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在我們現在的生活和工作中，“4G”和“WiFi”這兩樣東西是一個(gè)也不能少的，如果我們的手機斷了網(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 )的室內覆蓋補充，承擔著(zhù)大量的數據流量。
隨著(zhù)5G時(shí)代的到來(lái)，人們對5G展示大熱情的時(shí)候，作為一直以來(lái)和蜂窩網(wǎng)絡(luò )勢均力敵的WiFi也不甘落后，WiFi6悄然面世。虹聯(lián)無(wú)線(xiàn)在無(wú)線(xiàn)通信行業(yè)有深厚的技術(shù)沉淀，積累了豐富的應用經(jīng)驗，所以想借此機會(huì )跟大家一起探討交流5G和WiFi6的發(fā)展與應用。
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）系統之后的延伸。碼訊光電5G的性能目標是高數據速率、減少延遲、節省能源、降低成本、提高系統容量和大規模設備連接。
什么是WIFI6？
802.11ax又被稱(chēng)為“高效率無(wú)線(xiàn)標準”（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(xiàn)速度與覆蓋范圍。其實(shí)，設計802.11ax的首要目的是解決網(wǎng)絡(luò )容量問(wèn)題，因為隨著(zhù)公共Wi-Fi的普及，網(wǎng)絡(luò )容量問(wèn)題已成為機場(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的對比
1. 應用場(chǎng)景: 5G是運營(yíng)商部署的網(wǎng)絡(luò )， 5G的應用是面向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)域有強烈的需求。而WiFi6主要以室內短距離覆蓋為主，Wi-Fi6的應用可以在eMBB和mMTC場(chǎng)景作為5G的補充。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)現的。采用1024QAM，帶寬160MHZ，天線(xiàn)數量多8T8R，理想速率為9.6Gbps。5G的高速是通過(guò)大規模的MIMO無(wú)線(xiàn)電技術(shù)實(shí)現，大規模的MIMO無(wú)線(xiàn)電技術(shù)采用幾十到幾百個(gè)天線(xiàn)用于傳播無(wú)線(xiàn)電信號，理想速率達到10Gbps， 兩者理想速率相差不大。
• 覆蓋范圍，覆蓋范圍是和發(fā)射強度有關(guān)的，Wi-Fi6 AP國家的認證要求發(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60W，其覆蓋是公里級的。就覆蓋面積來(lái)說(shuō)，5G優(yōu)于Wi-Fi6。
• 室內單用戶(hù)體驗： Wi-Fi6 AP高達T8R，實(shí)際速率至少為3Gbps-4Gbps。典型的室內5G小基站天線(xiàn)一般是4T4R，實(shí)際速率是1.5Gbps-2Gbps。所以，單設備的性能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的，成本相對較低。 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，中國是發(fā)牌照，國外是以拍賣(mài)的形式為主。成本非常高。
4. 建設成本： 5G網(wǎng)絡(luò )因信號易衰減，需經(jīng)過(guò)嚴密規劃仿真驗證，此外，5G頻帶和波長(cháng)的特點(diǎn)需要5G基站更密集，導致投入基站成本高。之前運營(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的升級僅需升級主芯片，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，只需要購買(mǎi)整機Wi-Fi6 AP即可實(shí)現部署，成本相對基站而言非常低廉。再加上當前主流的電腦、手機、Pad以及無(wú)線(xiàn)終端均支持Wi-Fi接入，Wi-Fi6的應用就更容易迭代出新了。
礦山無(wú)線(xiàn)通信應用
碼訊光電防爆AP寬帶無(wú)線(xiàn)通信是智慧礦山建設的基礎，其除了需要滿(mǎn)足傳輸速率高、時(shí)延小、并發(fā)數量大、可靠性高、性?xún)r(jià)比高等要求外，還應滿(mǎn)足在礦井中的特殊要求。
1、需無(wú)線(xiàn)全覆蓋煤礦井下長(cháng)達10余千米的巷道。煤礦井下巷道長(cháng)達10余千米，巷道中布置有機電設備、車(chē)輛和行人，需無(wú)線(xiàn)全覆蓋。
2、無(wú)線(xiàn)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(xiàn)發(fā)射必須本質(zhì)安全的防爆AP，無(wú)線(xiàn)發(fā)射功率受限。
3、無(wú)線(xiàn)工作頻段不宜過(guò)高。礦井無(wú)線(xiàn)傳輸衰減大，受巷道斷面、分支、彎曲、支護、電纜等影響，無(wú)線(xiàn)電傳輸衰減模型復雜多變。無(wú)線(xiàn)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(xiàn)工作頻段大于2.4 GHz時(shí)，煤礦井下無(wú)線(xiàn)通信距離單向小于300 m。
4、無(wú)線(xiàn)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、刮板輸送機、破碎機、轉載機、帶式輸送機、液壓泵站、移動(dòng)變電站等。掘進(jìn)工作面布置有掘錨機、帶式輸送機等。巷道中有帶式輸送機、電機車(chē)、膠輪車(chē)、絞車(chē)、開(kāi)關(guān)等。煤礦井下空間狹小、設備多，難以保證無(wú)線(xiàn)視距傳輸，無(wú)線(xiàn)傳輸宜具有一定的繞射能力。
5、抗干擾能力強。煤礦井下大功率電氣設備啟停、大功率變頻設備工作時(shí)電磁干擾大，為保證系統正常工作，礦井寬帶無(wú)線(xiàn)通信系統應抗干擾能力強。
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，對無(wú)線(xiàn)通信移動(dòng)性要求不高?！睹旱V安全規程》規定，采用無(wú)軌膠輪車(chē)運人時(shí)運行速度不超過(guò)25 km/h，運送物料時(shí)運行速度不超過(guò)40 km/h。
礦山5G和WIFI6應用現狀
礦用無(wú)線(xiàn)通信系統，小靈通PHS，幾年前占據了煤礦無(wú)線(xiàn)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)際使用效果差強人意； 4G技術(shù)由于產(chǎn)業(yè)鏈的大力支持，系統穩定性，已經(jīng)成為了主流的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)；那么5G現在是什么情況呢？
1、 礦用無(wú)線(xiàn)通信
）、技術(shù)問(wèn)題：5G技術(shù)主要掌握在華為、中興等少數幾家公司，目前華為、中興的資源都在公網(wǎng)運營(yíng)商的建設上；
）、安標問(wèn)題：安標國家礦用產(chǎn)品安全標志中心目前還沒(méi)有發(fā)布檢測規范；
）、基站問(wèn)題：目前市場(chǎng)上還沒(méi)有微基站方案，現在試點(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(xiàn)通信
1）、從實(shí)用經(jīng)濟角度出發(fā)，WiFi4已經(jīng)足夠滿(mǎn)足實(shí)用；
2）、從礦山井下安裝出發(fā)，WiFi6天線(xiàn)數量多8T8R，安裝那么多天線(xiàn)，會(huì )不會(huì )對井下巷道機車(chē)通過(guò)有影響，如果采用2T2R和WiFi4就沒(méi)區別了，如果采用4T4R和WiFi5就沒(méi)區別了。
結論
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(huà)質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)，但系統復雜、成本高、還未知，靜候，礦用WiFi6具有傳輸速率高、系統簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)，但傳輸時(shí)延大、通話(huà)質(zhì)量低特點(diǎn)。智慧礦山無(wú)線(xiàn)通信建設，5G和WiFi6必然是個(gè)趨勢，大家拭目以待吧。
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