【導讀】Wi-Fi是一種無線局域網(wǎng)（LAN）技術，主要用于室內，例如家庭或工作場所。運營商使用的蜂窩網(wǎng)絡則是一種在室內和室外均可使用的廣域網(wǎng)（WAN）。在業(yè)界，圍繞Wi-Fi和蜂窩網(wǎng)絡融合的爭論始終存在。隨著新一代無線技術Wi-Fi 6和5G的引入，再次引發(fā)了新一輪的辯論——二者是融合、共存還是競爭？
多年來，Wi-Fi 6與5G這兩種不同類型的無線技術一直是共存的，Wi-Fi和蜂窩網(wǎng)絡的標準越來越多地交織在一起。行業(yè)機構包括Wi-Fi聯(lián)盟、IEEE、無線寬帶聯(lián)盟（WBA）、下一代移動網(wǎng)絡聯(lián)盟（NGMN）和3GPP也加入了這場討論，從標準制定到潛在應用，多方均致力于以實現(xiàn)5G和Wi-Fi之間的互動和融合為主攻方向。
Wi-Fi 6和5G
兩種相生相伴的無線技術
Wi-Fi的網(wǎng)絡標準是IEEE 802.11的變體，有IEEE 802.11a、802.11b、801.11g等不同版本。工作頻段為為2.4 GHz或5 GHz，其中2.4GHz頻段支持IEEE 802.11b/g/n/ax標準，5GHz頻段支持IEEE 802.11a/n/ac/ax標準。Wi-Fi 6是Wi-Fi聯(lián)盟對IEEE 802.11局域網(wǎng)設備和互聯(lián)網(wǎng)接入標準系列中IEEE 802.11ax標準的行業(yè)命名。有限的安全性、可擴展性和效率一直是傳統(tǒng)Wi-Fi技術面臨的挑戰(zhàn)?；贗EEE 802.11ax標準的Wi-Fi 6其效率和性能顯著增強，它能提供4倍的高容量和75%的低延遲，速度幾乎是前代Wi-Fi 5.2的3倍。
隨著互聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)量的不斷增加，Wi-Fi 6正在獲得足夠的市場吸引力。根據(jù)Markets and Markets發(fā)布的最新研究報告“2027年Wi-Fi 6市場全球預測”，全球Wi-Fi 6市場規(guī)模預計將從2022年的115億美元增長到2027年的262億美元，復合年增長率（CAGR）達到17.9%，其中易部署性是Wi-Fi 6領先的重要原因之一。如果企業(yè)只是將現(xiàn)有的Wi-Fi網(wǎng)絡升級到Wi-Fi 6，成本方面也不會有大幅度的增加，因為Wi-Fi 6完全做到了后向兼容，原有的前代Wi-Fi設備不必淘汰，仍可留用。
5G是蜂窩網(wǎng)絡的第五代技術標準，于2018年由3GPP第15版推出，移動網(wǎng)絡運營商于2019年開始商業(yè)化部署，5G被認為是對4G和LTE的重大升級。5G網(wǎng)絡可提供比4G/LTE高50倍的速度、10倍的延遲和1,000倍的容量。其改進的性能，如提高的速度、覆蓋范圍、可靠性和安全性，有望在廣泛的行業(yè)中啟用大量新應用。相比Wi-Fi 6，5G的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在服務延遲、移動漫游和戶外覆蓋等方面。缺點是在室內部署5G網(wǎng)絡的成本較高，并且存在終端兼容性差的問題。
Wi-Fi 6和5G分別代表了未授權和授權頻譜中的最新新興無線標準，多年來，Wi-Fi和蜂窩通信技術都取得了長足的進步，并基本保持了平行發(fā)展的態(tài)勢。這兩種技術都不能單獨服務于全方位的企業(yè)服務和應用程序。也可以說，蜂窩和Wi-Fi間接地推動了彼此的發(fā)展。隨著用戶越來越依賴家中或辦公室的高速Wi-Fi連接，這推動了對蜂窩網(wǎng)絡上相同連接質量的需求。同樣，蜂窩連接無處不在的特性也引發(fā)了對Wi-Fi的類似期望，因此越來越重視開放漫游等功能的開發(fā)。
圖1：20多年來，在技術上，Wi-Fi和蜂窩技術
遵循著平行發(fā)展的路徑（圖源：維基百科）
如果一定要在Wi-Fi 6和5G之間做些比較，從應用角度看，在頻譜、終端生態(tài)系統(tǒng)、網(wǎng)絡成本、易于部署、靈活性和管理要求等方面，Wi-Fi 6要優(yōu)于5G。Wi-Fi 6的不足也很明顯，在大規(guī)模室外覆蓋場景中表現(xiàn)不佳，無法滿足超低延遲要求（<10 ms）。
5G和Wi-Fi6
融合還是競爭？
隨著5G在媒體和廣告上的大量投入，人們可能會認為企業(yè)中的下一代無線網(wǎng)絡將幾乎完全圍繞5G展開，Wi-Fi 6充其量只能起到支持作用。事實真的這樣嗎？在德勤（Deloitte）對來自9個國家的437名網(wǎng)絡高管進行的2021全球先進無線技術調查（Global Advanced Wireless Survey）中所揭示的結果并非如此。受訪者中，有45%的企業(yè)同時在測試或部署Wi-Fi 6和5G，以便實現(xiàn)其先進的無線網(wǎng)絡部署。幾乎所有的受訪者（98%）都預計他們的組織會在三年內使用這兩種技術。未來三年，企業(yè)在無線網(wǎng)絡上的支出有48%將用于Wi-Fi，52%用于蜂窩技術。
Wi-Fi 6和5G有一些功能很相似，比如它們都可以實現(xiàn)千兆速度和低延遲。但兩者的差異也很明顯，主要是在覆蓋范圍、移動性支持和成本等方面。
由于部署、維護和擴展成本較低，尤其是在接入點需要為更多用戶服務的情況下，因此，Wi-Fi技術非常適用于更小、更便宜的局域網(wǎng)，并成為家庭和商業(yè)環(huán)境中的主導技術。我們常用的PC、平板電腦、智能手機、流媒體設備、電視機和打印機，這些設備幾乎全靠Wi-Fi技術連接到網(wǎng)絡。
而5G等蜂窩網(wǎng)絡主要用于室內和室外廣域網(wǎng)，跨大地理區(qū)域移動的設備，除了智能手機，現(xiàn)在的5G還在互聯(lián)汽車、智能城市，甚至大型制造業(yè)務中開始規(guī)模部署?？紤]到運營蜂窩網(wǎng)絡的豐富經(jīng)驗，網(wǎng)絡提供商可以提供關鍵功能，如網(wǎng)絡安全、隱私等，對于一些任務關鍵型服務，例如那些需要免受設備干擾的服務，5G具有明顯的優(yōu)勢。
隨著Wi-Fi 6和5G的更好集成，網(wǎng)絡運營商也開始著手引導和優(yōu)化這兩種網(wǎng)絡的流量，例如，將更多的流量轉移到Wi-Fi網(wǎng)絡從而減少蜂窩網(wǎng)絡的擁塞。作為5G在先進無線解決方案中的重要合作伙伴，Wi-Fi 6將在企業(yè)通過下一代無線連接追求利益最大化方面發(fā)揮重要的作用。從優(yōu)勢互補的角度出發(fā)，我們看到的應用場景大多是5G和Wi-Fi6這兩種技術的混合使用。
據(jù)IDC稱，到2025年，全球每秒將連接超過15.2萬臺物聯(lián)網(wǎng)（IoT）設備。Wi-Fi 6和5G的出現(xiàn)為任務關鍵型IoT設備的可靠連接提供了保障。
在零售業(yè)務中
分析收集的數(shù)據(jù)（購買歷史、庫存趨勢和落腳點等），預測應該在哪里展示什么產(chǎn)品、每個產(chǎn)品的數(shù)量以及如何開發(fā)產(chǎn)品，這些決策都將變得輕而易舉。
在制造業(yè)中
5G和Wi-Fi 6組成的先進無線網(wǎng)絡在連接機器和設備以推動智能工廠解決方案方面發(fā)揮著關鍵作用。
在醫(yī)療保健上
隨著5G和Wi-Fi 6的協(xié)同工作，醫(yī)療保健部門可以引入遠程手術和遠程診斷。
在供應鏈和物流上
5G和Wi-Fi 6的推出真正改變了與終端消費者之間存在的最后一公里互動問題。
在車聯(lián)網(wǎng)中
連接的汽車可以為用戶的設備提供車載Wi-Fi，而汽車本身連接到5G蜂窩網(wǎng)絡。
通常，5G可能會在公眾通信中占據(jù)最大份額，但Wi-Fi 6設備的銷量正在悄悄地大幅上漲。據(jù)德勤（Deloitte）預測，2022年，Wi-Fi 6設備的出貨量將超過5G設備，至少達到25億部，而5G設備的出貨量約為15億部。智能手機、平板電腦和PC這些是最常用的配備Wi-Fi 6的設備，現(xiàn)在Wi-Fi 6正在大規(guī)模用于包括無線攝像機、智能家居設備、游戲控制臺、可穿戴設備和AR/VR耳機等設備。
采用Wi-Fi 6和5G被視為一項戰(zhàn)略要求，將為企業(yè)帶來一個新的無線接入時代。隨著Wi-Fi6與5G的融合，企業(yè)可以在任何地方開展業(yè)務，同時保持員工的高效工作和最佳的用戶體驗。2021年，無線寬帶聯(lián)盟（WBA）和下一代移動網(wǎng)絡聯(lián)盟（NGMN）聯(lián)合發(fā)布了一份報告，該報告強調了Wi-Fi6與5G融合的優(yōu)點，指出了許多用例和垂直領域可以從這兩種技術之間更緊密的融合中受益。此外，3GPP越來越多地尋求在每個新版本中加入一些標準以實現(xiàn)Wi-Fi和蜂窩網(wǎng)絡之間的融合。同樣，由Wi-Fi聯(lián)盟贊助的IEEE多年來也一直在討論實現(xiàn)Wi-Fi 6和5G融合的潛在途徑?，F(xiàn)在，全球83%的服務提供商、設備制造商和企業(yè)將在2022年底之前部署或計劃部署Wi-Fi 6/6E，這是WBA最新跨行業(yè)調查的一個關鍵發(fā)現(xiàn)。
Wi-Fi6的最新進展
2020年4月，聯(lián)邦通信委員會（FCC）一致投票決定將6GHz頻段開放給未經(jīng)許可的用戶。Wi-Fi聯(lián)盟將在6GHZ或以上運行的IEEE 802.11ax版本命名為Wi-Fi 6E。Wi-Fi 6E能提供低延遲和更快的數(shù)據(jù)速率，并提供高帶寬應用所必需的多達7個160MHz信道，它極大地擴展了Wi-Fi 6的可用頻譜，解決了需要數(shù)十億字節(jié)速度的應用中數(shù)據(jù)傳輸問題，如物聯(lián)網(wǎng)、統(tǒng)一通信、云計算、AR和VR等。
雖然Wi-Fi 6和Wi-Fi 6E是相同的技術，但它們的頻譜是不同的。Wi-Fi 6E的頻段位于6GHz，有助于擴展Wi-Fi 6的功能和效率。在兼容性上，Wi-Fi 6E接入點支持后向兼容，這意味著現(xiàn)有的Wi-Fi設備仍可繼續(xù)使用。在出貨量上，2021年，超過50%的Wi-Fi產(chǎn)品發(fā)貨是Wi-Fi 6。IDC預測，到2025年，Wi-Fi 6產(chǎn)品的出貨量將達到52億，其中41%將是Wi-Fi 6E。
隨著智能手機在全球范圍內的日益普及，Wi-Fi技術的使用量也在增加。此外，世界各國政府正在建設具有公共Wi-Fi網(wǎng)絡的智能城市，以幫助教育和醫(yī)療等多種服務行業(yè)。這些因素增加了家庭、辦公室和公共場所的Wi-Fi使用量，增加了Wi-Fi芯片組的銷售。
來自Wi-Fi聯(lián)盟的數(shù)據(jù)，2022年，Wi-Fi用戶將需要更高效、可靠和安全的連接，預計將有近180億臺Wi-Fi設備投入使用。根據(jù)經(jīng)濟合作與發(fā)展組織（Organizationfor Economic Co-operation and Development）的調查，到2025年，全球擁有電腦的家庭數(shù)量預計將增至12.6247億。計算機使用量的大幅增加為Wi-Fi芯片帶來了市場機會。
Mordor intelligence的預測表明，2022年至2027年期間，全球Wi-Fi芯片組市場的復合年增長率將達到4.4%。市場上支持Wi-Fi 6的芯片產(chǎn)品也越來越多
Qorvo QPF7552是為Wi-Fi 6系統(tǒng)設計的集成大功率前端模塊（iFEM）。該iFEM集成了bandBoost技術，可為需要在5GHz頻帶內同時在兩個無線電中同時工作的Wi-Fi三頻帶應用創(chuàng)建易于使用且極為緊湊的解決方案。集成的bandBoost技術將UNII1-2a中的頻帶功率降至適合在同一個電路板上使用的水平。Qorvo QPF7552在單個器件中集成了5GHz功率放大器（PA）、BandBoost BAW濾波器、單刀雙擲開關（SP2T）以及旁路低噪聲放大器（LNA），集成度高，外形小巧。
圖2：為Wi-Fi 6系統(tǒng)設計的集成大功率前端模塊
QPF7552功能框圖（圖源：Qorvo）
NXP IW612是業(yè)界首個支持Wi-Fi 6、Bluetooth 5.2和802.15.4的單片式三頻無線電系列，可實現(xiàn)同時發(fā)送和接收，為智能解決方案帶來更高性能。在需要使用集成Wi-Fi 6無線電將Thread或藍牙設備連接到云的智能家居中，IW612也非常適合邊界路由器、橋接器和網(wǎng)關應用。
圖3：NXP IW612單天線應用原理圖
（圖源：NXP）
聯(lián)發(fā)科最新推出的Filogic連接芯片組Filogic 830 Wi-Fi 6/6E SoC將多種功能整合到緊湊的超低功耗12nm SoC中，允許客戶為路由器、接入點和網(wǎng)狀系統(tǒng)設計不同的解決方案。SoC集成了四個Arm Cortex-A53處理器，每核運行頻率高達2GHz，處理能力高達18000 DMIPs，雙4×4 Wi-Fi 6/6E，連接速度高達6Gbps，兩個2.5千兆以太網(wǎng)接口和一系列外圍接口。Filogic 830的內置硬件加速引擎用于Wi-Fi卸載和聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)更快、更可靠的連接。此外，該芯片組還支持聯(lián)發(fā)科FastPath低延遲應用技術，如游戲和增強現(xiàn)實/虛擬現(xiàn)實。
專用5G
能取代Wi-Fi 6 / 6E嗎？
在有關Wi-Fi 6和5G的討論中，有這樣一個詞匯出鏡率很高，那就是專用5G（Private 5G）。顧名思義，專用5G一定與5G相關，自5G推出后，3GPP第16版為專用網(wǎng)絡又引入了5G新無線（NR）和5G核心的增強功能。根據(jù)3GPP TS 22.261，以下是專用5G網(wǎng)絡的定義：
● 私人通信：屬于受限UE集的兩個或多個UE之間的通信。
● 專用網(wǎng)絡：不與公用網(wǎng)絡交互的隔離網(wǎng)絡部署。
● 專用切片：專用網(wǎng)絡切片部署，僅供特定第三方使用。
專用5G是一種安全且有彈性的下一代無線專用網(wǎng)絡，它專為在安全和專用網(wǎng)絡上要求超高帶寬、速度、可靠性和超低延遲的定制企業(yè)用例而設計。由于專用5G網(wǎng)絡由小蜂窩組成，因此能提供更好的覆蓋范圍。在大多數(shù)情況下，專用5G運行在非授權許可的頻譜上，例如美國的CBRS頻譜。然而，提供專用5G網(wǎng)絡即服務的運營商可以在其專用5G部署中使用其他可用頻譜來優(yōu)化其網(wǎng)絡。在應用上，專用5G最初主要用于關鍵通信，如工廠自動化或跨機場或配送中心等大型場所的運營通信。
與Wi-Fi 6/6E相比，專用5G在頻譜擁有模式、部署模式和業(yè)務運營支持功能方面類似。為此，行業(yè)內就存在著這樣一個說法——專用5G將取代Wi-Fi 6 / 6E。理由是：專用5G與公共5G網(wǎng)絡具有相同的優(yōu)勢，如高吞吐量、巨大容量、低延遲和固有的安全性，因此，在應用上專用5G具有遠超Wi-Fi 6 / 6E的優(yōu)勢。
在實踐中技術專家們發(fā)現(xiàn)事實并非如此。專用5G不僅不會成為Wi-Fi6/6E的全面替代品，而且Wi-Fi 6 / 6E仍將是低成本網(wǎng)絡部署的上佳接入選擇。首先，低廉的Wi-Fi 6網(wǎng)絡設備、安裝和維護費用是5G或專用5G根本無法達到的。其次，為了實現(xiàn)更廣泛的網(wǎng)絡接入，Wi-Fi6/6E已經(jīng)建立并具有更大的容量，其傳輸速度堪比有線。
結語
Wi-Fi 6對企業(yè)的好處是顯而易見的，它可以幫助企業(yè)快速建立自己的網(wǎng)絡，并根據(jù)服務變化構建這些網(wǎng)絡，滿足企業(yè)的定制需求。例如，企業(yè)建立辦公網(wǎng)絡，學校建立學生網(wǎng)絡接入網(wǎng)絡。除了傳統(tǒng)的Wi-Fi場景外，Wi-Fi 6還適用于企業(yè)VR/AR/4K應用、倉儲和物流AGV以及超市和工廠的資產(chǎn)管理。
5G專注于公共網(wǎng)絡，部署在具有高漫游和延遲要求的場景或終端中，例如自動駕駛汽車、無人機、室外個人網(wǎng)絡接入和具有超低延遲要求（小于10ms）的工廠。
Wi-Fi 6和5G是兩種互為補充的不同技術。每種技術都能滿足特定的業(yè)務需求或條件。擁有大型戶外業(yè)務的公司可能會考慮5G以滿足其無線網(wǎng)絡需求。中小型企業(yè)的無線需求可以選擇經(jīng)濟高效的Wi-Fi 6解決方案。具有室內操作或確定接入點的組織可以為其支持6 GHz的設備而選擇使用Wi-Fi 6E。Wi-Fi6/6E和5G網(wǎng)絡之間的互操作性為用戶的網(wǎng)絡應用提供了無縫連接，并共同推動著網(wǎng)絡創(chuàng)新的成功。
隨著Wi-Fi 6/6E和5G的發(fā)展，它們各自的應用領域一定會有重疊。盡管存在著這種重疊，但這兩種技術仍將保持互補的關系，兩者誰都無法替代對方。正是這種融合、共存、互補的關系，間接地推動了彼此的發(fā)展。
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