5G Wi-Fi無線連接技術解析
近年來無線連接設備的增多，WiFi成為了我們連接上網的常用方式。我們現在所使用的WiFi連接，大部分均是運行在2.4GHz的頻率，在這頻段 上的帶寬最高還是20MHz，為的是保證和藍牙的共存，但是保護間隔率更短。
不過隨著人們對無線連接的速度、穩(wěn)定性等方面的要求越來越高，更高頻段的 5GHz WiFi便應運而生。我們日常所說的5G WiFi便是運行在5GHz頻段第五代的無線WiFi連接，與我們所說的3G、4G通信技術是風牛馬不相及的。
除了對5G WiFi進行解析之外，我們文章后部分也進行了連接的傳輸測試，提供一系列數據供消費者直觀感受，從結果來看，只要網絡路由和網速沒有成為瓶頸的情況下，工作在5GHz頻段的WiFi要比2.4GHz頻段的要快上50%以上，詳細可以參考后部分的簡單測試。
WiFi越來越擁擠
我們是否時常有感覺，在家里還好，如果在人流密集的公共場所，熱點太少、網絡擁堵、經常掉線、信號太弱，經常出現連接不上的情況。這就是現在非常擁擠的2.4GHz WiFi的存在狀態(tài)，嚴重超載、干擾眾多下成為其急需要解決的問題。
曾經嘗試連不上公共的WiFi么?
如果把2.4GHz下的WiFi比作城市的信息傳輸公路，全球Wi-Fi網絡面臨著時時發(fā)生塞車的窘境。這里“奔跑”的是手機、平板、筆記本電腦、掌上 游戲機，還有各種各樣的移動設備，眾多的設備令2.4GHz頻段的信道非常擁擠，相處經常發(fā)生干擾。
Wi-Fi聯(lián)盟在2011年9月做出統(tǒng)計，聯(lián)盟成員企 業(yè)目前已經達到了450家，Wi-Fi全球用戶超過10億，具有Wi-Fi認證的產品發(fā)貨總量已超20億件，平均每年開發(fā)200萬件產品，龐大的設備與混 亂的無線WiFi網絡設計已經令傳統(tǒng)頻段的WiFi不堪重負。
設備增多 信道擁擠
目前全球最快的Wi-Fi傳輸速度僅為300Mbps，相當于每秒只能傳輸約36MB的內容。信息公路的擁擠首先便會減慢車速，因此傳輸速率必然會有所 下降，很難合格，如果僅僅是瀏覽一下網站或者收發(fā)郵件，當然這個是沒有什么影響，但如果是要進行大流量的數據傳輸，包括高清視頻、在線視頻等，這就有可能 成為手機等移動設備與互聯(lián)網之間帶寬的瓶頸。因為這原本只是一條預計通行小轎車的公路，卻忽然涌進了客車和大型貨車，并且數量越來越多。
5G WiFi
5G Wi-Fi的誕生很好解決現在WiFi面臨的問題，首先它運行在5GHz以上的高頻段，帶寬能提高到40MHz甚至80MHz或更高，傳輸速度最高提升到了1Gbps，每秒可以傳輸約125MB的內容。
5G Wi-Fi就是第五代Wi-Fi技術的簡稱。Wi-Fi技術誕生于1997年，至今已經發(fā)展到了第五代。當年第一代Wi-Fi標準出現的時候，受到工藝和 成本的限制，芯片的工作頻率只能固定在2.4GHz，最高傳輸速率只有2Mbps，相當于每秒只能傳輸約0.016MB的內容。
通信技術與WiFi發(fā)展歷程
隨后出現的802.11a、802.11b、802.11g、802.11n等四個WiFi版本的標準，速度越來越快，現在我們普遍使用的是 802.11n的標準。比如2004年推出的802.11n比之前的802.11g快了10倍，比更早的802.11b快50倍，覆蓋的范圍也更廣。 WiFi芯片的傳輸速率越來越高，但直到802.11n初始還是運行在2.4GHz的頻段上，因此速度仍然滿足不了人們的需求。
真正5G WiFi
盡管較早之前便有手機的WiFi芯片支持雙頻(2.4GHz和5GHz)運行，但其采用的協(xié)議仍然是802.11n標準，沒有采用最新的 802.11ac標準，并非真正意義上的5G WiFi，可以簡單看作是運行5GHz頻段上采用802.11n的WiFi，在性能有所打折。我們如果拿高速公路來比喻5GHz的WiFi頻段，那么 802.11n標準會是奔馳汽車，而802.11ac標準會是更上一層樓，可以理解為跑車。
WiFi進化
真正的5G Wi-Fi是802.11ac，采用了工作在頻率5GHz的芯片，能同時覆蓋5GHz和2.4GHz兩大頻段。除了更快，它還能改善無線信號覆蓋范圍小的 問題，雖然5GHz比2.4GHz的衰減更強，難穿過障礙物，但由于覆蓋范圍更大，考慮到信號會產生折射，新標準反而會更容易使各個角落都能收到信號。
設備支持是關鍵
現在來看，支持工作在5GHz頻段的手機并不是特別多，較為熱門的有小米手機2A、三星Galaxy S4、HTC One與iPhone 5，可以預計將會有越來越多的國內外手機廠商推出新品之時會加入對5G WiFi的支持，其中博通已經在近期研發(fā)出支持5GHz頻段的無線連接集成單芯片，5G WiFi大潮即將會到來。
設備更換成本暫時較高
雖然5G WiFi有眾多優(yōu)點，但市面上支持5G WiFi的路由器仍舊比較少，相對來說價格也會比較貴，這就為商戶更換路由器設備增加成本。雖然我們很多時候在咖啡廳等地方，經常會遇到人多連接不上 WiFi或者連接不穩(wěn)定的狀態(tài)，只需要更換一臺雙頻路由器應該可以解決，但是商戶原來的路由器在還沒有很大的剛性需求的時候，其顯然并不會會花上比傳統(tǒng)路 由器貴上100-300元的價格去更換。不過細想一下，如果在手持設備已經足夠普的時候，你看見一間咖啡店標榜擁有5G WiFi連接，對你是否有吸引力呢?
優(yōu)點一覽
5G WiFi優(yōu)點
1、解決網絡擁堵
面對越來越復雜的使用需求，舊的技術標準變得捉襟見肘。5G Wi-Fi擁有更寬闊的信道選擇，可以解決擁堵問題。
2、提升播放質量
視頻流量的爆發(fā)性成長以及與日俱增的無線裝置，加重了Wi-Fi網絡負擔，導致用戶消費者在觀看影片時很容易遇到播放不順暢、影片下載時間冗長等問題。5G Wi-Fi每秒傳輸速度可達125M，讓每秒下載速度約為30~45M的高清電影傳輸不成問題。
3、更加節(jié)能
由于同一時間傳送的內容更多，設備也能更快地進入低功率的省電模式。比如博通的5G Wi-Fi技術可讓行動裝置降低83%的耗電率，因此可延長裝置的使用時間。
4、信號品質更好
目前2.4GHz頻段Wi-Fi網絡上已經嚴重擁擠，大量設備堆積在一個狹小的頻段中很容易彼此干擾。國內5G頻段使用較少，無線電干擾大為降低，信號 品質有極大提升。另外，雖然5GHz比2.4GHz更難直接繞過障礙物，但由于覆蓋范圍更大，考慮到信號會產生折射，新標準反而會更容易使各個角落都能收 到信號。將來伴隨著5G Wi-Fi大量使用，手機透過Wi-Fi控制家中電視、冰箱、洗衣機才有可能成為現實。
附5G WiFi帶寬速度測試
測試一：我們利用支持5G WiFi的手機分別單獨進行頻段的鎖定，包括5GHz與2.4GHz，繼而運行Speed Test，服務器選擇廣州進行五次速度測試，取平均值，以此來考察下載的速度。由于受到網絡狀況等因素影響，測試結果僅供參考。
從上圖可以看出在2.4GHz的頻段中，WiFi熱點眾多，而且單一信道里面擁有的熱點數很多，造成擁堵;相比較2.4GHz頻段，5GHz頻段的信道更為寬闊，即使同一信道有眾多熱點，但是較寬的信道也能有著不錯的網絡表現。
測試結果顯示在自動模式與5GHz頻段模式下，下行速度要比2.4GHz頻段要快50%以上，而上行速度都有接近30%的領先幅度。只要路由器能夠支持 5GHz頻段，自動模式下手機便會根據信號等情況智能調整，不需要用戶參與。當路由器和網速不再成為傳輸速度瓶頸的時候，2.4GHz頻段較為擁堵與干擾 眾多，對于速度的影響還是挺大的。
測試二：我們采用iPerf軟件測試，記錄支持5GHz路由到手機的傳輸速度，測試采用思科Cisco企業(yè)路由器。
首先我們看到在辦公室內，5GHz頻段的信號比較優(yōu)秀，因此自動模式與5GHz頻段下速度都有很厲害的表現，接近100Mbps的傳輸速度;走廊位置， 信號有所減弱，速度下降不少，但仍然要比2.4GHz頻段要快不少;公司室外的信號更加薄弱，速度再一步下降，但仍然有領先。
總結
5G WiFi的出現是我們對于無線連接不斷需求的產物，更高的傳輸速度、更寬的頻段信道，能夠減少信道的擁擠與干擾，這些都是它的優(yōu)點。現在該技術已經逐漸在 普及當中，而且芯片、設備等也在更新?lián)Q代當中，假以時日，5G WiFi必然會是主流。隨著WiFi技術的發(fā)展，我們憧憬的移動網絡與WiFi網絡的無縫結合時代也慢慢會到來。
