5G和.11ax,谁能笑到最后?

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书接上文(WiFi、蓝牙、LTE如何在这些无线电技术中做出选择?),当 Wi-Fi 与 3G 之间的竞争逐渐明朗时,另一场较量也开始出现。一些手机行业的供应商(特别是爱立信和诺基亚)发现了 ISM 频段的另一种用途——在连接热点下载信息以及在将无线耳机和其他设备连接至手机时,用于提高手机连接性。为创建一个针对手机连接性的标准,蓝牙 SIG(特别兴趣小组)由此成立,小组成员均为公司(与 IEEE 802.11 的工程师成员相反)。
 
Wi-Fi vs 蓝牙
 
不久前,蓝牙 SIG 附和了 3GPP 的观点,声明 Wi-Fi 是多余的,并向市场宣布 Wi-Fi 很快就会消失。没过多久,人们发现 Wi-Fi 和蓝牙拥有各自确定的应用领域,即 Wi-Fi 用于“联网”,蓝牙用于“外围设备连接”。自那以后,许多设备都开始采用 Wi-Fi 和蓝牙——Wi-Fi 用于实现高速联网,而蓝牙用于连接设备。曾经有一段时间,有人试图使蓝牙成为 IEEE 的一部分,但是组织和成员差异性让两者无法相融。
 
有趣的是,两者之间的后续较量如今正在进行中。Wi-Fi 的低功耗版本 Zigbee(基于 IEEE 802.15.4)正受到来自蓝牙的低功耗版本 BLE(蓝牙低功耗)的威胁。蓝牙 SIG 已开发一种联网版本(Bluetooth Mesh),计划与 Zigbee 展开竞争。然而,早期提案表明,实现 Zigbee 中已经可用的功能似乎需要大幅提高 BLE 的复杂性。让我们拭目以待。
 
 
频谱可用性
 
通过增加全球监管当局提供的无线电频谱数量,这些无线电技术的发展就成为了可能。下图粗略地显示了所涉及的主要技术和频段。2019 年世界无线电通信大会上,预计会对 Wi-Fi 和 5G 进行全新分配,以支持无线数据通信不断增长的需求。
 
1
 
主要无线技术目前可用的频段和预期分配的频段
 
2
 
主要无线技术的频谱可用性发展(近似频段和日期)
 
 
 
手机运营商与WiFi合作?
 
 
也许有人会认为,3G 与 Wi-Fi 竞争之后,两种技术之间的界限就会清楚——Wi-Fi 用于私人空间(家、办公室),而 3G 可用于任何地方。
 
 
 
但事实并非如此。最初 3GPP 的手机运营商自然非常怀疑所谓“热点”的发展,人们在公共区域能够使用高速互联网,且无需订阅服务。对于手机运营商来说幸运的是,事实表明运行大量热点并不是一项简单的工作,特别是在大型零售店和连锁酒店、城市、火车等地方。公共热点公司已经逐渐被手机运营商吞并,而且手机运营商还开始进一步采用 Wi-Fi 技术,并了解到“无牌”并非听起来那么糟糕。运营商甚至还制定了使用公共热点和私有路由器来“减负”的战略。换句话说,就是使用 Wi-Fi 连接的热点提供传统的手机服务。
 
 
 
与此同时,消费者和公司了解到运行 Wi-Fi 网络将变得更加复杂,且手机运营商(最近还包括有线运营商)开始发现私有 Wi-Fi 网络是它们的商机,可帮助消费者和小型公司运行其 Wi-Fi 网络。
 
 
 
最后,随着数据流量的快速增长,尤其是通过视频应用程序(如 YouTube)的数据流量增长,运营商需要加大容量。但是,获得更多频段并非易事。除了利用 Wi-Fi,实现这一容量的更快捷方法就是认识到,3G、4G 或 LTE 技术的后继技术也能够在 ISM 频段中运行。这种认识产生了 LTE-LAA(LTE-许可辅助访问)概念。3GPP 规范允许在同一个 5 GHz 频谱中使用 Wi-Fi 和 LTE-LAA。首款 LTE-LAA 装置目前正在计划阶段,但是对于 LTE-LAA 是否会受欢迎,我们将拭目以待。
 
 
 
未来将会发生什么?
 
 
基于对这一历史背景的了解,我们可以看到一场新的角逐即将开始。IEEE 802.11 一直都在努力实现更高速版本(.11n 和 .11ac),且正在完成 .11ax。与此同时,3GPP 开始在 4G/LTE 基础上继续前进,并大力投资 5G 技术。
 
 
 
无论如何,如今讨论哪项技术将胜出完全在意料之中。5G 还是 IEEE 802.11ax ?两者都可实现较高的数据速率(Gb/s),两者都将消耗大量功率以获得良好的覆盖范围,同时两者都试图进入对方的领域。5G 声称“有方法提高室内穿透性”,而 .11ax 的口号则是“5G 已经到来, 名为 .11ax”。 
 
 
 
虽然随着数据速率的提升,覆盖范围肯定会缩小,但 IEEE 802.11ax 已经制定出了一条清晰的行动计划。有趣的是,通过将这个全新的 IEEE 802.11ax 标准集中用于分布式 Wi-Fi(Wi-Fi 网格)上,并同时启用多个信道以便将不同房间的多个接入点连接至主路由器,Wi-Fi 已经将这一劣势转变为优势。IEEE 802.11ax 关注的焦点是完全的室内覆盖——家里或办公楼的每个角落和缝隙都可实现同样的高数据速率,打造一种不容易被 5G 替代的体验。(为免这种体验听起来令人难以置信,IEEE 802.11ax 最终成为一个非常难以实现的标准,且其实现时间又被推迟了 6 个月,预计将于 2019 年年初获批。)
 
 
 
然而,5G 正面临着其独有的严峻挑战,包括延迟。尽管 5G 提高了数据速率,但其覆盖范围却缩小了,且手机基站的覆盖范围开始“按平米计算”。预计 5G 的覆盖范围可能缩小不到一半,这就要求基站数量增加 4 倍多。在人口密集的市区寻找安置基站的空间成本较高,这意味着推出 5G 基础设施的开销巨大,与此同时许多运营商的 4G 投资尚未回本。
 
 
 
尽管情况会随着国家和手机运营商财务结构的不同而有所差异,但我们认为如果想要留住渴望获得更高数据速率的消费者和企业客户,就需要提高数据速率,尤其是在人口密集的环境中,许可频谱的使用比无牌频带的使用更好控制。所以,对进一步开发和改进 5G 技术的投资仍在继续,且于 2018 年年初(韩国冬奥会前后)进行了首次试验。
 
 
 
谁将在竞争中取胜?老实说,甚至都不应该有竞争。5G 和 Wi-Fi 都有非常特别的特性,有益于将“电脑”(包括可分类到这一项下的所有设备)连接至互联网。所以,运营商如果能够充分利用这两项技术的优势,并定义和执行同时利用这两项技术的战略,就能在竞争中取胜。从这个角度来看,这些技术竞争的最终赢家将会是最终用户。

 

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