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5G是否意味着WiFi的终结

来源:光明网2022-03-03 11:14

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  5G是并不意味着WiFi的终结,两者本来就是两个领域的工具。5G是移动通信技术领域的工具;而WiFi是无线互联网领域的工具。只不过由于当今社会,移动互联网应用需求越来越旺盛,这两者在技术不断演进的路上,为解决同样的问题,产生了一定的交集,而这个交集就是我们每天都离不开的智能手机。

5G是否意味着WiFi的终结

智能手机的普及,让5G和WiFi技术有了更多的交集|Pixabay

  WiFi(Wireless-Fidelity,无线保真)是WLAN(Wireless Local Area Network,无线局域网技术)在1999年出现的一个革命性进步,同样基于802.11协议,被认为是最成熟的无线局域网技术。简单来说,多台电脑的WiFi的应用一般需要经过这么几步:上联互联网网线插入一个AP(Access Point无线访问接入点),每个电脑中安装一块无线网卡,组成一个无线Hub(多端口转发器),把多台电脑连接上互联网。同理,这个步骤中的电脑作为终端硬件,也可以被替换成智能手机等设备。

  5G(5th Generation Mobile Communication Technology,第五代移动通信技术)是移动通信技术从模拟通信、GSM(Global System for Mobile Communications,全球移动通信系统)、2/3/4G移动网络进化而来,是保证语音通话实时无时延、移动切换基站不中断的移动通信技术。

  也就是说,WiFi源于局域网,5G源于通信网,虽然两者都背负着移动互联网发展的使命,但二者“基因”不同,在最终表现上就有所不同。首先,在使用感受上, WiFi秉承互联网“始终尽力而为”的传统:“不管什么情况,我尽可能给您快,不保障一直够快,偶尔卡死,您见谅!”。而5G则秉承着更有保障的QoS(Quality of Service,服务质量)承诺,紧急业务(例如紧急呼叫)时延一定可控,非紧急业务(像互联网访问、数据传输等)尽力而为。其次,在使用范围及体验上,终端在连接不同WiFi信号时往往需要手动选择及连接,自动连接时也需要“换挡”时间。而5G则要求在高、低速漫游时,业务不能中断,要在移动基站间无缝切换。

5G是否意味着WiFi的终结

5G与WiFi的“基因”不同,在最终表现上也就有所不同|Pixabay

  WiFi用的是免费无线频段,早期的WIFI路由器是在2.4G一个频段的13个信道工作,最多并发接入20个终端,再多就严重影响网速了;现在的三频WiFi 6技术,可以使用2.4GHz、5GHz、6GHz这三个频段的110个信道,一般可轻松同时接入100多个终端(个别厂家接入终端理论值达2000个),但终端间的干扰仍未完全解决,你的信道在被同抢、干扰的时候,还是要跳频。信道就是通信终端连接到网络中的信号通道,可以简单理解成跑步的赛道。

  5G用的是从国家购买的无线频段,三家运营商的频段规划科学,不存在抢信道问题。你手机通话时,一般独享这个信道,所以通话不会中断,数据传输也是专属信道,所以质量有保障,在同一张5G网内组网传输图像、数据等业务信息时候,完全可以达到毫秒级时延要求,用于遥控、实时操控等应用完全没有问题。但如果你是访问互联网上的内容,那一个基站下的上百个手机终端共用该基站1G~10G互联网出口,网速也会受影响,体验会随着访问的高峰和低谷而有不同。

  WiFi网无需报备即可安装使用,人人都可搭建,可广泛用于从互联网到手机、PAD等无线终端的连接。商家利用WiFi自己搭建的无线网络环境,还可以实现自我控制。比如,各地铁公司就有自己的“地铁WiFi”。再比如,有一次,我在某国际邮轮旅行到公海时,发现游轮为了让消费者在邮轮上消费,原本按时间收费的WiFi,在访问支付宝APP时则是完全免费的。不过,邮轮上联的卫星互联网通道容量有限,商家没有限制文字功能,但限制了支付宝中的图片上传功能,但不管怎么样,也算是能让大家在“免费”的情况下能和国内的亲友保持一个基本的信息互通。

  5G网只有移动、联通、电信、广电四个国企运营商可以建设,设备专属、投资巨大、能耗超高。5G天线由于是相控阵列天线布局,呈板状,每个的功率就像一个1000瓦的开水壶在不停烧开水,所以电信和联通达成协议一起建网,移动和广电也在联合建网,都是节能减排,降低运维成本倒逼所致。5G应用场景有:高速移动的高铁、汽车乘客手机上网;工厂车间码头仓库等等大面积施工作业现场的物联网;无人驾驶等车联网;远程医疗的实时远程手术等。这些场景都是实时性强的应用,对点对点传输时延要求很严格。

5G是否意味着WiFi的终结

5G的信号塔不能私自搭建|Pixabay

  WiFi网基本都是不“单独”收费的,提供者有时会让你输入手机号或者房间信息进行身份认证,以保证互联网信息安全的日志需要。而提供者往往只需要缴纳月租或年费,就可获取不限量、不限时,一定程度上也不限分享的网络服务。

  5G网我们都知道,每个用的人基本上都需要“单独”缴费。而且,不管你是使用包流量包,还是包时间段的套餐,总体来说,都是用的多,花的多。

  大家对WiFi的认知一般就是互联网的无线延伸,而互联网的服务特征就是上网尽量快,但不保证不中断,所以WiFi也一般用于娱乐、信息获取等不紧急的业务。

  5G网则不同,它承载了多种业务,需要保障不同的时延需求。比如语音业务,紧急通话时如果出现中断,是有可能危及生命的,所以语音在5G业务中优先级最高,它可以从VoLTE数据包方式切换到电路域2/3G方式而不中断通话,以满足手机漫游到只有2/3G 信号的偏远地区的使用需求。在5G承载的数据通信业务中,也会把不同的业务类型分级。一般用于工业生产、车联网、医疗手术等等的5G网,对精准控制的时间要求是毫秒级的,这样的数据网络时延小于多少,要绝对保证。比如,宝钢湛江钢铁的“厚板厂热处理线移动操作室”项目就采用了5G技术,目的就是利用5G大带宽、低时延特性,结合PLC(Programmable Logic Controller可编程逻辑控制器)远程控制能力,对实体操作台进行软件化改造,辅以5G高清摄像头,在远程操作室就可以操控生产线,从而大大降低工人在热处理炉的煤气区域作业时煤气中毒的风险。

  不论是从WiFi与5G不同的应用场景、服务体验及使用成本上来看,还是从之前WiFi并没有被比它快的3G/4G的网速所“终结”的历史经验上来看,WiFi 并不会因为5G时代的到来而退出历史舞台。它们就像车子的不同轮子,彼此互补共存于一台终端内,满足移动互联网应用的不同需求。

  参考文献

  [1]李景枫, 王宝莹. 5G与WIFI联合组网的关键技术研究及发展趋势分析[J]. 科技创新导报, 2017, 14(27):2.

  [2] Boccardi F , Jr R , Lozano A , et al. Five disruptive technology directions for 5G[J]. IEEE Communications Magazine, 2014, 52(2):74-80.

  [3]尤肖虎, 潘志文, 高西奇,等. 5G移动通信发展趋势与若干关键技术[J]. 中国科学:信息科学, 2014, 44(5):551-563.

  [4]李晓阳. WiFi技术及其应用与发展[J]. 信息技术, 2012(2):3.

  [5]师伟伦. 5G无线通信技术概念及其应用[J]. 科学大众, 2020(2):53-53.

  作者:李同生

  编辑:韩越扬

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[ 责编:赵宇豪 ]
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