智慧煤矿技术理论篇1-5G与WiFi6技术

我就是我 2022-11-22 10:21 271阅读 0赞

# 5G VS WiFi6 #

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## 5G技术 ##

第五代移动通信技术（英语：5th generation mobile networks或5th generation wireless systems、5th-Generation，简称5G或5G技术）是最新一代蜂窝移动通信技术，也是继4G（LTE-A、WiMax）、3G（UMTS、LTE）和2G（GSM）系统之后的延伸。

## WiFi6 ##

Wi-Fi 6（原称：802.11.ax）即第六代无线网络技术，是Wi-Fi标准的名称。是Wi-Fi联盟创建于IEEE 802.11标准的无线局域网技术。Wi-Fi 6将允许与多达8个设备通信，最高速率可达9.6Gbps。

2019年9月16日，Wi-Fi联盟宣布启动Wi-Fi 6认证计划。

### WiFi更名 ###

最新一代WiFi6，用技术术语来说，就是802.11AX。2018年10月初， Wi-Fi规格重新命名，新标准802.11ax改名为Wi-Fi 6。同时，前几代WiFi名称也相应的作出了改变：

802.11b — WiFi 1 (1999)  
802.11a — WiFi 2 (1999)  
802.11g — WiFi 3 (2003)  
802.11n — WiFi 4 (2009)  
802.11ac — WiFi 5(2014)

简单来说就是，以前的WiFi命名复杂、繁琐，而现在命名就是通俗易懂。而对我们消费者最大的影响就是，在往后我们买路由器只需要知道，WiFi后面的数字越大，技术越先进就是了。

### 功能特点 ###

Wi-Fi 6主要使用了OFDMA、MU-MIMO等技术，MU-MIMO（多用户多入多出）技术允许路由器同时与多个设备通信，而不是依次进行通信。MU-MIMO允许路由器一次与四个设备通信，Wi-Fi 6将允许与多达8个设备通信。Wi-Fi 6还利用其他技术，如OFDMA（正交频分多址）和发射波束成形，两者的作用分别提高效率和网络容量。Wi-Fi 6最高速率可达9.6Gbps。

Wi-Fi 6中的一项新技术允许设备规划与路由器的通信，减少了保持天线通电以传输和搜索信号所需的时间，这就意味着减少电池消耗并改善电池续航表现。

Wi-Fi 6设备要想获得Wi-Fi联盟的认证，则必须使用WPA3，因此一旦认证计划启动，大多数Wi-Fi 6设备都会具有更强的安全性。

### WiFi 6与前几代的区别： ###

1.  速度更快

相比于上一代802.11ac的WiFi 5，WiFi 6最大传输速率由前者的3.5Gbps，提升到了9.6Gbps，理论速度提升了近3倍。

频段方面WiFi 5只涉及5GHz，WiFi 6则覆盖2.4/5GHz，完整涵盖低速与高速设备。

调制模式方面，WiFi 6支持1024-QAM，高于WiFi 5的256-QAM，数据容量更高，意味着更高的数据传输速度。

1.  延时更低

WiFi 5标准即支持MU-MIMO（多用户多入多出）技术，仅支持下行，只能在下载内容时体验该技术。而WiFi 6则同时支持上行与下行MU-MIMO，这意味着移动设备与无线路由器之间上传与下载数据时都可体验MU-MIMO，进一步提高无线网络带宽利用率。

WiFi 6最多可支持的空间数据流由WiFi 5的4条提升至8条，也就是可最大支持8×8 MU-MIMO，这也是WiFi 6速率大幅提升的重要原因之一。

WiFi 6采用了OFDMA（正交频分多址）技术，它是WiFi 5所采用的OFDM技术的演进版本，将OFDM 和 FDMA技术结合，在利用OFDM对信道进行父载波化后，在部分子载波上加载传输数据的传输技术，允许不同用户共用同一个信道，允许更多设备接入，响应时间更短，延时更低。

此外，WiFi 6通过Long DFDM Symbol发送机制，将每个信号载波发送时间从WiFi 5的3.2μs提升到12.8μs，降低丢包率和重传率，使传输更加稳定。

1.  容量更大

WiFi 6引入了BSS Coloring着色机制，标注接入网络的各个设备，同时对其数据也加入对应标签，传输数据时有了对应的地址，直接传输到位而不会发生混乱。

多用户MU-MIMO技术允许电脑讯网时间多终端共享信道，使多台手机/电脑一起同时上网，再结合OFDMA技术，WiFi 6网络下的每个信道都可进行高效率数据传输，提升多用户场景下的网络体验，可以更好的满足WiFi热点区域，多用户使用，并且不容易卡顿，容量更大。

1.  更安全

WiFi 6（无线路由器）设备若需要通过WiFi联盟认证，必须采用WPA 3安全协议，安全性更高。

2018年初，WiFi联盟发布新一代WiFi加密协议WPA 3，它是人们使用广泛的WPA 2协议的升级版本，安全性进一步提升，可以更好的阻止强力攻击，暴力破解等。

1.  更省电

WiFi 6引入了TARget Wake Time（TWT）技术，允许设备与无线路由器之间主动规划通信时间，减少无线网络天线使用及信号搜索时间，能够一定程度上减少电量消耗，提升设备续航时间。

### 应用场景 ###

1.  承载4K/8K/VR等大宽带视频

Wi-Fi6技术支持2.4G和5G频段共存，其中5G频段支持160MHz频宽，速率最高可达9.6Gbps的接入速率，其5G频段相对干扰较少，更适合传输视频业务，同时通过BSS着色技术、MIMO技术、动态CCA等技术降低干扰，降低丢包率，带来更好地视频体验。

1.  承载网络游戏等低时延业务

网络游戏类业务属于强交互类业务，在宽带、时延等方面提出了更高的要求，对于VR游戏，最好的接入方式就是Wi-Fi无线方式，Wi-Fi6的信道切片技术提供游戏的专属信道，减低时延，满足游戏类业务特别是云VR游戏业务对低时延传输质量的要求。

1.  智慧家庭智能互联

智慧家庭智能互联是智能家居、智能安防等业务场景的重要因素，当前家庭互联技术存在不同的局限性，Wi-Fi6技术将给智能家庭互联带来技术统一的机会，将高密度、大数量接入、低功耗优化集成在一起，同时又能与用户普遍使用的各种移动终端兼容，提供良好的互操作性。

1.  行业应用

Wi-Fi6作为新一代高速率、多用户、高效率的Wi-Fi技术，在行业领域中有广泛的应用前景，如产业园区、写字楼、商场、医院、机场、工厂。

## 5G VS WiFi6 ##

5G网络，作为第五代移动通讯技术。5G在长时间大面积的宣传、预热与讨论下，大家都对其比较熟悉了。5G的理论带宽是4G网络的百倍（理论下行速度10Gb/s），同时还有低时延和低耗电的特性。即将取代4G网络成为下一代的通讯网络。目前5G通讯标准还没有完全确定下来，只有针对5G手机的eMBB场景（大流量带宽标准）已经被确定下来。

5G技术中还有URLLC（低延时通信）和mMTC（大物联网）的标准没有指定下来，整个标准在ITU（国际电信联盟）上全面通过。

WiFi6相比较于5G显得低调很多了。 2018年10月3日WiFi联盟将基于802.11ax标准的WiFi纳入正规军，并正式更名为WiFi6。将前两代技术——802.11n和802.11ac分别命名为WiFi4 和WiFi5。

与WiFi5相比，WiFi6在网络速度方面更加快速，容量上也越来越大。不但如此，WiFi6还加入了多用户多入多出技术（MU-MIMO）和正交频分多址（OFDMA），使得WiFi6能同时服务多设备能力大大提高。不过WiFi6目前面临与5G同样的问题——需要时间普及。我们手上所有的设备都要支持WiFi6协议（包括路由器、手机、无线网卡等），这个技术才能真正被用起来。介于用户更新设备的速度，WiFi6真正普及的时间可能会比5G还要长。关于5G和WiFi6具体比较不再累述，一表让你一眼把5G 、WiFi6看到底。

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5G在哪里与WiFi6竞争，相互补充？  
2019 年，基于运营商的移动连接（LTE 和 5G 蜂窝网络）和非授权无线网络（WiFi6，或者称为 802.11ax）将在两个主要方面相互靠拢：无线电信号编码和资源调度。

这两种无线系统采用相同的方法将更多用户和数据压缩到它们使用的频率中，使每个基站或无线接入点都能同时与更多设备通信。尽管在技术上有所靠拢，但是基于运营商的无线系统和非授权无线系统之间依然存在许多差异，这些差异体现在成本、基础设施布局，以及它们为企业网络操作人员提供的管理控制级别等方面。这些因素将决定企业如何围绕无线功能的保留和增加做出规划。

在企业环境中，由于位置、应用程序和设备类型的不同，WiFi6和5G既相互竞争也相互补充。下面给出相互竞争几个例子：

企业可以购买5G小型蜂窝设备（小型蜂窝塔）并在内部部署，为员工提供5G覆盖，慢慢用5G取代WiFi。  
由于WiFi标准的不断发展，企业每3-5年就要对其无线上网设备进行一次升级。有了5G，这些开销可以外包给服务提供商。服务提供商将负责定期升级他们的无线基础设施。  
在某些用例中，5G可以补充WiFi6如：

在增强型移动宽带（eMBB）用例中，客户端设备（CPE）可以连接到5G网络以实现Internet连接，并可以通过WiFi6在本地提供连接服务。  
5G可以补充WiFi6在住宅固定无线的使用情况（例如最近由Verizon推出的5G家庭服务）。借助5G，服务提供商可以降低其调度操作的成本，并使客户能够通过自助服务机制激活其Internet连接服务。  
即使在企业中，WiFi通过支持WiFi的笔记本电脑和移动设备也具有更高的渗透率。虽然从移动设备中消除WiFi并将其完全转换为5G更容易，但从笔记本电脑中删除WiFi并不容易。此外，在企业中推出WiFi6比5G网络要便宜得多。企业推出WiFi6的时间也比5G要短。  
除了在企业中，未来WiFi6 和 5G 会有角色的变化，二者由于速度快，高带宽等特点也正悄悄地改变物联网。随着5G和WiFi6在2019年上市，物联网设备会被设计成发送更多信息只需消耗更少的能源，这些技术可以让设备始终保持在线或连接状态。各种类型的设备也可能开始使用SIM卡或嵌入式SIM卡来启用蜂窝功能，这将改变WiFi设备的当前趋势。

WiFi6 和 5G都采用了使资源更具有确定性的调度方法，这对自动化制造、医疗、能源和其他各种行业中使用的任务关键型物联网资产也具有重要意义。WiFi6 无线接入点未来会增加对其他无线电技术的支持（例如蓝牙和 Zigbee），这些接入点会成为更加强大的物联网网关，甚至兼而成为有用的无线传感器，帮助跟踪和管理设备。

值得关注的是，作为 LTE 技术（及随后的 5G 技术）的延伸，CBRS（公民宽带无线电服务）据称可以作为 WiFi6 的互补技术，用于在建筑内部提供无线连接。在美国，CBRS 使用的是未被 WiFi 或现有 LTE/5G 服务使用的 3.5Ghz 范围内的频段，所以不太可能被一般的消费者接入的设备干扰。很快，一些初期的 CBRS 功能便会实现商品化。对于机器人等需要稳定无线和移动连接的设备，CBRS 将成为 WiFi6 的理想补充。

当然，与 WiFi6 相比，5G 技术也有自己的优势。对于企业 IT 而言，在 WiFi 并非理想选择的区域，5G 将是革命性的技术，例如如果有数百台甚至数千台的物联网设备需要无线连接，在企业自己拥有的大楼内，WiFi6 将是连接物联网设备的必选无线技术。当物联网转移到企业大楼以外的区域时，传感器仍然可以利用 5G 作为无线传输模式，以获得具备足够速度和可靠性的连接。

5G和WiFi6让物联网设备“活”了起来，也改变了我们使用物联网设备的方式。

结语  
5G取代WiFi的可能性不高，相反WiFi会通过5G技术继续演进和升级，在未来相当长的一段时间里，5G将与WiFi6共存并进，相互补充，而且两者在工业生产、物联网、智能驾驶等诸多领域都有很大的应用潜力和想象空间，帮助各行各业爆发出新的生产力。

## 参考 ##

> https://baike.baidu.com/item/Wi-Fi%206?fromtitle=WiFi6&fromid=24456951  
> https://www.sdnlab.com/23398.html

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