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2019年中国Wi-Fi市场新动向:新一代WiFi技术应用,低移动领域高效全覆盖[图]

2020年02月20日 14:01:08字号:T|T

    从2018年开始,Wi-Fi联盟开始重新命名Wi-Fi标准,将Wi-Fi按代际以数字命名。最新一代Wi-Fi技术标准802.11ax按照新命名方式被命名为Wi-Fi 6,目前市场的802.11n和802.11ac则分别命名为Wi-Fi4和Wi-Fi5。

Wi-Fi历代标准和对应的新名称

资料来源:智研咨询整理

    Wi-Fi联盟对Wi-Fi 6产品进行认证,标志着最新一代Wi-Fi技术开始正式应用。随着通信技术的持续迭代,新一代Wi-Fi 6在容量、时延、覆盖范围等领域得到了有效提升,进一步扩展了Wi-Fi的应用领域的使用效果。同时,低时延高可靠的特性能够实现从企业家庭网络向生产网络的扩展。

Wi-Fi5和Wi-Fi 6理论带宽对比

Wi-Fi技术
信道频宽
MIMO
1条流
2条流
3条流
4条流
Wi-Fi5(802.11ac)
80MHz
433Mbps
867Mbps
1.73Gbps
-
Wi-Fi5(802.11ac)
160MHz
867Mbps
1.73Gbps
3.47Gbps
-
Wi-Fi 6(802.11ax)
80MHz
600Mbps
1.2Gbps
2.4Gbps
4.8Gbps
Wi-Fi 6(802.11ax)
160MHz
1.2Gbps
2.4Gbps
4.8Gbps
9.6Gbps

资料来源:智研咨询整理

    Wi-Fi技术经过多年发展,技术平滑演进,从早期的单天线、低速率、窄带宽,逐步增加多进多出天线数量,频段拓宽,引入MU-MIMO、编码技术实现了网络能力的大幅提升。

Wi-Fi 历代标准演进和新技术应用

Wi-Fi标准
发布年份
网络容量
频段
性能提升及新技术
802.11
1997
1-2Mbps
900MHz,2.4GHz
初始版本
802.11b
1999
11Mbps
2.4GHz
容量提升5倍
802.11a
1999
54Mbps
5GHz
首次引入5GHz频段,商业上不成功
802.11g
2003
54Mbps
2.4GHz
容量提升5倍
802.11n
(Wi-Fi4)
2009
300-600Mbps
2.4GHz,5GHz
容量提升6倍,引入MIMO/OFDM,40MHz频宽
802.11ac
(Wi-Fi5)
2013
433-1270Mbps
5GHz
频宽80MHz
802.11ac(Wave2)
2015
2167Mbps
5GHz
频宽160MHz,引入MU-MIMO,3流MIMO
802.11ad
2012
7Gbps
60GHz
有效容量超过3Gbps
802.11ax
(Wi-Fi 6)
2019
10Gbps
2.4GHz,5GHz
有效用量10Gbps,双向MU-MIMO,OFDMA
802.11ay
2020
20+Gbps
45+GHz
有望突破100Gbps有效容量

资料来源:《Wi-Fi 6 arrives》,智研咨询整理

    为提升传输速率和用户容量,Wi-Fi 6和5G均引入了OFDMA编码技术,提升信道使用效率。同时,Wi-Fi 6还引入了MU-MIMO和Massive MIMO技术。

    但由于场景差异,5G基站部署在室外,需要在更大范围内覆盖更多用户,因此5G的MIMO参数高于Wi-Fi 6,但由于Wi-Fi技术主要用于室内等小范围高速覆盖,因此整体技术能力相近。

    基于上述新技术,Wi-Fi 6克服了过去Wi-Fi用户数增加导致的时延和速率的大幅衰减。目前Wi-Fi 6能够实现高并发状态下更加稳定的带宽支持。根据华为和思科的测试结果,用户数达到数十个并发接入时,Wi-Fi 6(802.11ax)仍然保持基本稳定的总带宽能力。

    基于技术革新带来的性能大幅提升,Wi-Fi 6能够支持大带宽、低时延的各类无线应用,但由于Wi-Fi技术覆盖范围较小、对移动场景支持能力有限,因此目前Wi-Fi 6适用的场景基本局限于室内、固定或低移动性接入场景,基本覆盖了家庭、园区、企业办公、工业生产管理、城市热点覆盖等应用领域。

Wi-Fi 6主要应用场景对应的带宽和时延要求

应用类型
场景
带宽要求
E2E时延要求
VR/AR
本地VR/AR:操作模拟器、可视化营销、弱交互游戏等
>20Mbps
<50ms
云辅助VR/AR:互动操作模拟、全景直播、虚拟展会、互动式游戏等
>100Mbps
<15ms
云VR/AR:强交互超高清游戏等
>400Mbps
<10m
园区办公
普通办公:无线办公、网络访问、安全WPA3
>30Mbps
<30ms
智慧办公:4K云桌面、沉浸式会议、高清无线投屏等
>50Mbps
<50ms
未来办公:远程办公写作、全息办公等
>400Mbps
<10ms
智能制造
制造、仓储物流:AGV
>512Kbps
<10ms
智能制造:资产管理、库存监控等连接数
>5000
城市热点
城市热点:机场、体育场、商场等
>15Mbps
<20ms
智慧教育
电子书包
>10Mbps
<50ms
全景电子课堂
>50Mbps
<10ms
智能家居
智能酒店、公寓、家庭(8K电视、云游戏及IoT)
>100Mbps
<10ms

资料来源:智研咨询整理

    随着5G时代到来,手机、VR/AR设备、高清、超高清视频、IPTV等终端的联网需求和联网能力均将显著提升,而Wi-Fi 6应用了大量和5G共用的技术,网络能力能够满足5G时代联网需求,有望在终端升级的浪潮中,迎来Wi-Fi设备的广泛升级。

    仅从智能手机领域来看,5G手机的推出频率正在加速增长。2019年12月,5G上市新机型11款,环比11月增加7款,5G手机出货量541.4万台,幻币增长6.7%。2019年全年,国内手机市场总体出货量3.89亿部,其中4G手机3.59亿部,5G手机1376.9万部。

2019年7-12月国内5G手机新机上市以及出货量当月统计

资料来源:中国通信研究院、智研咨询整理

    Wi-Fi 6与5G在速率、时延、可靠性等主要指标基本相似,随着5G时代终端网络性能需求的普遍提升,Wi-Fi与蜂窝网络在各自优势领域有望长期共存。

Wi-Fi 6与5G对比

对比项
Wi-Fi 6
5G
技术
调制技术
1024QAM
256QAM
MIMO
8T8R/12T12R-8流
室外64T64R-16流;室内4T4R-4流
频率
免费,无限制
受限,运营商控制
典型频宽
家庭160MHz、园区80MHz
100MHz
调度方式
类集中调度
集中调度
用户体验
单用户体验速率
100Mbps
100Mbps
时延
平均20ms,优先调度算法10ms
eMBB4ms、uRLLC0.5ms
移动性
50ms,需要端管协同,终端发起漫游
10ms
干扰
非授权频段,可能干扰
授权频段,无干扰
终端生态
终端丰富
个人终端为主,极少企业设备内置SIM卡
每Bit成本
低,约5G的1/30
部署周期
中小企业数天;大型企业2-3月
WAN1.2-1.5年;LAN4-5月
安全性
WPA3协议安全性等同于5G,可实现内网物理隔离
空口安全性高,流量经过运营商
管理要求
企业现有管理人员平滑过渡
新的管理体系,运营商搭建

资料来源:Wi-Fi 6与5G技术及应用场景白皮书、智研咨询整理

    Wi-Fi目前在家庭、企业端,在已经有宽带接入的情况下,无线流量成本为0,而运营商移动流量资费虽然经过持续的提速降费,但对于用户仍然是不能忽视的成本,因此,在家庭、企业等场景下,Wi-Fi成为重要的无线接入方式。

    截至2019年上半年,我国网民人数已经超过8.5亿人,相比2018年全年提升3.02%,其中手机网民8.47亿人。移动互联网渗透率几乎逼近全部网民规模。

2013-2019年上半年中国网民及手机网民规模统计

资料来源:CNNIC、智研咨询整理

    近些年,随着我国智能终端设备普及率的提高以及国内网民数量的增长,我国互联网流量使用量一直处于大规模增长状态,一定程度上为我国Wi-Fi行业提供了庞大的需求用户,尤其在现阶段移动流量资费较高的环境下,家庭、办公区域对Wi-Fi有明显的需求。截至2019年11月,我国移动互联网累计流量已经超过1100亿GB,相比2018年同期增长77.4%,2013-2018年,我国移动互联网累计流量复合增长率高达123.68%。

2013-2019年11月中国移动互联网累计流量统计

资料来源:工信部

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