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Wi-Fi 与 5G 网络的融合及演进思路


            胡赟 虞磊品 余小燕 汪峰
            中国电信股份有限公司浙江分公司



                                                                         摘要：随着5G时代的到来，全球信息化变革
                                                                     步伐日益加快，各种无线通信技术逐步融合。
                                                                     本文对目前5G发展现状和新一代Wi-Fi关键技术
                                                                     802.11ax标准进行了分析和研究，根据无线宽带
                                                                     联盟（WBA）2018年起至今的会议结论和观点，构
                                                                     思了Wi-Fi网络的发展演进思路，在未来较长一段
                                                                     时间内，5G与新一代Wi-Fi网络会逐步融合，在不
                                                                     同领域中发挥各自优势，给各行各业的发展提供
                                                                     优质的网络服务。
                                                                         关键词：5G；Wi-Fi；无线技术；网络演进；
                                                                     802.11ax











                                                                        [1]
                5G网络已经正式面世，5G时代移动数据资费将面临骤降，                       23.799 报告作为下一代系统（Next  Generation  System，
            各类终端设备通过5G网络互联的使用场景已成为现实。在此背                          NGS）的架构规范，2017年1月，“NGCN”一词被“5GC”（5G
            景下，以Wi-Fi为纽带的无线局域网是否会退出历史舞台，成了                        Core  Network，5G核心网络）取代。在Release  14版EPC中，
            公众讨论的一大热点。普遍观点认为Wi-Fi的优势在于无限使用                        网关（包括服务网关SGW、PDN网关PGW和TDF）被分为控制平面
            的流量，一旦5G网络数据进入大容量阶段，Wi-Fi很可能被5G所                      部件和用户平面部件，这一原理称之为控制和用户平面分离
            取代。然而，5G作为第五代移动电话行动通信标准，主要特点                          （Control  and  User  Plane  Separation，CUPS），5G核心网
            是高宽带、低时延和大连接，但缺点是穿透力较弱、衰减大、                           络继承了Release  14版的CUPS体系结构，其中会话管理功能
            能耗大且成本高，低密度用户环境下的全覆盖难以短时间内实                           （Session  Management  Function，SMF）主要负责管理与控
            现。而Wi-Fi的2.4Ghz以及5Ghz的频段相较于5G的毫米波有更强                  制用户平面功能（User  Plane  Function，UPF）的会话环境
            的穿透力，更适用于室内局域网的网络布局需求。Wi-Fi网络                         （Session  Context，SC），并负责与分离的数据面交互，创
            的私密性也更能满足家庭、企业中智能产品的物联网需求。因                           建、更新和删除PDU（Protocol  Data  Unit，协议数据单元）
            此，5G和Wi-Fi并非是互相竞争的替代关系，而是优势互补的依                       会话。与4G网络不同的是，5G核心网络的一个PDU会话可以指
                                                                                           [2]
            存关系。在工业、航空等领域，高带宽、高可靠性的5G移动网                          定一个UPF或者多个UPF提供服务 。
            络更具优势，而对于中小企业和家庭用户来说，Wi-Fi网络的特                            2017年12月，3GPP发布了基于NSA（Non-Stand  Alone，
            性更能满足使用需求。随着开放漫游时代的到来，Wi-Fi将会被                        非独立组网）架构的5G  Release  15早期版本。非独立组网标
            并入5G的架构之中，在4G、5G和Wi-Fi网络中切换将不再有登录                     准是基于NSA架构的5G网络，由于其5G空口载波仅承载用户数
            和中断，融合通信将会是最终目标。                                      据，系统级的业务控制仍需依赖4G网络，这种方式可被视为在
                                                                  现有4G网络上增加新型载波进行扩容。由于依赖4G系统的核心
                一、5G发展简述                                          网与控制面，NSA架构将无法充分发挥5G系统低时延的技术特
                2014年4G初始商用，短短4年后5G就开始了试点，5G的网                    点，也无法通过网络切片、移动边缘计算等特性实现对多样化
            络特点决定了要实现5G信号的全覆盖必然需要巨量的基建投                           业务需求的灵活支持。
            入，因此，5G技术不仅是上网速度的提升，更多的是着眼未                               2018年6月13日，3GPP 5G NR标准SA（Stand Alone，独立
            来，关注人与人、人与物、物与物之间的互联扩展，并为赋能                           组网）方案在3GPP第80次TSG  RAN全会正式完成并发布，这标
            车联网、物联网、工业互联网、AI、AR/VR等行业应用奠定网络                       志着首个真正完整意义的国际5G标准正式出炉。
            基础。2016年9月，5G新无线电（New  Radio，NR）定义了以TR                    标准制定后，全球5G商用网络从2019年下半年便开始加速


                                                       网络电信 二零二一年三月                                            31
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