件下，用戶是無償使用的。

關(guān)于WiFi

無線標(biāo)準(zhǔn)從801．11a＆b發(fā)展到今天的802．11ac（Wave 1＆ Wave 2）已經(jīng)20年了，網(wǎng)絡(luò)吞吐量從54Mb／s提高到6．8Gb／s（見表1）。

表1WiFi發(fā)展歷程

從圖1不難看出，隨著服務(wù)終端的不斷增加，對網(wǎng)絡(luò)容量和網(wǎng)絡(luò)傳輸速度都有了更高的要求。千兆級的無線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)呼之欲出。那么，如何使它的性能充分發(fā)揮？合理的布線系統(tǒng)將必不可缺。

圖1 802．11網(wǎng)絡(luò)發(fā)展時間線

基礎(chǔ)設(shè)備原本使用的CAT5E或者CAT6類布線系統(tǒng)已然不能滿足需求，尤其是當(dāng)線纜成捆的安裝或者超過一定的長度，線外串?dāng)_影響了信號的強(qiáng)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(biāo)準(zhǔn)，網(wǎng)絡(luò)傳輸速率可以支持更高的功率，相應(yīng)的，對線纜的負(fù)載也提出了更高的要求。

針對這一問題，Nexans經(jīng)過研發(fā)，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(wǎng)絡(luò)吞吐量；另一方面，其500MHz的帶寬可以滿足下一代無線傳輸?shù)男枰?/p>

值得一提的是，LANmark－6A F／UTP或者F／FTP屏蔽布線系統(tǒng)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?dāng)_所帶來的問題，并能有效解決因?yàn)镻oE、PoE＋以及PoE＋＋在傳輸過程產(chǎn)生的散熱問題。

此外，還有Nexans的LANmark－7A，其性能更優(yōu)于CAT6A，可以滿足所有無線接入點(diǎn)的高速需求，各方面的技術(shù)也更具兼容性。

完善的布線系統(tǒng)為新一代wifi技術(shù)的發(fā)展奠定了堅實(shí)的基礎(chǔ)。802．11ax、802．11az、802．11ad應(yīng)運(yùn)而生。據(jù)悉，802．11ax預(yù)計將于2019年上半年完成部署， 2020年正式批準(zhǔn)發(fā)布。

802．11ax具有很多優(yōu)勢：其網(wǎng)絡(luò)吞吐量是801．11ac標(biāo)準(zhǔn)的4倍；能同時為多客戶端提供服務(wù)；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(dá)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(biāo)是短距離網(wǎng)絡(luò)吞吐量高達(dá)4．6Gbps，為許多同步設(shè)備提供更好的服務(wù)、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(shù)據(jù)電纜，比如Nexans的LANmark－6A數(shù)據(jù)電纜，以便在AP和信號源之間進(jìn)行高速的網(wǎng)絡(luò)傳輸。

關(guān)于5G

說起5G，大家的第一反應(yīng)是很好很強(qiáng)大，它被認(rèn)為是一種可與蒸汽機(jī)、電力、互聯(lián)網(wǎng)等相媲美的革命性技術(shù)，會徹底改變?nèi)藗兊纳罘绞?。但是，我們也?yīng)當(dāng)看到該技術(shù)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(fèi)巨大將是不爭的事實(shí)。

國際標(biāo)準(zhǔn)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(yè)務(wù)，mMTC指大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，URLLC指如無人駕駛、工業(yè)自動化等需要低時延、高可靠連接的業(yè)務(wù)。

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(yè)務(wù)。但是5G的通信不僅僅是人的通信，而且是物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)自動化、無人駕駛等業(yè)務(wù)被引入，通信從人與人之間通信，開始轉(zhuǎn)向人與物的通信，直至機(jī)器與機(jī)器之間的通信。

5G技術(shù)的細(xì)節(jié)有：

基于蜂窩技術(shù)的第5代無線系統(tǒng)

能夠處理／傳輸巨大的數(shù)據(jù)容量

支持寬帶使用

更高的客戶密度

支持高密度環(huán)境（大型機(jī)器到機(jī)器數(shù)據(jù)）

5G演進(jìn)的同時，LTE本身也還在不斷進(jìn)化（比如最近實(shí)現(xiàn)的千兆級4G＋），5G不可避免地要利用目前用在4G LTE上的先進(jìn)技術(shù)，如載波聚合、MIMO、非共享頻譜等。

大規(guī)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(shè)備中容納進(jìn)更多天線顯然不現(xiàn)實(shí)，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(shí)現(xiàn)3D波束成型，從而提高信道容量和覆蓋。

毫米波：全新5G技術(shù)正首次將頻率大于24GHz以上頻段（通常稱為毫米波）應(yīng)用于移動寬帶通信。大量可用的高頻段頻譜可提供極致數(shù)據(jù)傳輸速度和容量，這將重塑移動體驗(yàn)。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?shù)男盘柹踔翢o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(quán)頻譜，可將5G擴(kuò)展到多個維度，實(shí)現(xiàn)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(quán)頻譜的移動運(yùn)營商受益，而且會為沒有授權(quán)頻譜的廠商創(chuàng)造機(jī)會，如有線運(yùn)營商、企業(yè)和物聯(lián)網(wǎng)垂直行業(yè)，使他們能夠充分利用5G NR技術(shù)。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(jìn)的信道編碼設(shè)計：目前LTE網(wǎng)絡(luò)的編碼還不足以應(yīng)對未來的數(shù)據(jù)傳輸需求，因此迫切需要一種更高效的信道編碼設(shè)計，以提高數(shù)據(jù)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(xù)提高現(xiàn)有信道編碼技術(shù)（如LTE Turbo）的性能極限。 LDPC的傳輸效率遠(yuǎn)超LTE Turbo，且易平行化的解碼設(shè)計，能以低復(fù)雜度和低時延，擴(kuò)展達(dá)到更高的傳輸速率。

5G網(wǎng)絡(luò)是一個超復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，在2G時代，幾萬個基站就可以做全國的網(wǎng)絡(luò)覆蓋，但是到了4G中國的網(wǎng)絡(luò)超過500萬個。而5G需要做到每平方公里支持100萬個設(shè)備，這個網(wǎng)絡(luò)必須非常密集，需要大量的小基站來進(jìn)行支撐。同樣一個網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)很容易造成相互之間的干擾。5G網(wǎng)絡(luò)需要采用一系列措施來保障系統(tǒng)性能：不同業(yè)務(wù)在網(wǎng)絡(luò)中的實(shí)現(xiàn)、各種節(jié)點(diǎn)間的協(xié)調(diào)方案、網(wǎng)絡(luò)的選擇以及節(jié)能配置方法等。在超密集網(wǎng)絡(luò)中，密集地部署使得小區(qū)邊界數(shù)量劇增，小區(qū)形狀也不規(guī)則，用戶可能會頻繁復(fù)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(guān)于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的未來

5G是一個復(fù)雜的體系，在5G基礎(chǔ)上建立的網(wǎng)絡(luò)，不僅要提升網(wǎng)絡(luò)速度，同時還提出了更多的要求。未來5G網(wǎng)絡(luò)中的終端也不僅是手機(jī)，而是有汽車、無人駕駛飛機(jī)、家電、公共服務(wù)設(shè)備等多種設(shè)備。4G改變生活，5G改變社會。5G將會是社會進(jìn)步、產(chǎn)業(yè)推動、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要推進(jìn)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(fā)。

WiFi作為成熟的技術(shù)，短時間內(nèi)是不會消失的；而5G作為備受矚目的新標(biāo)準(zhǔn)則因?yàn)槌杀镜认盗袉栴}的限制還將經(jīng)歷一段長期的過程。

網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)之未來，5G？WiFi？且看風(fēng)起云涌，行業(yè)碰撞，技術(shù)更迭。