摘要:说起6G技术,当前可谓是炙手可热。各国政府高度重视6G技术研发,将其视为未来科技竞争的关键领域。例如,中国早在2022年初国务院发布的《“十四五”数字经济发展规划》中,就明确前瞻布局6G网络技术储备,加大研发支持力度并积极参与国际标准化工作。其他国家如美国、日
RAN技术要想在未来取得主动地位,必须留“长”去“短”,保持信令控制中心化的优势,同时用户数据去中心化。
文 | 特约专家 童羽
序言:不和谐的声音?
说起6G技术,当前可谓是炙手可热。各国政府高度重视6G技术研发,将其视为未来科技竞争的关键领域。例如,中国早在2022年初国务院发布的《“十四五”数字经济发展规划》中,就明确前瞻布局6G网络技术储备,加大研发支持力度并积极参与国际标准化工作。其他国家如美国、日本、韩国等也纷纷加大对6G研发的投入和支持力度。美国政府积极推动相关技术研究和产业发展,韩国计划建设6G产业研究以率先占据6G专利技术和国际标准。学术科研领域,全球众多高校、科研机构积极开展6G相关技术的研究工作,在太赫兹通信、通信感知一体化、通信与人工智能融合等潜在关键技术方面不断探索和突破。相关的学术论文发表数量逐年增加,研究成果不断涌现,推动了6G技术的理论发展。各类6G相关的学术研讨会、论坛频繁举办,为科研人员提供了交流合作的平台。媒体对6G的报道不断增加,使6G技术成为社会热点话题,公众对6G的认知度和关注度不断提高。大家对6G带来的高速网络体验、智能生活变革等充满期待,也引发了广泛的讨论。社交媒体上关于6G的话题热度持续攀升,网友们积极分享和探讨6G技术的发展前景、应用场景等。
然而,5G技术在推广过程中,尚未完全实现所有预期的应用场景,部分应用的发展速度较慢。因此,有人质疑在5G尚未充分发挥潜力的情况下,投入大量资源研发6G是否必要。2024年11月13日,中国工程院院士邬贺铨在“2024全球6G发展大会”上直言:尽管5G试图在同一个频段上适应这么多目标,但并未完全达到用户体验的预期。6G的要求更高、更多、范围更宽,如果继续在同一个网络架构和频段上兼容,可能会重蹈5G的覆辙,无法很好地适应大众需求。
另一个关键因素,全球各国都在积极参与6G技术的研发和标准制定,这可能导致标准割裂的问题。不同国家和地区的利益诉求不同,在6G标准的制定过程中可能会存在竞争和冲突。例如,美国、欧洲、日本、韩国等国家和地区都在争夺6G标准的主导权,这可能会影响6G技术的全球统一和协同发展。
现状:WiFi主内RAN主外?
1、室内覆盖
1.1、WiFi
整体路由器市场:奥维云网线上监测数据显示,2024年1-9月中国家用路由器线上市场零售量规模为1209万台,同比下降6.1%。市场上既有传统路由器厂商凭借技术实力和市场占有率占据主导地位,2024年1-9月top3品牌普联、小米、华为的销量份额占比高达75.2%。
WiFi6路由器:2024年1-9月,WiFi6零售量规模为718万台,同比上涨3.8%,其份额依旧稳定在60%左右。
WiFi7路由器:WiFi7产品发展迅速,截至2024年9月,线上销量份额已达14%。奥维云网预测,2024年家用路由器线上市场销量预计为1621万台,若按此比例推算,WiFi7路由器2024年的销量可能在200多万台。从全球范围来看,无线宽带联盟曾公布截至2024年7月全球已有近3亿台WiFi7设备,并且预计到2024年底,全球WiFi7的设备将增至10亿台以上。
开通数量:这方面的数据难以准确统计,因为涉及到众多家庭、企业、公共场所等不同场景下的WiFi使用情况。不过可以知道的是,随着智能设备的普及以及人们对无线网络需求的不断增加,WiFi的开通数量是非常庞大的。并且,在一些公共场所如商场、机场、酒店等,为了满足大量用户的需求,通常会开通多个WiFi网络或设置大量的无线接入点。例如,大型商场可能会有几十个甚至上百个无线接入点来保证顾客的网络使用。
1.2、RAN
RAN室内覆盖系统通过分布式天线系统(DAS)等技术,采用微蜂窝、宏蜂窝等方式,将信号均匀分布到建筑物的每一个角落。国内RAN在室内部署的数量难以统计,根据政府经济委员会的报告,各省都有一定数量的部署,重点覆盖了重要地标、学校、医院、交通枢纽、商圈等。部署数量最多的两个省市是北京和上海。截至2024年12月,北京室内站约16万个,上海已累计建设超21万个5G室内小站。
2、室外覆盖
2.1、WiFi
室外WiFi主要是由政府、企业或机构在公共场所提供的可供公众免费或付费使用的无线局域网服务。主要的公共WiFi网络和覆盖区域如下。
aWiFi:这是覆盖江苏全省的免费公用无线网络,电信、移动、联通用户均可使用。在公共场所搜索到“aWiFi”或“aWiFi-Free”等无线网络,通过简单的认证流程即可使用。覆盖区域包括南京、苏州、无锡、常州、镇江、南通、泰州、扬州、盐城、淮安、宿迁、徐州、连云港等地。
i-jiaxing:这是嘉兴市的公共WiFi网络,覆盖市区内的多个公共场所,包括行政审批中心、公积金中心、住房交易服务大厅、人才市场服务大厅、社会保障局服务大厅等。用户连接后需输入手机号获取上网密码,每个账号每天提供2小时的免费上网时间。
人民广场周边WiFi:在上海人民广场和陆家嘴地区,实地测试了14个公共WiFi网络,包括KFCFREEWiFi、RafflesCityShanghai、ChinaNet-Starbucks等。这些网络在特定地点提供免费或付费的互联网接入服务。
还有运营商部署的专属热点,常见于机场、火车站、汽车站、酒店等场所,通常仅限该运营商的用户使用。用户连接后可通过运营商的认证系统自动接入互联网,如中国移动的CMCC、中国电信的ChinaNet、中国联通的ChinaUnicom等。
2.2、RAN
工信部《2023年通信业统计公报》显示,2023年,我国移动电话基站达到1162万个,其中4G基站629.5万个,5G基站337.7万个。
与上年相比,移动通信基站增加了79万个,4G基站增加了26.8万个,5G基站增加了106.5万个,其他基站(2G/3G)从2022年的249.1万个减少到2023年的195.3万个,减少21.6%。
在全部移动电话基站中,4G基站占54.2%,较上年减少1.5个百分点;5G基站占29.1%,较上年增加了7.8个百分点。
根据最新的全国工业和信息化工作会议数据,截至2024年累计建成开通5G基站超过419万个,实现“乡乡通5G”。5G已融入80个国民经济大类,应用案例数累计超10万个,应用广度和深度不断拓展,正深刻改变生活方式、生产方式和治理方式。
2.3、对比分析
· 室内覆盖
WiFi:在室内场景中占据较高的部署份额。由于WiFi部署成本相对较低、安装简便,并且能够满足室内用户对于高速互联网接入的基本需求,因此在家庭、办公室、商场、餐厅、酒店等各类室内场所广泛应用。尤其是在一些小型商业场所和家庭环境中,WiFi几乎是主要的网络接入方式。在大型商场、写字楼等场所,虽然可能会有其他室内网络覆盖方案,但WiFi仍然是重要的补充,满足用户移动设备的接入需求。总体来说,WiFi在室内部署份额中占比较大,保守估计能达到70%-80%左右,占据绝对主导地位。
RAN:在室内有一定的部署,但份额相对较小。RAN(无线接入网)的室内部署主要是通过室内分布系统,如小型基站等方式来实现。这种方式通常由运营商或大型企业进行建设,用于满足室内区域的高质量、大容量通信需求,例如大型会展中心、体育馆、高铁站等人员密集且对网络质量要求较高的场所。不过,由于建设成本高、部署难度大,其在室内的整体部署份额相对WIFI要小很多,大约在20%-30%左右。
· 室外覆盖
WiFi:在室外场景中的部署份额相对较小。室外WiFi的覆盖主要集中在一些特定的区域,如城市的公共广场、公园、步行街等场所,这些地方通常由政府或相关机构建设免费WiFi网络,为市民提供便捷的网络服务。此外,一些景区、度假区等也会部署WiFi网络,方便游客使用。但总体而言,室外WiFi的覆盖范围和使用场景相对有限,在室外部署份额中占比大约在10%-20%左右。
RAN:在室外场景中是最主要的网络覆盖方式,占据主要的部署份额。RAN的基站建设能够提供大范围的室外网络覆盖,满足人们在户外的通信需求,如城市街道、乡村、高速公路等场景。运营商投入大量资金建设和维护RAN网络,确保其稳定性和可靠性。因此,RAN在室外部署份额中占比很高,估计能达到80%-90%左右,有绝对优势。
前世今生:出身决定架构?
1、WiFi
1.1、诞生背景
WiFi技术最初由澳大利亚科学家约翰·沙利文博士在斯威本科技大学领导的研究小组发明。这一研究小组致力于开发一种能够在家庭和办公室等场所实现高速数据传输的无线技术。这项技术后来被命名为“WiFi”,即“无线以太网”,以体现其无线连接和以太网技术的结合。
WiFi技术的不同版本和配置支持不同的传输速率。其原始标准802.11-1997标准,定义了WLAN的物理层和媒体访问控制层(MAC)的基本规范,支持最高传输速率为2Mbps。随着Wi-Fi6和Wi-Fi7等新一代无线传输技术的普及,WiFi的传输速率将显著提升。Wi-Fi6已经支持高达11Gbps的传输速率,而Wi-Fi7则有望进一步突破这一限制,提供更高的数据传输速度。根据行业预测,WiFi7的传输速度有望大幅提升,部分产品甚至可能达到40Gbps的传输速率,是WiFi6的四倍。这将为用户带来更加流畅的网络体验。
1.2、网络架构
WiFi的网络架构,通常包含至少1个无线接入点(AccessPoint,简称AP)、1个或多个无线终端(Station,简称STA),如下图示。
无线接入点将无线终端连接到Wi-Fi网络,无线终端可以是各种支持WiFi标准的设备,例如手机、笔记本、平板电脑等设备。这些终端设备通过服务集识别码(ServiceSetID,简称SSID)接入无线接入点。无线接入点通过有线接口,实现终端和网络设备的数据传输。
1.3、网络层及应用服务
· IP地址分配和路由
在WiFi网络中,终端通常通过动态主机配置协议(DHCP)获取IP地址。DHCP服务器可以是无线路由器、网络中的服务器等AP设备。
当终端连接到WiFi网络时,会向DHCP服务器发送请求,服务器会分配一个IP地址给终端,并提供其他网络配置信息,如子网掩码、默认网关和DNS服务器地址等。
终端获取到IP地址后,就可以在网络中进行通信。终端的IP地址作为数据包头的源IP地址或者目的IP地址,数据在网络中的传输通过IP路由进行。AP作为网络中的中间节点,负责将数据从一个终端设备转发到另一个终端或互联网上的目的地。AP根据IP地址和路由表来确定数据的传输路径。
· 移动性对终端IP和路由的影响
同一VLAN漫游:终端IP地址,通常保持不变。多个AP连接在同一个VLAN内,终端在不同的AP间切换时始终在同一个VLAN子网内,所以IP地址无需重新获取。例如,在一个大型办公室的同一楼层内,部署了多个AP且处于同一VLAN,员工的移动设备在这些AP间移动时,IP地址不会发生变化。网络路由表中的下一跳地址可能会根据信号强度和AP的连接情况进行更新,但整体的网络路径仍然在同一个二层网络内,所以路由的变化相对较小。终端会根据新连接的AP选择最优的数据传输路径,不过这个过程对于用户来说通常是透明的。
不同VLAN漫游:终端IP地址在跨VLAN的三层(网络层)漫游场景中,终端需要获取新的IP地址。由于不同的VLAN处于不同的IP子网,当终端从一个VLAN下的AP移动到另一个VLAN下的AP时,原有的IP地址在新的子网中可能不再适用。例如,在一个大型商场中,不同区域的AP可能属于不同的VLAN,当顾客从一个区域走到另一个区域时,其移动设备可能需要获取新的IP地址以适应新的网络环境。网络路由表会发生较大的变化,终端需要根据新的IP地址重新确定路由信息,以便数据能够正确地传输
来源:通信产业报