5G时代，WiFi是被淘汰，还是变得更强大？
2019-06-21
渥太华微生活
来源：钛媒体
图片来源@视觉中国
文 | 王新喜
日前关于5G时代要来，WiFi可能要消失的争论很多。
在贵州数博会的时候，北京邮电大学教授吕廷杰说，未来5G将是4k、8k视频的基础，wifi已经是落后的技术，很难承载如此之大的带宽。
但在笔者看来，WiFi不会被淘汰，而是会不断演进、进化。
早在2017年的时候，彭博社就曾经发文称，5G时代来临 WiFi或将退出历史舞台，指出当前美国主要移动运营商均提供无限数据流量服务，消费者无需再开启WiFi网络来避免昂贵的流量费。这将可能促使WiFi退出历史舞台。
我们知道，国内对于5G的期待很大，运营商要提升业绩，也要发展物联网、云、大数据这些新业务，而这些业务跟5G时代契合度非常高，5G网络一旦正式商用，有望撬动物联网产业。不久前工信部也正式颁发了5G商用牌照。中国移动、中国电信、中国联通以及中国广电都如愿获得了5G牌照。当前全球5G都进入了商用部署的关键期，而从我国5G商用时间表来看，5G商用时间表大致也在2020年。
众所周知，5G带来的上网速度远超当前4G体验。有说法是5G的网速能达到4G的10－100倍，能实时传输8K分辨率的3D视频，或是在6秒内下载一部3D电影。
但问题是，2020年5G商用并不是说全国的5G就完全无缝覆盖，它需要一个相对较长的建设周期去逐步缓慢替换、覆盖，按照规律来看，现有的4G LTE依旧会持续演进，成为5G平台重要的组成部分，而且5G商用后4G、3G、2G这些网络也会继续工作。而且，5G的实际通讯速度，受制于外部环境，包括设备与使用人数以及基站的覆盖等。
当然，5G相对WiFi的优势是，其网速更快，以及低延迟等优势解决了WiF的网络传输的延迟问题以及速度慢、安全性弱等，但WiFi也有优势，其一是其流量便宜，使用环境更多是室内，更加稳定；其二是各家独享，也承担着大量数据流量的场景。
5G当前还面临哪些短板与问题？
5G网络虽然前景广阔，但它的短板也很明显。
其一是容量。5G所连接的终端基站其容量是有限的，一旦容量超限，用户体验与速度就会下降，而不会达到理论中的速度。目前4G网络每个基站最多容纳1200个用户，5G网络同理，如果超出人数限制，网速就会遭遇波动、降低。
其二是穿透力弱。因为5G网络采用了毫米波技术，相比4G网络具备更高的频率，5G信号相对于4G的“穿墙”能力也就是信号穿透能力要更弱，因为它本身是一种穿透力弱，会迅速衰减的电磁波，这决定了它的抗干扰能力弱，稳定性不及WiFi。
其三是基站覆盖度较低，这意味着5G的广覆盖需要建设更多的基站，这需要更长时间的基站替代工作。
5G基站的覆盖率有多大？据业内人士透露，当前的5G试点覆盖力是较弱的。 在2G时代，一个基站可以覆盖5公里以上，而到了4G时代，一个基站覆盖的范围只能在1~3公里左右，而到了5G时代，一个5G微基站只能覆盖100米到300米。而加之5G的信号穿透力差，一进建筑物就掉线。
而5G基站的覆盖率低的原因在于，5G采用了较高的频段，通信频率低，电波的绕射能力就越强，频率高则只能靠直射与反射，会产生许多死角，此外，在高频段部署的5G宏基站信号在室内穿墙的时候面临较大的链路损耗问题，室内深度覆盖力有限。简单来说，高频段频率传播半径短，中低频段传播半径长，后者覆盖更好。因此，5G基站的覆盖面积自然要比4G小。
其四是频率资源的稀缺属性与5G时代的无限流量的实现存在矛盾。
说到基站布局不得不说到频率资源，其实早在2017年，各大运营商开始纷纷试水无限流量套餐，让消费者重新燃起对无限流量的希冀之光。而无限流量难以实现的原因，还是因为无线频率资源有限，和固网不同，无线数据的传输都要依靠频宽。三大运营商每家的频率资源是珍贵资源，而当前一个基站能够承受的流量是几百兆，每个基站的接入用户数量也是有上限的，用户优惠接入多，就会影响所有用户的上网速度，因此，运营商的网络质量随着用户数的增加不断下降。
在当前娱乐消费需求暴涨的今天，4G网络的上网速率越来越快，频率资源矛盾已经在日益彰显，高清视频与直播、VR游戏、短视频时代，无限流量用户规模上涨会导致频率资源被少数人占据，流量会瞬间达到几十兆几百兆，如果过度放开无限制的使用，基站无法承受。
按工信部的安排，中国电信获得3400MHz-3500MHz共100MHz带宽的5G试验频率资源；中国移动获得2515MHz-2675MHz、4800MHz-4900MHz频段的5G试验频率资源；中国联通获得3500MHz-3600MHz共100MHz带宽的5G试验频率资源。
真正意义上的无限流量套餐还需要打破频率资源有限性的限制，5G时代是否能突破无线频率稀缺的技术瓶颈还很难说，资费偏高、无线流量套餐难以实现的话，Wi-Fi的地位依然不会被取代。
为何说WiFi将与5G网络长期并存？
之所以说WiFi将与5G网络长期并存，还不止这些原因。它还涉及到WiFi的自我进化升级导致的竞争力变强。
其一，即便5G来了，家庭上网不会弃用光纤而改用5G。
需要知道的是，当前光纤网络入户之后，是通过WiFi连接终端和设备的，所谓WiFi就是将有线信号转化为无线信号，通过无线电波连接网络，它离不开稳定的带宽或光纤。但是，光纤入网是国家长期投入巨资与正在规划扩展的网络基础设施，不会短时间内被放弃。
其二，从技术上来看，5G比4G快是因为用到了更高的频段，而WiFi同样在升级，2018年10月Wi-Fi联盟已经发布了新的Wi-Fi技术标准，也就是Wi-Fi 6。而WiFi6的前景并不比5G逊色。
由于提高了数据的编码效率来提高传输的吞吐量，WiFi6也让数据的吞吐量变大了，速度也变得更快。WiFi6标准的实际应用的稳定性与低延迟性能层面与5G或许不遑多让。据业内透露，新一代的WiFi标准是802.11ax的标准（也就是WiFi6），前两代技术——802.11n和802.11ac分别命名为WiFi4 和WiFi5。加入了多用户多入多出技术（MU-MIMO）和正交频分多址（OFDMA），这些技术让WiFi6具备了更好的同时服务多设备的能力。
根据美国的第一批5G用户的实测数据来看，目前5G网络手机的下行速度为400Mbps～600Mbps（相当于下载速度50—60MB/s），而早前华为终端手机产品线总裁何刚用华为MateX实测5G下载速率，结果为1Gbps。但是当前有说法是，Wi-Fi 6基于Wi-Fi 5进行了拓展，更适合在同一时间内处理大量数据请求，约是目前Wi-Fi 5最大速度的三倍。
某种程度上，5G时代，WiFi的速度也提高了一个级别，因为WiFi也会升级到5GHZ，即WiFi也有第五代的频段。IT Peer Network上曾经有一篇文章表示，Wi-Fi 6将使单个网络的效率提高约4倍，而这反过来又将使那些连接到Wi-Fi 6的拥挤地区的平均数据吞吐量提高约4倍。此外据透露，Wi-Fi6标准吸纳了大量5G关键技术，如OFDMA、MU-MIMO、1024QAM等，优化了设备功耗和覆盖能力，完整适用于支持智慧家庭各种物联网应用。而5G的理论下行速度为10Gb/s，而WiFi6的最快下行速度为9.6Gb/s。
也就是说，WiFi6变得与5G越来越像，两者在速度层面并驾齐驱，平分秋色。
其三，最直接的是经济账。关于5G时代大家普遍担心的速度、流量大涨背后是费用大涨，而免费WiFi优势明显。5G高速网络时代对于运营商来说，是一个提升流量资费以便提升业绩的重要时间节点，所以针对5G用户的流量套餐资费，大带宽的流量消耗，5G时代更可能会带来的额外功耗以及资费暴涨的问题，当前许多用户都表达了对5G时代流量资费问题的担忧，另外市场还会面临支持5G的终端性能提升导致的额外功耗以及有限空间内如何实现多天线设计等系列问题。
有用户谈到，包括你室内的电视、手机、平板、电脑等等诸多硬件设备都通过5G网络连接，那么每个月的费用大概会有多少呢？而在居民家中，因为光纤与WiFi性能在迅速改善，费用更低，基本上不存在大的体验痛点，只要用户足够理性，断然不会扔掉而选择花钱去购买5G飞基站。
因此，如果5G资费的幅度暴涨，显然会有更多的流量需求可能会分流到WiFi网络当中，从2009年起，中国移动投入巨资在全国范围建设了上百万个WiFi热点。而这些WiFi热点的推出，也为移动数据网络的分流起到了重要的作用。
WiFi地位不是被边缘化，而是有上升的可能性
因此，综上分析来看， WiFi相对过去，它的地位不是被边缘化，反而有上升的可能性，因为在过去WiFi的应用场景局限于消费互联网，但未来它可能打开产业互联网的场景与应用空间。比如说在汽车行业，目前厂商们就为汽车网连通信标准是采用Wi-Fi还是5G产生了分歧。尽管赞同采用5G标准的厂商较多，但雷诺、丰田、大众等品牌在力挺Wi-Fi，而欧洲议会支持Wi-Fi成为网联汽车通信标准。
即便在消费场景上来看，室内空间将在长期内是Wi-Fi的天然优势领地，5G的布局节奏以及它的基站建设普及度以及基站覆盖力，要从室外的广覆盖领地打入室内私密领地，要通过大网消灭小网，当前来看是无法在短时间完成的任务，而且WiFi6相对过去明显具备更强的竞争力。尽管未来5G新的技术的演进会导致WiFi受到一定影响，但wifi同样在演进，这决定了WiFi在高私密性（比如家庭室内、商场、办公区域）的应用场景依然有很大的市场。从这点来看，在室内用WiFi作为补充，室外5G这种覆盖分工或将不会改变。
在当前，想要实现物联网，将各种智能设备连接到网络上，或许依然要搭载WiFi6技术的无线路由器，其作为“智能网关”的地位难以被取代。因此，WiFi不会被淘汰，而是会不断演进，5G与WiFi在工业物联网领域都有应用与想象空间，两者不是取代关系，而是互相推动、竞争与共存的关系。
因此，5G要来，WiFi也将自我进化，与其质疑5G时代将是否会淘汰WiFi，倒不如多思考WiFi6时代将会带来哪些新的机遇。
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