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物联网应用选5G还是WiFi6?

2020-10-17 12:25

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无线通信中3GPP的移动蜂窝技术2G、3G、4G和IEEE的WiFi是一对孪生好兄弟,各展风彩,互相学习、互相竟争、互相补充,共同发展。

在已过去的十多年中,移动通信技术2G、3G、4G都重点专注移动宽带的人人互联,鼓励流量消费。除此之外,在移动、分散等少数场景,如油田、路灯、抄表等,构成如图1a所示的垂直组网架构的物联网。

图1a 垂直架构物联网

在4G主攻手机移动通信之时,WiFi5却巧妙布局物联网,它利用工作在不需授权的频带资源、免费政策和直接支持TCP/IP协议的特点,在利用现场总线横向组网(如图1b)中得到了广泛的应用。大量WiFi路由器应声而出,广泛成为横向物联网到云平台的出口。

图1b 水平层叠架构物联网

在这十多年中,手机的移动通信及线上流量消费呈爆发式的发展,但中国14亿人口,已有移动手机用户人-人互联数已达7.48亿,2020年将达到7.81亿,2021年将突破8亿,已快趋近饱和。而物-物互联数是人-人互联数的十倍、百倍,甚至千、万倍。实现物-物互联则主要依靠工业互联网的末端 物联网。物联网已成移动通信的下一个突破点,为此,针对物联网短时延和广连接的要求,在2018年IEEE及时推出了WiFi6,市场上支持WiFi6的路由器层出不穷。

而ITU(国际电信联盟)除eMBB(增强移动宽带)外,也为5G定义了mMTC(海量大连接)和URLLC(低延时高可靠)两个新的应用场景(如图2)。

图2 5G 定义的新场景

无论是在去年11月份,工信部印发的《5G+工业互联网512工程推进方案》,还是今年4月份工业互联网产业联盟发布的《工业互联网体系架构2.0》,以及国家发改委新闻发布会上,明确的 新基建 ,都提到加快垂直领域 5G+工业互联网 的先导应用,利用5G改造工业互联网内网,打造高质量园区网络,引领5G技术在垂直行业的融合创新。而围绕 5G+工业互联网 这两个应用场景的R16标准,却在5G热潮中,姗姗来迟。

直到2020年7月3号,3GPP组织终于宣布冻结R16标准,启动了5G物联网的商业应用。R16的冻结定义了绝大部分工业场景,在技术性能上,5G性能已可以满足绝大多数工业场景。5G可能成为工业互联网的主要通信方式。

5G和我WiFi6在相同的背景下推出,如表1所示,它们的技术特性很相似,从技术指标上5G还略胜一筹,但在用户体验上,5G不如WiFi6+现场总线。

1、5G物联网的基建成本远大于WiFi物联网的成本

5G信号易衰减,需严密规划,仿真验证需专业工程师,从而增加了系统的成本和复杂性。此外,原4G基站用不上,5G基站单价高,同样覆盖所需基站是4G的数倍,因而基站成本高。所以5G的建设成本高,周期长。依托5G基建而建立的5G物联网总的建设周期就较长。

WiFi6物联网依托于千兆光纤互联网。当今,光纤互联网已普及入户、入企业和单位,千兆光纤互联网也很普及。这时,将WiFi5物联网升级为WiFi6物联网仅需更换一个几百元的市场到处可见的WiFi6路由器,无需更改架构,就可完成升级,终端部署成本较低和容易。

2、鼓励流量消费和AI及边缘计算相矛盾

5G现行政策是鼓励流量消费。鼓励移动互联网、AR、VR、影视、小程序、快手、移动支付等应用场景,都是促进流量消费。而物联网发展趋势是AI人工智能、边缘计算及多传感器综合模块的应用,减少信息外部传输的时延,极力减少50%-70%的外部流量。

3、设卡收费管理不利于物联网应用

5G的管理运营模式沿用手机的设卡管理,套餐收费运营。一个企业有成千上万个测控节点,都装卡收费,每增加、减少、停运均需通过运营商,这是不可想象的,所以它的物联网用户体验很差。反过来WiFi6+现场总线横向组建物联网的免费政策,用户自由运营、部署、加、减测控节点,物联网用户体验良好。

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