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在我們現(xiàn)在的生活和工作中，“4G”和“WiFi”這兩樣?xùn)|西是一個(gè)也不能少的，如果我們的手機(jī)斷了網(wǎng)，焦慮癥恐怕就上來(lái)了。4G網(wǎng)絡(luò)在室外給我們提供高速流量，WiFi則在室內(nèi)給我們提供了真正的不用操心的“無(wú)限流量”。WiFi是移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)覆蓋補(bǔ)充，承擔(dān)著大量的數(shù)據(jù)流量。
隨著5G時(shí)代的到來(lái)，人們對(duì)5G展示大熱情的時(shí)候，作為一直以來(lái)和蜂窩網(wǎng)絡(luò)勢(shì)均力敵的WiFi也不甘落后，WiFi6悄然面世。虹聯(lián)無(wú)線在無(wú)線通信行業(yè)有深厚的技術(shù)沉淀，積累了豐富的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，所以想借此機(jī)會(huì)跟大家一起探討交流5G和WiFi6的發(fā)展與應(yīng)用。
什么是5G？
5G是第五代移動(dòng)通信技術(shù)（英語(yǔ)：5th generation mbile networks或5th generation wireless systems、5th-Generation，簡(jiǎn)稱(chēng)5G或5G技術(shù)）是新一代蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)，也是即4G（LTE-A、WiMax）、3G（UMTS、LTE）和2G（GSM）系統(tǒng)之后的延伸。碼訊光電5G的性能目標(biāo)是高數(shù)據(jù)速率、減少延遲、節(jié)省能源、降低成本、提高系統(tǒng)容量和大規(guī)模設(shè)備連接。
什么是WIFI6？
802.11ax又被稱(chēng)為“高效率無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)”（High-Efficiency Wireless，HEW），將大幅度提升用戶(hù)密集環(huán)境中的每位用戶(hù)的平均傳輸率，有效減少網(wǎng)絡(luò)擁塞、大幅提升無(wú)線速度與覆蓋范圍。其實(shí)，設(shè)計(jì)802.11ax的首要目的是解決網(wǎng)絡(luò)容量問(wèn)題，因?yàn)殡S著公共Wi-Fi的普及，網(wǎng)絡(luò)容量問(wèn)題已成為機(jī)場(chǎng)、體育賽事和校園等密集環(huán)境中的一個(gè)大問(wèn)題。那么作為新一代WiFi協(xié)議的11ax具體都有哪些技術(shù)上的突破呢？
5G和WIFI6的對(duì)比
1. 應(yīng)用場(chǎng)景: 5G是運(yùn)營(yíng)商部署的網(wǎng)絡(luò)， 5G的應(yīng)用是面向eMBB（大流量移動(dòng)寬帶業(yè)務(wù)）、mMTC（大連接物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)）和uRLLC（超高可靠超時(shí)延通信）場(chǎng)景的，以室外為主，5G在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，車(chē)聯(lián)網(wǎng) 無(wú)人駕駛等領(lǐng)域有強(qiáng)烈的需求。而WiFi6主要以室內(nèi)短距離覆蓋為主，Wi-Fi6的應(yīng)用可以在eMBB和mMTC場(chǎng)景作為5G的補(bǔ)充。是企業(yè)辦公的*。為企業(yè)更加智能化提供更多選擇。另外，從家庭用戶(hù)的使用角度來(lái)看，只有Wi-Fi6才能發(fā)揮出5G的大功效。
2. 從技術(shù)層面
• 理想速率，Wi-Fi6的高速是通過(guò)MU-MIMO和OFDMA實(shí)現(xiàn)的。采用1024QAM，帶寬160MHZ，天線數(shù)量多8T8R，理想速率為9.6Gbps。5G的高速是通過(guò)大規(guī)模的MIMO無(wú)線電技術(shù)實(shí)現(xiàn)，大規(guī)模的MIMO無(wú)線電技術(shù)采用幾十到幾百個(gè)天線用于傳播無(wú)線電信號(hào)，理想速率達(dá)到10Gbps， 兩者理想速率相差不大。
• 覆蓋范圍，覆蓋范圍是和發(fā)射強(qiáng)度有關(guān)的，Wi-Fi6 AP國(guó)家的認(rèn)證要求發(fā)射功率不超過(guò)0.2W，覆蓋范圍約五百到一千平米；一個(gè)室外5G基站發(fā)射功率可達(dá)60W，其覆蓋是公里級(jí)的。就覆蓋面積來(lái)說(shuō)，5G優(yōu)于Wi-Fi6。
• 室內(nèi)單用戶(hù)體驗(yàn)： Wi-Fi6 AP高達(dá)T8R，實(shí)際速率至少為3Gbps-4Gbps。典型的室內(nèi)5G小基站天線一般是4T4R，實(shí)際速率是1.5Gbps-2Gbps。所以，單設(shè)備的性能Wi-Fi6會(huì)優(yōu)于5G。
3. 頻譜資源：Wi-Fi6支持的頻段是2.4GHz和5.8GHz，這些頻譜資源是免費(fèi)的，成本相對(duì)較低。 5G支持1GHz以下的低頻段，1GHz到6GHz的中頻段，24/30GHz到300GHz的高頻多（也成為毫米波）,雖然5G的頻譜資源很寬，很廣，但是 這些頻段都是需要*的，中國(guó)是發(fā)牌照，國(guó)外是以拍賣(mài)的形式為主。成本非常高。
4. 建設(shè)成本： 5G網(wǎng)絡(luò)因信號(hào)易衰減，需經(jīng)過(guò)嚴(yán)密規(guī)劃仿真驗(yàn)證，此外，5G頻帶和波長(zhǎng)的特點(diǎn)需要5G基站更密集，導(dǎo)致投入基站成本高。之前運(yùn)營(yíng)商在4G的投資在8千億，而5G的投資是4G的2-4倍。相比較而言，Wi-Fi6的升級(jí)僅需升級(jí)主芯片，且主芯片都是ASIC，成本本身就低于5G 所需的FPGA芯片；光纖入戶(hù)或者進(jìn)入企業(yè)后，只需要購(gòu)買(mǎi)整機(jī)Wi-Fi6 AP即可實(shí)現(xiàn)部署，成本相對(duì)基站而言非常低廉。再加上當(dāng)前主流的電腦、手機(jī)、Pad以及無(wú)線終端均支持Wi-Fi接入，Wi-Fi6的應(yīng)用就更容易迭代出新了。
礦山無(wú)線通信應(yīng)用
碼訊光電防爆AP寬帶無(wú)線通信是智慧礦山建設(shè)的基礎(chǔ)，其除了需要滿足傳輸速率高、時(shí)延小、并發(fā)數(shù)量大、可靠性高、性?xún)r(jià)比高等要求外，還應(yīng)滿足在礦井中的特殊要求。
1、需無(wú)線全覆蓋煤礦井下長(zhǎng)達(dá)10余千米的巷道。煤礦井下巷道長(zhǎng)達(dá)10余千米，巷道中布置有機(jī)電設(shè)備、車(chē)輛和行人，需無(wú)線全覆蓋。
2、無(wú)線發(fā)射必須本質(zhì)安全防爆。煤礦井下有瓦斯等易燃易爆氣體，無(wú)線發(fā)射必須本質(zhì)安全的防爆AP，無(wú)線發(fā)射功率受限。
3、無(wú)線工作頻段不宜過(guò)高。礦井無(wú)線傳輸衰減大，受巷道斷面、分支、彎曲、支護(hù)、電纜等影響，無(wú)線電傳輸衰減模型復(fù)雜多變。無(wú)線工作頻段越高，傳輸衰減越大，傳輸距離越近，繞射能力越差。在本質(zhì)安全防爆條件下，無(wú)線工作頻段大于2.4 GHz時(shí)，煤礦井下無(wú)線通信距離單向小于300 m。
4、無(wú)線傳輸宜具有一定的繞射能力。采煤工作面布置有大量的液壓支架，以及采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)、破碎機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、帶式輸送機(jī)、液壓泵站、移動(dòng)變電站等。掘進(jìn)工作面布置有掘錨機(jī)、帶式輸送機(jī)等。巷道中有帶式輸送機(jī)、電機(jī)車(chē)、膠輪車(chē)、絞車(chē)、開(kāi)關(guān)等。煤礦井下空間狹小、設(shè)備多，難以保證無(wú)線視距傳輸，無(wú)線傳輸宜具有一定的繞射能力。
5、抗干擾能力強(qiáng)。煤礦井下大功率電氣設(shè)備啟停、大功率變頻設(shè)備工作時(shí)電磁干擾大，為保證系統(tǒng)正常工作，礦井寬帶無(wú)線通信系統(tǒng)應(yīng)抗干擾能力強(qiáng)。
6、移動(dòng)性要求不高。煤礦井下人員及車(chē)輛移動(dòng)速度慢，對(duì)無(wú)線通信移動(dòng)性要求不高。《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，采用無(wú)軌膠輪車(chē)運(yùn)人時(shí)運(yùn)行速度不超過(guò)25 km/h，運(yùn)送物料時(shí)運(yùn)行速度不超過(guò)40 km/h。
礦山5G和WIFI6應(yīng)用現(xiàn)狀
礦用無(wú)線通信系統(tǒng)，小靈通PHS，幾年前占據(jù)了煤礦無(wú)線通信的大部分份額，由于技術(shù)落后和政策問(wèn)題，已經(jīng)退市了； 3G屬于過(guò)渡產(chǎn)品，實(shí)際使用效果差強(qiáng)人意； 4G技術(shù)由于產(chǎn)業(yè)鏈的大力支持，系統(tǒng)穩(wěn)定性，已經(jīng)成為了主流的無(wú)線通信技術(shù)；那么5G現(xiàn)在是什么情況呢？
1、 礦用無(wú)線通信
）、技術(shù)問(wèn)題：5G技術(shù)主要掌握在華為、中興等少數(shù)幾家公司，目前華為、中興的資源都在公網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商的建設(shè)上；
）、安標(biāo)問(wèn)題：安標(biāo)國(guó)家礦用產(chǎn)品安全標(biāo)志中心目前還沒(méi)有發(fā)布檢測(cè)規(guī)范；
）、基站問(wèn)題：目前市場(chǎng)上還沒(méi)有微基站方案，現(xiàn)在試點(diǎn)都是宏站直接下井了；
）、成本問(wèn)題：5G基站覆蓋距離和WiFi差不多，不到4G基站的一半，基站投入數(shù)量會(huì)增加，核心網(wǎng)投入成本更高；
）、選擇公網(wǎng)還是專(zhuān)網(wǎng)下井問(wèn)題；
2、礦用WiFi無(wú)線通信
1）、從實(shí)用經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，WiFi4已經(jīng)足夠滿足實(shí)用；
2）、從礦山井下安裝出發(fā)，WiFi6天線數(shù)量多8T8R，安裝那么多天線，會(huì)不會(huì)對(duì)井下巷道機(jī)車(chē)通過(guò)有影響，如果采用2T2R和WiFi4就沒(méi)區(qū)別了，如果采用4T4R和WiFi5就沒(méi)區(qū)別了。
結(jié)論
經(jīng)過(guò)以上的分析，礦用5G具有傳輸速率高、時(shí)延小、通話質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)，但系統(tǒng)復(fù)雜、成本高、還未知，靜候，礦用WiFi6具有傳輸速率高、系統(tǒng)簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)，但傳輸時(shí)延大、通話質(zhì)量低特點(diǎn)。智慧礦山無(wú)線通信建設(shè)，5G和WiFi6必然是個(gè)趨勢(shì)，大家拭目以待吧。
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