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2019/11/14 14:47

北单比分奖金计算器:移動合作伙伴大會|5G時代的無線園區網絡建設

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Wi-Fi 65G,將要給無線園區網絡建設帶來什么變化?5G時代,無線園區網絡該如何建設?

銳捷網絡通過比較Wi-Fi 6和5G兩種技術、剖析技術背后的需求設計,在即將到來的5G時代,建議結合場景模型,實現5G移動通信網和Wi-Fi6網絡“連接融合、聯合部署”。

無線協議的三國江湖

最成功的三種無線通信方式

無線電技術經過120多年發展了幾十種通信技術,目前應用廣泛的主要有三種:移動通信網(城市級網絡)、無線局域網(樓宇級網絡)和無線個域網(房間級網絡)。

▲ 無線協議的三國江湖

1.移動通信

移動通信網,從90年代GSM開始到2G、3G、4G發展下來,到2018年已經具有80億以上的用戶。在即將到來的5G時代,隨者車輛、機器人等各種終端的接入,移動通信的終端數量還會更多。

2.Wi-Fi通信

第一代無線局域網802.11b誕生于1997年,隨后精力了11a、11g、11n和11ac幾代標準。到2018年,Wi-Fi聯盟統一成用數字代號,也就是所謂的Wi-Fi 1到Wi-Fi 6。其中Wi-Fi 6在2018年正式開始商用。Wi-Fi類的終端包括我們使用的每一部的手機、平板電腦、每部PC,還有更多智能設備,到目前全球Wi-Fi類終端存量有130億以上,而且每年增長的終端數超過40億。

3.藍牙通信

無線個域網最成功的技術叫藍牙,藍牙在90年代開始推出了第一代,持續更新到藍牙5.0。截止2018年,藍牙的設備終端已經超過150億個,主要用在藍牙耳機、藍牙音箱、鼠標鍵盤等個人應用上,每年增長的終端超過50億個。

未來無線技術的三國江湖仍會廣泛存在

基于這三種技術的終端,其存亡數量和新增數量基本上可以達到地球上的人類每人一個,這個數量決定了這三種技術不會消亡。未來很長的一段時間內,這些終端仍然會廣泛存在于大眾的生活和生產中。這些技術現在已經發展到五到六代,這也說明這些技術非常成功,也非常成熟。未來,無線技術在這三條路上一定依然以這三種協議和技術為主,不會出現誰替代誰的情況。

5G的三個技術特性及場景

眾所周知,5G技術具有三個代表性特性和應用場景:eMBB(具備超大帶寬的網絡)、mMTC(超大連接的物聯網)和uRLLC(高可靠低時延的網絡)。實際上,5G并不是一個橫空出世的技術,也不算是一個突破型的技術。5G采用的一些關鍵技術,基本上是4G技術的提升。比如說頻寬,4G頻寬是20兆,而5G現在開放的頻段是100兆;比如說天線,4G典型的是4發4收或者8發8收,到了5G是64發64收;另外5G通過更高的調制效率實現了更高的速率。

5G給人們帶來的想象力不在于它的帶寬變高、上網更快,其真正的革命性技術在于下面兩個:

mMTC,超大連接的物聯網,它可以支持百萬級的物聯網終端連接,針對全球網、全國網、城市網絡類的,比如水表、電表、燃氣等的抄表,比如共享單車、智能井蓋、智能路燈等都可以用到。

uRLCC,高可靠低時延網絡,主要面向生產類和自動駕駛類的應用。例如,無人駕駛汽車技術,未來就需要承載在這樣的一個網絡上,才能滿足各種瞬息萬變的路況和突發情況,并能作到實時響應;還包括,生產車間的實時控制以及港口會控制部分自動化的設備,例如塔吊、機器人等,這些都需要低時延的無線網絡來承載。

Wi-Fi6的五個關鍵新技術

▲ Wi-Fi 6技術特性

Wi-Fi 6是新一代的Wi-Fi,引入了五個關鍵的新技術:

1024QAM(更高速率的調制),它帶來的改善是進一步提升極限帶寬。上一代Wi-Fi 4,理論上能達到1.7G的連接速率,這里指的是極限帶寬。到Wi-Fi 6之后,極限帶寬可以達到4.8個G。

OFDMA(正交頻分多址),這是從4G技術引入Wi-Fi的一個技術,它解決了多用戶傳輸的均衡性問題,使得多用戶通信更有序,從而提升Wi-Fi的體驗和效率。

8*8的天線UL/DL MU-MIMO(多用戶多進多出)技術,使AP同時可以和更多的終端用戶進行通信,更大地提升并發帶寬和系統容量。

BSS-Color(空間復用技術),解決高密場景下多AP部署時,AP和AP之間如何減少干擾、達到最大信道空間復用率的問題,從而提升整個網絡帶寬。

智能節電方案TWT(目標喚醒時間),這個技術用于各種物聯網終端。很多物聯網終需要依靠電池供電,面臨能耗問題。讓一塊電池使用一年或兩年甚至更長,就是這個技術的目標,這個技術可以使很多種物聯網的設備用Wi-Fi(更高速)通信。

5G和Wi-Fi 6的特性對比

▲ 覆蓋和性能的綜合對比

從覆蓋和性能上的綜合對比

1.信號和頻寬

從信號和頻寬上看,5G使用256QAM的調制方式,以及100兆赫茲的單載波頻寬。相比較而言,Wi-Fi 6采用了1024QAM的調制方式以及最高160MHz的單載波頻寬??梢鑰闖?,Wi-Fi 6采用的調制技術和頻寬,都比5G高很多。這是因為它的距離近。5G考慮大范圍的距離,Wi-Fi則主要考慮10m-20m的覆蓋范圍。因此,近距離下的傳輸帶寬非常高。

2.調度方式

從調度方式看,5G采用的是基站調度,用基站的核心網絡去指揮大量的終端。Wi-Fi 6引入了協調終端收發行為的機制,讓整網傳輸更有序,通過協調+競爭的方式,解決了面對萬人大會場景時候,完全競爭模式下的Wi-Fi 5常遇到信號很強但是無法通信的問題。

3.吞吐性能

理論速率,5G可以到20G,Wi-Fi 6可以到10G,這中間的差別主要是因為5G最高可以支持64個天線,而64發64收的天線會非常非常大,這使得它主要用在室外。典型的室內單臺設備類型,5G的吞吐會在1.5G到2G,不可能都使用那么大的天線。大部分室內部署小基站,一般是4*4,它的帶寬是1.5G-2G。Wi-Fi是4T4R,典型的性能也在1.5G-2G。所以,單設備的性能差不多。

4.覆蓋范圍

5G 的一個室外基站的覆蓋是公里級,在室內一般會采用小基站或者室分系統。為了降低覆蓋成本,5G單個容量小區的覆蓋范圍在五千到一萬平米,差不多一層到兩層樓的范圍。Wi-Fi 的1個AP可以覆蓋一個大會議室,或者一個大辦公室的幾個房間,每個AP提供單獨容量,它的覆蓋范圍差不多是500-1000平米。在室內,Wi-Fi和5G的單小區覆蓋范圍差不多差十倍。這樣部署的結果是,雖然單小區的性能差不多,但是平均到每個平米和平均到每個人頭上,5G的性能可能只有Wi-Fi性能的五分之一到十分之一。所以,5G首先滿足的是廣覆蓋而非高帶寬。

5.個人體驗

5G的體驗相比4G,肯定覆蓋更廣,移動性會非常好,個人體驗將再也感覺不到漫游。而劣勢就如剛才的分析,當人員密集的時候,5G分配到每個人身上的帶寬并不多,一萬平米一個基站,一個點幾個G,如果人多到上千的情況下,使用體驗就明顯下降了。

而Wi-Fi的優劣勢,剛好和5G相反互補,其優點在于高密度下的高帶寬。Wi-Fi的另外一個優勢是省電。用4G訪問網絡,時間稍長,手機就會很燙,電池刷刷往下掉,用Wi-Fi則會省電很多。Wi-Fi的劣勢在于需要認證,而且是私有網,覆蓋不連續的。就像學校的Wi-Fi,一出學校就沒有了,不會像5G那么連續。

從建設和管理上的綜合對比

▲ 建設和管理的綜合對比

1.網絡管控

從網絡建設的管理權來看,5G的建設和管理權都是運營商負責和主導,業主(高校)只能有使用權。而Wi-Fi則是私有網絡,業主完全具備建設權、管理權和使用權。

2.建網標準

從建網標準來看,運營商在建網時首先考慮的是其收益導向,不保證業主的投資收益比。而Wi-Fi網絡是業主的業務導向,有什么業務,由自己來制定建網的標準。

3.部署方式

從部署方式來看,如果使用5G,學校的業務基本上都要部署在公網或者云端,即使部署在內網也必須要有一個公網的地址從外面訪問進來,所有的數據都要通過公共網來過一遍。部署Wi-Fi的話,整個業務都可以部署在內網、局域網里。從經驗來看,業主一定會有大量的私有網絡資源需要訪問和被訪問。

4.部署時間

5G的部署時間遵循運營商的部署計劃,運營商首先考慮的是室外的部署,學校是不是在整個建設的計劃范圍內,其實并不能掌握;而Wi-Fi則完全自主,業主能自行掌握計劃。

5.部署地點

部署的地點,運營商從收益角度考慮,一般是部署在人流密集的地方;還有有一些比較偏僻的場所,比如說實驗室、科研基地等,人不多但是很重要,運營商就不見得會部署。學校里也有這樣的地方,4G的信號覆蓋不到。Wi-Fi 6完全可以去自己按照需要來部署。

6.終端支持

從終端的支持來看,手機應用4G已經完全普及。5G預計判斷到2020至2024年才會慢慢普及。而PC和Pad對運營商的支持要慢更多。比如,現在內置4G功能的筆記本電腦仍然不超過20%;而智能辦公,比如智能投屏的大屏、一些語音智能辦公設備,目前也看不到支持4G或者5G。Wi-Fi在這幾類產品上才是標配。未來兩到三年,Wi-Fi 6一定會變成這類設備的主流。

基于場景實現5G和Wi-Fi6聯合部署

從覆蓋性能和建設管理綜合對比我們可以得出5G和Wi-Fi6有不同的適用場景:5G的場景以室外為主,考慮的是廣覆蓋、連續性和可移動性;Wi-Fi 6的場景以室內為主,考慮的是近距離、高密度覆蓋、和高性能。

具體的根據不同場景需求,5G和Wi-Fi6可以采取如下聯合部署策略

城市監控、智慧工廠、車聯網、智慧交通:主要為城域和室外范圍,大量物聯網終端接入、專用CPE接入,覆蓋以5G為主;

開放空間訪問互聯網:用戶主要以手機終端接入,訪問娛樂內容位置,因此覆蓋以5G為主,Wi-Fi為輔;

大型會議報告廳、教室等人群密集、流量密集場景:高并發、高帶寬的教學環境,例如30人的教室進行VR教學,每路VR帶寬超過30M,一個教室流量超過1G,這種場合5G覆蓋仍然存在壓力,而且建設成本高,可以WiFi為主,5G為輔;

科研教學,辦公場景:辦公終端短期內很難做到內置5G網卡,因此,辦公環境仍將以WiFi為主,5G為輔;

5G和WiFi6哪個更適合,這是特定場景下不同的需求,和兩種技術自身所具有的特性決定的。因此,在即將到來的5G時代,WiFi6不會被替代或消亡。在即將到來的5G時代,無線園區網絡建設應當結合場景模型,實現5G移動通信網和Wi-Fi6網絡的“連接融合、聯合部署”。

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寫得不太好

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