5G 网络和现在 iPhone 使用的 Wi-Fi 有什么区别?速度会更快吗?

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其实最直观的感受就是Wi-Fi比5G便宜很多。如果忽略有线宽带和路由器的成本,你甚至可以认为使用Wi-Fi连接互联网是免费的,而且价格也能体现某些方面的技术因素。为了描述两者之间的区别,我们先从需求开始。

大多数Wi-Fi节点都是私人建设的,而5G基站则由全国各地的运营商建设。在无线局域网中,多个专用路由器不进行通信并共享相同的频谱。 Wi-Fi数据传输是竞争性的,而5G数据传输是非竞争性的,资源集中调度。

Wi-Fi通常连接到专用有线宽带,而5G基站则连接到运营商的骨干网络。因此Wi-Fi一般都有隐私要求,未经许可不能访问。 Wi-Fi 通常连接到私人有线宽带,接入点是固定的。 Wi-Fi移动性要求低、覆盖范围小,而5G基站移动性和小区(单基站覆盖)切换要求强。这种竞争、隐私和移动性需求将带来功能、技术、覆盖、接入、频谱等一系列差异。

频谱接入

Wi-Fi使用的频谱(2.4GHz、5GHz)是非授权频谱。该频谱不分配给任何个人或公司,任何人都可以使用自己的Wi-Fi设备随意访问。 5G使用的频谱是许可频谱,除了获得该频谱的运营商之外,任何人都无权使用该频谱。

很多时候,当你打开设备的Wi-Fi开关时,你会发现附近有大量的无线网络列表,其中大部分都是2.4GHz的路由器,这意味着这个频段非常拥挤,可能存在大量类噪声干扰(Noise-Like Interference)。但WI-Fi频段有限,因此会存在信道资源的竞争。 Wi-Fi的核心空中接口协议是CSMA/CA。具体实现方法是发送前检测通道。如果当前信道繁忙,则等待一段随机时间后再发送。但这样的检测并不是实时的,因此仍然有可能两个路由器同时检测到空闲频谱,同时发送数据,造成冲突,通常会重传、重传。

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在5G网络中,由于接入信息是由基站分配的,并且在分配算法中加入了抗干扰,相比之下,相同技术的基站的覆盖面积会更大,并且在同时,在5G信号传输之前,已经由基站进行了分配。分配了专用“线路”,因此发送前无需检测信道,对冲突重传的要求也很低。

另外,由于运营商需要访问所有地方,所以不需要密码,使用SIM卡中的身份,通过计费网关进行收费;而私人Wi-Fi通常需要密码才能访问。

覆盖范围、Wi-Fi网络和移动通信网络

Wi-Fi的覆盖范围通常较小。相比之下,基站发射功率较高,频段干扰较低,因此覆盖范围更大更广。

当单个无线路由器的覆盖范围不足时,需要多台路由器组成联合网络。例如,单个无线路由器负责某个区域,同时与其他路由器使用相同的名称,相互配合形成整个覆盖范围更广的无线网络。

一般来说,单节点决策系统是最高系统,这意味着在多节点协作的无线网络中,最有效的方式是有一个全网控制器来帮助每个路由器调度和分配频谱资源。在Wi-Fi网络中,家庭路由器中集成的接入点(AP Access Point)与控制器(AC Access Controller)是分离的。 AC控制整个网络并分配资源。

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单个AC的处理速度显然不足以处理全国范围内的数据。每个区域需要一个单独的AC,每个AC也需要协同工作以实现相互通信。这也就形成了无线核心网络(Core Netork),每个AP则形成了无线接入网络(Radio Access Network)。这两部分组成了运营商的移动通信网络。

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从单路由器到多路由器组网,再到全国基站覆盖,这就是5G和Wi-Fi的区别和联系。