5G网络结构,WIFI如何区别?一篇文章就够了
自从人类社会诞生以来,如何高效、快捷地传输信息始终是人类矢志不渝的追求。从文字到印刷术,从信号塔到无线电,从电话到移动互联网,现代科技发展速度一直取决于信息传播速度,新的信息传播方式往往会带来社会天翻地覆的变化。5G网络结构就是最新的移动通信浪潮中现阶段进展,而相较于我们生活与工作中的WIFI,两者又有什么区别呢?
不管是5G网络结构,还是WIFI,两者都是经历了前前后后许多个版本逐渐发展而来,5G网络结构是“第五代”移动通信系统,前身包括1G到4G的发展演变,而WiFi也包含802.11/a/b/g/n/ac/ad/ax等等很多“代”版本。
那么,从同一维度来做对比,5G网络结构与我们现在日常使用的WiFi 有什么区别呢?
对于两者的区别,我们可能最直观的感受是是WiFi比5G网络结构要便宜很多,即使是在5G网络结构还没有普遍运行的情况下,如果我们忽略有线宽带和路由器费用,甚至可以认为用WiFi连接互联网是免费的。然而大部分情况下,价格只能反应一部分技术因素。如果把一个小小的家庭网络,扩展到全国和世界范围那就是整个移动通信系统,它包括1G到5G网络结构的所有信号,不过这个大范围和小范围之间,还有很大的区别。
需求区别
1.竞争性:就WiFi和5G网络结构来说,技术上,他们的区别有点类似于区域自治和中央集权,这种思路导致了大部分WiFi节点都是私人(或者公司,或者城市)建设,而移动通信系统(包括1G到5G网络结构)基站均是运营商在全国范围内进行建设。
这也就是说在无线信号传输过程当中,因为各个私人路由器之间没有交流且共享相同频谱,所以WiFi的数据传输是竞争性的,而移动通信系统的数据传输是非竞争的,有中心化资源(基站)的调度。
这就像公路和铁路的关系,开车出门上路,我们不知道下一个路口会不会突然出现一长串闪着红色尾灯的各种汽车堵在前面;而铁路就不会有这种困扰,前方多远有车,最高可以跑多快都有中心调度系统告诉来司机。
2.私密性:一般意义上,WiFi连接的都是是私人的有线宽带,而5G网络结构的基站连接主要是运营商的骨干网,因此,WiFi普遍会有私密性要求,不能未经许可随意接入,像偷网,蹭网这样的话平时我们可没少听吧。而我们关于基站建设下的数据网络却没有听过谁还会设置一个密码,不然就不能用。
移动性
因为WiFi连接的是私人有线宽带,私人宽带接入点是固定的,同时宽带是有线的,它不会到处乱跑。这意味着WiFi对移动性的需求很低,并且覆盖范围小,一般只用考虑步行速度对信号传输的影响,不用考虑切换的问题,而5G网络结构下的基站存在很高的移动性和小区切换需求(基站覆盖范围称为小区),需要考虑比如汽车,火车等高速物体。
那么除非汽车本身有个车载WiFi,不然应该是没有人在汽车上一直连着WiFi的吧?而目前WiFi有WDS模式,但是还是不如运营商的覆盖小区切换来的实在。
这样的竞争/非竞争,私密性和移动性要求会带来一系列从功能,技术到覆盖,接入,频谱,速度等等的不同与区别。
技术区别
1.频谱/接入:频谱或许是两者竞争性最直接的导火索。
WiFi使用的频谱(2.4GHz/5G网络结构Hz) 是非授权频谱,就是说这段频谱并未分配/拍卖给个人或公司,任何人/企业都可以用自己的WiFi设备随意接入。而5G网络结构使用的频谱是授权频谱,除了获得该频谱的运营商,其他人都无权使用此频谱。
所以,现在大家一打开手机WiFi,就会立即看到很长很长的无线列表,大部分都是2.4GHz路由器。这意味着此频段非常拥堵,可能存在非常多的noise-like interference ,它表示,如果其他技术相同,此频段的手机,WiFi信噪比会比较低,这会导致WiFi信号覆盖范围缩小,传输速率较慢。因此,目前WiFi协议都在扩展5G网络结构Hz,60GHz等等干扰较低的频段。
有那么长的列表,而WiFi的频段是有限的,一定会产生信道资源竞争。所以,WiFi最核心的空口协议是CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance)。它的具体做法是发送前对信道做检测,如果信道忙碌,那么等一个随机时间再发送。但是检测不是实时的,所以依然有可能存在两个路由一起检测到空闲频谱,同时发送数据,这时候就产生了碰撞问题,会采取重传的方式再次传输。
而5G网络结构中,因为接入信道是由基站分配的,而且在分配算法中会考虑干扰因素,所以相比较之下,技术相同的基站覆盖范围会大。同时,5G网络结构在信号传输之前,已经被基站分配了专属“线路”,所以不需要发送前信道检测,对碰撞重传的要求也很低。
2. 覆盖,WiFi组网和移动通信网络:上面说到了WiFi的覆盖范围一般都会很低,相比较之下基站会因为发射功率高,频段干扰低,所以覆盖范围大的多。
而如果像公司大楼等,如果想要扩大WiFi覆盖范围,以方便服务公司员工。这种情况下,单个无线路由器肯定是不行的,覆盖公司大楼的单个无线路由器一定会超过国家规定的无线电发射功率,所以需要多个路由器联合组网,比如一个无线路由器负责一个房间,同时其他路由器采用同样的名称,并相互协作,这样形成整个大楼的无线网络。
而5G网络结构则不需要经过如此这般的信号覆盖面积,相较于单路由,到公司级的多路由组网,最后到到全国级的基站覆盖,5G网络结构网络结构就显得更加游刃有余。
5G网络结构在大的层面上应该是要比WiFi发展好,覆盖面积下的实用性,移动下的便捷性,5G网络结构的优势还是会很大,但是在我们的生活场景当中,公用和私用,总要去谋求一个共存的发展结果,作为我们用户方来说,根据自身的需求最终选择一个合适自己的选择那边就是最好的选择了。
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