移動網(wǎng)與Wi-Fi網(wǎng)在融合與沖突中不斷發(fā)展

特約撰稿人|宋向東

運營商通過支持蜂窩網(wǎng)絡和Wi-Fi網(wǎng)絡提高網(wǎng)絡效率，Wi-Fi已成為分流蜂窩網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流量的重要手段。即使到了5G時代，Wi-Fi仍會有很大的生存空間。

隨著蜂窩通信速度的不斷提升，尤其是LTE-U(LTE in Unlicensed Spectrum)和LAA的興起，蜂窩通信與Wi-Fi網(wǎng)絡兩者未來是否會產(chǎn)生沖突，兩者間將會是怎樣的關系，成為業(yè)界思考的重點。

LTE-U興起對非授權(quán)頻段帶來巨大沖擊

LTE-U使用非授權(quán)頻譜，給蜂窩數(shù)據(jù)通信增加可用網(wǎng)絡流量，即在Wi-Fi頻段上部署LTE的技術(shù)解決方案。LTE-U會推進非授權(quán)頻段上的LTE-U應用，而Wi-Fi聯(lián)盟之前一直在使用非授權(quán)頻段，這就引發(fā)沖突?，F(xiàn)在美國FCC以文件方式通過移動網(wǎng)使用非授權(quán)頻段，讓兩者對立進一步加深。

LTE-U的目的在于把LTE-Advanced擴展到5GHz這個非授權(quán)頻段。用戶無需登錄到Wi-Fi網(wǎng)絡，就可以在移動網(wǎng)絡中進行高速通信。因此，由于干擾和監(jiān)管等原因，依賴Wi-Fi的公司越來越擔憂。而Wi-Fi聯(lián)盟主張的是“在非授權(quán)頻段公平共享確認前，如果對應LTE-U的設備在非授權(quán)頻段啟用，則有超過10億臺的Wi-Fi設備和非經(jīng)許可頻段中使用的其他設備可能存在風險”。

另一方面，Verizon、高通、T-Mobile、愛立信等公司于2015年8月27日向FCC發(fā)出反駁Wi-Fi聯(lián)盟要求的文件，兩方各持己見、相持不下。

非授權(quán)頻段5GHz共享發(fā)展勢頭迅猛

標準化組織3GPP正在研討5GHz頻段的“LAA”標準化?！癓AA”不僅可以實現(xiàn)在非授權(quán)頻段中的LTE通信，而且通過頻帶捆綁，利用“載波聚合”，可以讓現(xiàn)有移動電話服務的頻帶和5G頻帶捆綁實現(xiàn)高速通信。

World Global Network公司于2016年推出了為智能手機、Wi-Fi路由器、MP3播放器和PC(Windows 10)服務的“Space Station”。用戶購買“Space Station”后，通過Wi-Fi實現(xiàn)家庭基站功能，為智能手機等提供連接服務。該公司正在開發(fā)自己的網(wǎng)絡技術(shù)“mCell 5GHz”，已推出“mCell 5G測試版”，采用IEEE 802.11u(該標準具體規(guī)定了Wi-Fi接入網(wǎng)絡與外部網(wǎng)絡的互通)和熱點2.0，計劃使用LTE-U實現(xiàn)mCell 5GHz。

NTT docomo與華為公司合作在無線局域網(wǎng)中使用非授權(quán)頻段5GHz，進行了LTE通信實驗并取得了成功。為了確認LTE在非授權(quán)頻段使用的有效性，華為與docomo北京研究所共同進行了實驗，使用5GHz頻帶在室內(nèi)進行“LAA”實驗，這與以往的無線LAN標準“IEEE 802.11n”相比，通信容量提高約1.6倍，確認了它在LTE-Advanced中是可用的技術(shù)。

在LTE方式的無線通信中，迄今為止只有具有頻率許可證的通信運營商才能夠提供服務。但現(xiàn)在業(yè)界實現(xiàn)了在不需要頻率許可的頻帶中提供“LTE-U”服務。例如，根據(jù)“無線電法”和“電信業(yè)務法”，日本電信公司已獲得國內(nèi)有關當局對LTE-U基站的認證。關于在日本國內(nèi)提供LTE-U，日本總務省于2017年10月修訂了無線電法，發(fā)布了LTE-U可使用的開放頻段。現(xiàn)在日本通信公司第一個LTE-U基站所需的全部認證工作已經(jīng)完成。日本通信公司于2017年10月與基站制造商Baicells Technologies達成戰(zhàn)略聯(lián)盟，對使用非授權(quán)頻段的LTE-U基站認證開展合作。這種發(fā)展勢頭給Wi-Fi帶來很大沖擊。

Wi-Fi融合到移動網(wǎng)，并進軍物聯(lián)網(wǎng)

運營商通過支持移動網(wǎng)絡和Wi-Fi網(wǎng)絡提高網(wǎng)絡效率，Wi-Fi已作為分流移動網(wǎng)數(shù)據(jù)流量的重要手段。

AT＆T公司在其廣域移動網(wǎng)絡基礎上找到了與Wi-Fi網(wǎng)絡整合的機會，即構(gòu)建智能城市，并在公司內(nèi)部組建了智能城市部門。AT&T公司高層認為，現(xiàn)在的物聯(lián)網(wǎng)主要由多點解決方案構(gòu)成，從現(xiàn)在起要把在各處收集的數(shù)據(jù)實現(xiàn)分享，向融合方向發(fā)展，作為促進Wi-Fi應用的重要一環(huán)。美國有線電視和信息通信業(yè)務公司Comcast把Wi-Fi網(wǎng)絡作為進軍智能家居領域的一種重要戰(zhàn)略。Comcast把Wi-Fi服務集成到后端網(wǎng)絡，以保證消費者網(wǎng)絡的安全性。GE（通用電氣）利用Wi-Wi網(wǎng)絡，在加利福尼亞的圣迭戈市和佛羅里達州杰克遜維爾市測試基于LED的智能照明項目。

KDDI公司將于2018財年推出新型移動Wi-Fi路由器，在網(wǎng)絡擁堵期間實現(xiàn)穩(wěn)定通信，目標是在2020年東京舉辦奧運會和殘奧會時，即使在眾多游客聚集的地方也要實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信暢通。該新型Wi-Fi路由器“UQ WiMAX”采用的新技術(shù)為“Massive MIMO”。在該技術(shù)中，在基站中安裝大量天線，可結(jié)合特定方向發(fā)射無線電波，為用戶分配專用無線電波。這樣，即使在通信速度慢和信號擁擠的地方也能實現(xiàn)暢通的通信。KDDI將在東京、大阪和名古屋的一些地方推出這項新技術(shù)，預計將在體育場館和人流密集場所等處使用。而軟銀公司于2016年9月已經(jīng)商用此類產(chǎn)品。

Wi-Fi也不斷進軍物聯(lián)網(wǎng)市場，Silicon Labs公司在過去五年中一直專注于開發(fā)低功耗無線模塊，瞄準物聯(lián)網(wǎng)市場的發(fā)展。Silicon Labs公司在德國紐倫堡舉辦的“嵌入式世界2018”大會上展出了面向物聯(lián)網(wǎng)的Wi-Fi收發(fā)信機模塊“WF 200”，該模塊具備低功耗、安全啟動、安全鏈接等特性。WF 200目前正在為特定客戶提供樣品，將在2018年第四季度實現(xiàn)批量生產(chǎn)。

Wi-Fi聯(lián)盟在這一點上意見是一致的，即“新的LTE-U系統(tǒng)不應該干擾Wi-Fi接入點的Wi-Fi設備”。LTE（LTE-U）和Wi-Fi共存有可能引發(fā)混亂，2020年前后如果5G網(wǎng)絡開始普及，LTE-U和Wi-Fi將有進一步深化的危險。因此，規(guī)則制訂很重要。

Wi-Fi會不會退出歷史舞臺？

Wi-Fi會不會因運營商大力推出無限制套餐而退出歷史舞臺？5G會不會成為Wi-Fi的終結(jié)者？關于這些問題的答案，我們通過觀察Wi-Fi動向?qū)⒌玫揭恍┙Y(jié)論。

● Wi-Fi應用范圍不斷擴大。衛(wèi)星Wi-Fi系統(tǒng)正在醞釀中，這一系統(tǒng)投入運營后，地球上的高山、大海和僻遠地區(qū)的通信死角將被消滅。與此同時，近年來Wi-Fi漫游、組網(wǎng)等功能發(fā)展很快，未來漫游有可能達到蜂窩網(wǎng)絡級別。

高通公司在2017年5月推出“Wi-Fi SON（自組織網(wǎng)絡）”獨自的網(wǎng)狀網(wǎng)解決方案，具有覆蓋范圍廣、信賴性高的特點，可以當作接入點，也可做中繼器使用，而且還具有自主控制機制。在美國，2017年中期，網(wǎng)格式(網(wǎng)狀網(wǎng))Wi-Fi無線技術(shù)開始普及，同年Wi-Fi路由器銷售臺數(shù)中網(wǎng)格式已占到40%。在美國和加拿大，運營商正在以此提供寬帶業(yè)務，日本電信運營商也在考慮提供這種產(chǎn)品和服務。今后，“Wi-Fi SON”將會作為各種家庭物聯(lián)網(wǎng)設備操作平臺，前景看好。高通公司除在推進“Wi-Fi SON”商用外，還在大力推動“IEEE 802.11ad”，它使用60GHz頻段，雖然傳輸距離比11ac短，但可實現(xiàn)超高速通信。

谷歌公司于2018年4月26日發(fā)布一款家用Wi-Fi路由器，不需要復雜的連接設置，可以管理家庭成員使用Wi-Fi的時間。同時，Wi-Fi路由器間可以組成網(wǎng)狀網(wǎng)，最多可以由10個Wi-Fi路由器構(gòu)成，一個Wi-Fi路由器也可以獨立使用。它能夠自動選擇最快的Wi-Fi信道和通信頻率。通過專用應用程序，智能手機可以輕松管理網(wǎng)絡，具有暫停功能和日程安排功能。

● 提供差異化服務。NFL是美國最受歡迎的職業(yè)橄欖球聯(lián)盟，自2012年以來，Extreme Networks作為NFL官方Wi-Fi解決方案提供商，為聯(lián)盟球隊和球迷提供出色的Wi-Fi服務。目前，共有22個場館使用Wi-Fi解決方案，其中12個場館還推出了Wi-Fi數(shù)據(jù)分析服務。Wi-Fi使用率持續(xù)增長，通過Wi-Fi網(wǎng)絡傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量也在逐年增加。Extreme Networks除了為用戶提供暢快的Wi-Fi上網(wǎng)體驗外，還可以根據(jù)用戶屬性、觀看比賽過程中的活動歷史記錄以及數(shù)據(jù)時間戳等進行自定義和投放廣告，并可以在特定時間推送通知，在增加觀眾人數(shù)的同時也創(chuàng)造新的商業(yè)機會。從Wi-Fi的使用中獲得信息拓展應用不限于NFL，實際上在購物中心、機場、車站、娛樂設施等處也廣泛采用?，F(xiàn)在Wi-Fi不僅提供網(wǎng)絡服務，正轉(zhuǎn)變?yōu)閷ふ液蛯崿F(xiàn)新業(yè)務的工具。

● 不斷推出新標準。Wi-Fi聯(lián)盟已經(jīng)于2018年5月15日推出了“EasyMesh”標準，不同制造商之間的Wi-Fi路由器彼此之間只要通過Wi-Fi Mesh(無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡)認證就可建立網(wǎng)狀網(wǎng)絡。同時，2018年1月10日，Wi-Fi聯(lián)盟也發(fā)布了下一代無線網(wǎng)絡安全標準WPA3，WPA3采用獨立數(shù)據(jù)加密，因而可以對設備之間的連接和路由進行保護，確保數(shù)據(jù)安全，避免用戶訪問的網(wǎng)站遭到篡改。英特爾、高通和東芝公司宣布2018年用于智能手機、個人電腦等的IEEE 802.11ax芯片將商用。

● 用戶增長勢頭強勁。目前，Wi-Fi發(fā)展勢頭仍然強勁，日本在Wi-Fi應用方面和歐美相比有差距，但近來日本有長足進步，據(jù)ICT研究所數(shù)據(jù)顯示，日本2017財年公共無線局域網(wǎng)服務的用戶數(shù)量達到5046萬，比上一年增長17%。預計2019財年用戶數(shù)將達到6199萬，2020年將達到6418萬。同時，移動通信運營商正在增加公共Wi-Fi熱點數(shù)量，以避免LTE等網(wǎng)絡擁塞。從上述可見，Wi-Fi仍在快速發(fā)展中。

● Wi-Fi在5G網(wǎng)中仍大有作為。目前日本4G用戶的平均網(wǎng)速是30Mbit/s，2018年5月22日ICT公布的日本公眾Wi-Fi平均下行速度為19.7Mbit/s～6.3Mbit/s，而由Seven＆i Group提供的免費Wi-Fi服務平均速度為58.6Mbit/s。從發(fā)展上看，符合IEEE 802.11ac標準的高速Wi-Fi接入點在客戶端有8個空間數(shù)據(jù)流時，最大傳輸速度可達6.9Gbit/s。IEEE 802.11ax標準在數(shù)據(jù)流擁塞下也能夠?qū)崿F(xiàn)9.6Gbit/s傳輸速率。從中可以看出，即使到了5G時代，Wi-Fi仍會有很大生存空間?？梢姺涓C移動網(wǎng)絡與Wi-Fi網(wǎng)在融合與沖突中不斷發(fā)展。