如何通過(guò)Wi-Fi 6和5G開(kāi)創(chuàng)邊緣連接的新時(shí)代
如今,物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的數(shù)量迅速增長(zhǎng),這對(duì)于Wi-Fi 5和4G主流的通信技術(shù)的應(yīng)用帶來(lái)很大的壓力。
人們采用這些技術(shù)連接個(gè)人設(shè)備,例如電話、平板電腦和汽車。它們還用于IT辦公(例如員工在家遠(yuǎn)程工作)和運(yùn)營(yíng)技術(shù)(OT)等商業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域,以及制造業(yè)、農(nóng)業(yè)、采礦、冶金等工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域。
人們也在看到Wi-Fi 5和4G與Facetime、Skype、Zoom、Team等視頻通信程序存在競(jìng)爭(zhēng)。在工業(yè)方面,高清視頻技術(shù)正在集成到工業(yè)4.0技術(shù)中,如用于質(zhì)量控制、面部識(shí)別、交通和停車自動(dòng)化的集成視頻分析(IVA),以及應(yīng)急車輛調(diào)度。這些新興技術(shù)需要更快、更高的數(shù)據(jù)容量,而且肯定會(huì)依賴于正在廣泛宣傳和最有前途的技術(shù)——5G和Wi-Fi 6。
2019年是5G和Wi-Fi 6采用的元年?沒(méi)那么快
基于行業(yè)媒體的大肆宣傳,很多人認(rèn)為2019年是5G和Wi-Fi 6技術(shù)以及相關(guān)兼容和認(rèn)證的可連接設(shè)備采用的元年。事實(shí)上,2019年實(shí)際上更像處在早期創(chuàng)新者或早期采用者階段。而在去年,全球市場(chǎng)確實(shí)引入了一些Wi-Fi 6認(rèn)證產(chǎn)品,以及少量?jī)r(jià)格昂貴的5G設(shè)備。
Wi-Fi 6(802.11ax,這是先前的命名約定)是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)淖钚聵?biāo)準(zhǔn),這是對(duì)以前版本W(wǎng)i-Fi的兼容升級(jí)版本,這意味著經(jīng)過(guò)早期版本W(wǎng)i-Fi認(rèn)證的設(shè)備將在Wi-Fi 6上工作。“升級(jí)”是指更高的速度和性能更強(qiáng)的連接設(shè)備。Wi-Fi6的傳輸速度與Wi-Fi 5傳輸速度相比要快30%。由于正交頻分多址(OFDMA),它還可以連接到更多的設(shè)備。OFDMA使Wi-Fi 6路由器能夠在一個(gè)信道中同時(shí)為多個(gè)客戶端提供服務(wù)。Wi-Fi 6將連接到共享的2.4GHz和5GHz頻率,Wi-Fi 5僅在5GHz頻率下工作。如果路由器支持2.4GHz和5GHz,則在2.4GHz頻率上使用802.11n(Wi-Fi 4),在5GHz頻率上使用802.11ac(Wi-Fi 5)。Wi-Fi 6可以跨兩個(gè)頻率工作,并能夠提高在2.4GHz的性能。
邊緣融合物聯(lián)網(wǎng)的推動(dòng)者
Wi-Fi 6是融合物聯(lián)網(wǎng)(將其應(yīng)用于OT應(yīng)用)的一個(gè)有利因素,它可以連接和處理來(lái)自設(shè)備的數(shù)據(jù),如IP安全攝像頭、LED照明和帶有觸摸屏或語(yǔ)音命令的數(shù)字標(biāo)牌。通過(guò)成為辦公樓的新標(biāo)準(zhǔn)Wi-Fi in-mesh網(wǎng)絡(luò),它將用于智能樓宇管理系統(tǒng)、占用傳感器、門禁(智能鎖)、智能停車場(chǎng)以及火災(zāi)探測(cè)和疏散。
對(duì)于5G及其在物聯(lián)網(wǎng)用例(包括虛擬現(xiàn)實(shí)、自動(dòng)駕駛等)的轉(zhuǎn)型潛力方面不乏有炒作的成分。它建立在三大支柱技術(shù)之上:增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶(eMBB)、超可靠低延遲(uRLLC)和大規(guī)模設(shè)備連接(mMTC)。在此指出的是,5G也在使用一種在現(xiàn)有的低端4G LTE頻率范圍(通常為600兆赫)下工作的頻譜,有些人稱之為“低頻5G”。“低端5G”為移動(dòng)應(yīng)用提供了與4G LTE相當(dāng)?shù)乃俣取F湫盘?hào)也可以傳播數(shù)公里,不會(huì)像“高頻5G”那樣受到傳播損耗和無(wú)法穿透樹(shù)木、樹(shù)葉和墻壁等障礙物的影響。一些城市在移除了樹(shù)木的市區(qū)以進(jìn)行初步測(cè)試部署。
真正的5G熱議是關(guān)于“高頻5G”,有時(shí)稱為5G+。它工作在新的毫米波波段(24GHz至86GHz。通過(guò)這種方式,它為實(shí)時(shí)通信提供了更高的帶寬、更低的延遲,以及更大的容量來(lái)支持許多低功耗的物聯(lián)網(wǎng)連接。5G-RANs(無(wú)線接入網(wǎng))需要在相對(duì)較短的距離內(nèi)進(jìn)行通信。5G要想在其聲稱的10Gbps性能水平和小于1ms的延遲下運(yùn)行,必須建立新的邊緣數(shù)據(jù)中心或移動(dòng)邊緣計(jì)算(MEC)和RAN網(wǎng)絡(luò)。
對(duì)于需要最高速度和可靠性的應(yīng)用,5G技術(shù)將提供三個(gè)技術(shù)支柱,通過(guò)這些支柱可以管理獨(dú)特的新服務(wù):
(1)增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶(eMBB),用于高吞吐量數(shù)據(jù)傳輸。
(2)大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)(mMTC),可連接大量簡(jiǎn)單設(shè)備。
(3)超可靠的低延遲通信(uRLLC)網(wǎng)絡(luò),能夠可靠地支持關(guān)鍵任務(wù)應(yīng)用。
有了這三大支柱,5G(包括邊緣計(jì)算MEC)將成為需要最高速度和可靠性的應(yīng)用程序的首選技術(shù)。這包括工業(yè)4.0應(yīng)用,如RPA(機(jī)器人過(guò)程自動(dòng)化)、機(jī)器人手術(shù)、警察和軍事用途、全息圖與虛擬現(xiàn)實(shí)和沉浸式應(yīng)用。5G還可用于高清晰度視頻相關(guān)應(yīng)用,如體育場(chǎng)、自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)和造船廠。在建筑應(yīng)用將是更具挑戰(zhàn)性,因?yàn)闊o(wú)法穿透墻壁等固體阻礙,并且具有高損耗。
更加互聯(lián)、數(shù)字化和自動(dòng)化的世界
5G的商業(yè)模式涉及服務(wù)提供商購(gòu)買許可頻譜。這些服務(wù)提供商需要通過(guò)為每個(gè)連接的設(shè)備收取訂閱費(fèi)來(lái)收回RAN和MEC的費(fèi)用。相反,Wi-Fi利用未經(jīng)許可的頻譜,所有人均可免費(fèi)使用。但是,公共互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商會(huì)收取連接應(yīng)用程序的訂閱費(fèi)用。
5G和Wi-Fi的另一個(gè)區(qū)別是:5G設(shè)備需要采用SIM卡,以確保設(shè)備與訂閱連接,并且不會(huì)非法使用網(wǎng)絡(luò)。但Wi-Fi設(shè)備在未經(jīng)許可的頻譜上運(yùn)行。
5G或Wi-Fi 6是無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù),具有創(chuàng)造更多連接、數(shù)字和自動(dòng)化世界的潛力。 Wi-Fi 6起源于IT,而5G則來(lái)自電信公司,而兩者需要共存才能提供真正增強(qiáng)的吞吐量、低延遲、連接密度、覆蓋范圍和可用性。兩者之間的互操作性越高,它們之間的融合就越多,就越能通過(guò)提高可見(jiàn)性和改進(jìn)過(guò)渡管理來(lái)提供更高的性能。