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5G Wi-Fi技術(shù)解析:解決網(wǎng)絡(luò)擁堵不是問題!

發(fā)布時(shí)間:2013-07-13 責(zé)任編輯:eliane

【導(dǎo)讀】無線設(shè)備的增多使得WiFi成為我們連接上網(wǎng)常用的方式,而我們現(xiàn)在所使用的大部分的WiFi連接是運(yùn)行在2.4GHz頻率上,嚴(yán)重超載、干擾眾多下成為其急需要解決的問題,因此,5G WiFi應(yīng)運(yùn)而生…

近年來無線連接設(shè)備的增多,WiFi成為了我們連接上網(wǎng)的常用方式。我們現(xiàn)在所使用的WiFi連接,大部分均是運(yùn)行在2.4GHz的頻率,在這頻段上的帶寬最高還是20MHz,為的是保證和藍(lán)牙的共存,但是保護(hù)間隔率更短。

隨著人們對無線連接的速度、穩(wěn)定性等方面的要求越來越高,更高頻段的 5GHz WiFi便應(yīng)運(yùn)而生。我們?nèi)粘Kf的5G WiFi便是運(yùn)行在5GHz頻段第五代的無線WiFi連接,與我們所說的3G、4G通信技術(shù)是風(fēng)牛馬不相及的。

除了對5G WiFi進(jìn)行解析之外,我們文章后部分也進(jìn)行了連接的傳輸測試,提供一系列數(shù)據(jù)供消費(fèi)者直觀感受,從結(jié)果來看,只要網(wǎng)絡(luò)路由和網(wǎng)速?zèng)]有成為瓶頸的情況下,工作在5GHz頻段的WiFi要比2.4GHz頻段的要快上50%以上,詳細(xì)可以參考后部分的簡單測試。

WiFi越來越擁擠

我們是否時(shí)常有感覺,在家里還好,如果在人流密集的公共場所,熱點(diǎn)太少、網(wǎng)絡(luò)擁堵、經(jīng)常掉線、信號太弱,經(jīng)常出現(xiàn)連接不上的情況。這就是現(xiàn)在非常擁擠的2.4GHz WiFi的存在狀態(tài),嚴(yán)重超載、干擾眾多下成為其急需要解決的問題。

曾經(jīng)嘗試連不上公共的WiFi么?

如果把2.4GHz下的WiFi比作城市的信息傳輸公路,全球Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)面臨著時(shí)時(shí)發(fā)生塞車的窘境。這里“奔跑”的是手機(jī)、平板、筆記本電腦、掌上 游戲機(jī),還有各種各樣的移動(dòng)設(shè)備,眾多的設(shè)備令2.4GHz頻段的信道非常擁擠,相處經(jīng)常發(fā)生干擾。

Wi-Fi聯(lián)盟在2011年9月做出統(tǒng)計(jì),聯(lián)盟成員企 業(yè)目前已經(jīng)達(dá)到了450家,Wi-Fi全球用戶超過10億,具有Wi-Fi認(rèn)證的產(chǎn)品發(fā)貨總量已超20億件,平均每年開發(fā)200萬件產(chǎn)品,龐大的設(shè)備與混 亂的無線WiFi網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)已經(jīng)令傳統(tǒng)頻段的WiFi不堪重負(fù)。

無線WIFI越來越擁擠
圖1:公共場合WiFi連接擁堵
 

無線設(shè)備增多 信道擁擠

目前全球最快的Wi-Fi傳輸速度僅為300Mbps,相當(dāng)于每秒只能傳輸約36MB的內(nèi)容。信息公路的擁擠首先便會減慢車速,因此傳輸速率必然會有所下降,很難合格,如果僅僅是瀏覽一下網(wǎng)站或者收發(fā)郵件,當(dāng)然這個(gè)是沒有什么影響,但如果是要進(jìn)行大流量的數(shù)據(jù)傳輸,包括高清視頻、在線視頻等,這就有可能成為手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)之間帶寬的瓶頸。因?yàn)檫@原本只是一條預(yù)計(jì)通行小轎車的公路,卻忽然涌進(jìn)了客車和大型貨車,并且數(shù)量越來越多。
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通信技術(shù)與WiFi發(fā)展歷程

5G Wi-Fi的誕生很好解決現(xiàn)在WiFi面臨的問題,首先它運(yùn)行在5GHz以上的高頻段,帶寬能提高到40MHz甚至80MHz或更高,傳輸速度最高提升到了1Gbps,每秒可以傳輸約125MB的內(nèi)容。
5G wifi
圖2:5G WiFi

5G Wi-Fi就是第五代Wi-Fi技術(shù)的簡稱。Wi-Fi技術(shù)誕生于1997年,至今已經(jīng)發(fā)展到了第五代。當(dāng)年第一代Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)的時(shí)候,受到工藝和 成本的限制,芯片的工作頻率只能固定在2.4GHz,最高傳輸速率只有2Mbps,相當(dāng)于每秒只能傳輸約0.016MB的內(nèi)容。

通信技術(shù)與WiFi發(fā)展歷程
圖3:通信技術(shù)與WiFi發(fā)展歷程 

隨后出現(xiàn)的802.11a、802.11b、802.11g、802.11n等四個(gè)WiFi版本的標(biāo)準(zhǔn),速度越來越快,現(xiàn)在我們普遍使用的是 802.11n的標(biāo)準(zhǔn)。比如2004年推出的802.11n比之前的802.11g快了10倍,比更早的802.11b快50倍,覆蓋的范圍也更廣。 WiFi芯片的傳輸速率越來越高,但直到802.11n初始還是運(yùn)行在2.4GHz的頻段上,因此速度仍然滿足不了人們的需求。
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真正5G WiFi

盡管較早之前便有手機(jī)的WiFi芯片支持雙頻(2.4GHz和5GHz)運(yùn)行,但其采用的協(xié)議仍然是802.11n標(biāo)準(zhǔn),沒有采用最新的 802.11ac標(biāo)準(zhǔn),并非真正意義上的5G WiFi,可以簡單看作是運(yùn)行5GHz頻段上采用802.11n的WiFi,在性能有所打折。我們?nèi)绻酶咚俟穪肀扔?GHz的WiFi頻段,那么 802.11n標(biāo)準(zhǔn)會是奔馳汽車,而802.11ac標(biāo)準(zhǔn)會是更上一層樓,可以理解為跑車。

真正5G wifi
圖4:真正5G WiFi

真正的5G Wi-Fi是802.11ac,采用了工作在頻率5GHz的芯片,能同時(shí)覆蓋5GHz和2.4GHz兩大頻段。除了更快,它還能改善無線信號覆蓋范圍小的 問題,雖然5GHz比2.4GHz的衰減更強(qiáng),難穿過障礙物,但由于覆蓋范圍更大,考慮到信號會產(chǎn)生折射,新標(biāo)準(zhǔn)反而會更容易使各個(gè)角落都能收到信號。

設(shè)備支持是關(guān)鍵

無線路由器
圖5:無線路由器設(shè)備

現(xiàn)在來看,支持工作在5GHz頻段的手機(jī)并不是特別多,較為熱門的有小米手機(jī)2A、三星Galaxy S4、HTC One與iPhone 5,可以預(yù)計(jì)將會有越來越多的國內(nèi)外手機(jī)廠商推出新品之時(shí)會加入對5G WiFi的支持,其中博通已經(jīng)在近期研發(fā)出支持5GHz頻段的無線連接集成單芯片,5G WiFi大潮即將會到來。

支持5G WiFi的路由器較少

雖然5G WiFi有眾多優(yōu)點(diǎn),但市面上支持5G WiFi的路由器仍舊比較少,相對來說價(jià)格也會比較貴,這就為商戶更換路由器設(shè)備增加成本。雖然我們很多時(shí)候在咖啡廳等地方,經(jīng)常會遇到人多連接不上WiFi或者連接不穩(wěn)定的狀態(tài),只需要更換一臺雙頻路由器應(yīng)該可以解決,但是商戶原來的路由器在還沒有很大的剛性需求的時(shí)候,其顯然并不會會花上比傳統(tǒng)路 由器貴上100-300元的價(jià)格去更換。不過細(xì)想一下,如果在手持設(shè)備已經(jīng)足夠普的時(shí)候,你看見一間咖啡店標(biāo)榜擁有5G WiFi連接,對你是否有吸引力呢?
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5G WiFi優(yōu)點(diǎn)

5G WIFI 優(yōu)點(diǎn)
圖6:5G WIFI 優(yōu)點(diǎn)
1、解決網(wǎng)絡(luò)擁堵

面對越來越復(fù)雜的使用需求,舊技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)變得捉襟見肘。5G Wi-Fi擁有更寬闊的信道選擇,可以解決擁堵問題。

2、提升播放質(zhì)量

視頻流量的爆發(fā)性成長以及與日俱增的無線裝置,加重了Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān),導(dǎo)致用戶消費(fèi)者在觀看影片時(shí)很容易遇到播放不順暢、影片下載時(shí)間冗長等問題。5G Wi-Fi每秒傳輸速度可達(dá)125M,讓每秒下載速度約為30~45M的高清電影傳輸不成問題。

3、更加節(jié)能

由于同一時(shí)間傳送的內(nèi)容更多,設(shè)備也能更快地進(jìn)入低功率的省電模式。比如博通的5G Wi-Fi技術(shù)可讓行動(dòng)裝置降低83%的耗電率,因此可延長裝置的使用時(shí)間。

4、信號品質(zhì)更好

目前2.4GHz頻段Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)上已經(jīng)嚴(yán)重?fù)頂D,大量設(shè)備堆積在一個(gè)狹小的頻段中很容易彼此干擾。國內(nèi)5G頻段使用較少,無線電干擾大為降低,信號 品質(zhì)有極大提升。另外,雖然5GHz比2.4GHz更難直接繞過障礙物,但由于覆蓋范圍更大,考慮到信號會產(chǎn)生折射,新標(biāo)準(zhǔn)反而會更容易使各個(gè)角落都能收 到信號。將來伴隨著5G Wi-Fi大量使用,手機(jī)透過Wi-Fi控制家中電視、冰箱、洗衣機(jī)才有可能成為現(xiàn)實(shí)。

5G WiFi帶寬速度測試

測試一:我們利用支持5G WiFi的手機(jī)分別單獨(dú)進(jìn)行頻段的鎖定,包括5GHz與2.4GHz,繼而運(yùn)行Speed Test,服務(wù)器選擇廣州進(jìn)行五次速度測試,取平均值,以此來考察下載的速度。由于受到網(wǎng)絡(luò)狀況等因素影響,測試結(jié)果僅供參考。

5G WiFi帶寬速度測試1
圖7:5G WiFi帶寬速度測試一
5G WiFi帶寬速度測試1
圖8:5G WiFi帶寬速度測試一
 
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從上圖可看出在2.4GHz的頻段中,WiFi熱點(diǎn)眾多,而且單一信道里面擁有的熱點(diǎn)數(shù)很多,造成擁堵。相比較2.4GHz頻段,5GHz頻段的信道更為寬闊,即使同一信道有眾多熱點(diǎn),但較寬的信道也能有著不錯(cuò)的網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)。

5G WiFi帶寬速度測試1

5G WiFi帶寬速度測試1

5G WiFi帶寬速度測試1

5G WiFi帶寬速度測試1
圖9:5G WiFi帶寬速度測試結(jié)果

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測試結(jié)果顯示在自動(dòng)模式與5GHz頻段模式下,下行速度要比2.4GHz頻段要快50%以上,而上行速度都有接近30%的領(lǐng)先幅度。只要路由器能夠支持 5GHz頻段,自動(dòng)模式下手機(jī)便會根據(jù)信號等情況智能調(diào)整,不需要用戶參與。當(dāng)路由器和網(wǎng)速不再成為傳輸速度瓶頸的時(shí)候,2.4GHz頻段較為擁堵與干擾 眾多,對于速度的影響還是挺大的。

測試二:我們采用iPerf軟件測試,記錄支持5GHz路由到手機(jī)的傳輸速度,測試采用思科Cisco企業(yè)路由器。

5G WiFi帶寬速度測試2
圖10:5G WiFi帶寬速度測試二

首先我們看到在辦公室內(nèi),5GHz頻段的信號比較優(yōu)秀,因此自動(dòng)模式與5GHz頻段下速度都有很厲害的表現(xiàn),接近100Mbps的傳輸速度;走廊位置, 信號有所減弱,速度下降不少,但仍然要比2.4GHz頻段要快不少;公司室外的信號更加薄弱,速度再一步下降,但仍然有領(lǐng)先。

總結(jié)

5G WiFi的出現(xiàn)是我們對無線連接不斷需求的產(chǎn)物,更高的傳輸速度、更寬的頻段信道,能夠減少信道的擁擠與干擾,這些都是它的優(yōu)點(diǎn)?,F(xiàn)在該技術(shù)已經(jīng)逐漸在普及當(dāng)中,而且芯片、設(shè)備等也在更新?lián)Q代當(dāng)中,假以時(shí)日,5G WiFi必然會是主流。隨著WiFi技術(shù)的發(fā)展,我們憧憬的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)與WiFi網(wǎng)絡(luò)的無縫結(jié)合時(shí)代也慢慢會到來。

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