5G Wi-Fi技术解析：解决网络拥堵不是问题！

近年来无线连接设备的增多，WiFi成为了我们连接上网的常用方式。我们现在所使用的WiFi连接，大部分均是运行在2.4GHz的频率，在这频段上的带宽最高还是20MHz，为的是保证和蓝牙的共存，但是保护间隔率更短。

随着人们对无线连接的速度、稳定性等方面的要求越来越高，更高频段的 5GHz WiFi便应运而生。我们日常所说的5G WiFi便是运行在5GHz频段第五代的无线WiFi连接，与我们所说的3G、4G通信技术是风牛马不相及的。

除了对5G WiFi进行解析之外，我们文章后部分也进行了连接的传输测试，提供一系列数据供消费者直观感受，从结果来看，只要网络路由和网速没有成为瓶颈的情况下，工作在5GHz频段的WiFi要比2.4GHz频段的要快上50%以上，详细可以参考后部分的简单测试。

WiFi越来越拥挤

我们是否时常有感觉，在家里还好，如果在人流密集的公共场所，热点太少、网络拥堵、经常掉线、信号太弱，经常出现连接不上的情况。这就是现在非常拥挤的2.4GHz WiFi的存在状态，严重超载、干扰众多下成为其急需要解决的问题。

曾经尝试连不上公共的WiFi么?

如果把2.4GHz下的WiFi比作城市的信息传输公路，全球Wi-Fi网络面临着时时发生塞车的窘境。这里“奔跑”的是手机、平板、笔记本电脑、掌上 游戏机，还有各种各样的移动设备，众多的设备令2.4GHz频段的信道非常拥挤，相处经常发生干扰。

Wi-Fi联盟在2011年9月做出统计，联盟成员企 业目前已经达到了450家，Wi-Fi全球用户超过10亿，具有Wi-Fi认证的产品发货总量已超20亿件，平均每年开发200万件产品，庞大的设备与混 乱的无线WiFi网络设计已经令传统频段的WiFi不堪重负。

图1：公共场合WiFi连接拥堵
 

无线设备增多 信道拥挤

目前全球最快的Wi-Fi传输速度仅为300Mbps，相当于每秒只能传输约36MB的内容。信息公路的拥挤首先便会减慢车速，因此传输速率必然会有所下降，很难合格，如果仅仅是浏览一下网站或者收发邮件，当然这个是没有什么影响，但如果是要进行大流量的数据传输，包括高清视频、在线视频等，这就有可能成为手机等移动设备与互联网之间带宽的瓶颈。因为这原本只是一条预计通行小轿车的公路，却忽然涌进了客车和大型货车，并且数量越来越多。
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通信技术与WiFi发展历程

5G Wi-Fi的诞生很好解决现在WiFi面临的问题，首先它运行在5GHz以上的高频段，带宽能提高到40MHz甚至80MHz或更高，传输速度最高提升到了1Gbps，每秒可以传输约125MB的内容。

图2：5G WiFi

5G Wi-Fi就是第五代Wi-Fi技术的简称。Wi-Fi技术诞生于1997年，至今已经发展到了第五代。当年第一代Wi-Fi标准出现的时候，受到工艺和 成本的限制，芯片的工作频率只能固定在2.4GHz，最高传输速率只有2Mbps，相当于每秒只能传输约0.016MB的内容。

图3：通信技术与WiFi发展历程 

随后出现的802.11a、802.11b、802.11g、802.11n等四个WiFi版本的标准，速度越来越快，现在我们普遍使用的是 802.11n的标准。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，覆盖的范围也更广。 WiFi芯片的传输速率越来越高，但直到802.11n初始还是运行在2.4GHz的频段上，因此速度仍然满足不了人们的需求。

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真正5G WiFi

尽管较早之前便有手机的WiFi芯片支持双频(2.4GHz和5GHz)运行，但其采用的协议仍然是802.11n标准，没有采用最新的 802.11ac标准，并非真正意义上的5G WiFi，可以简单看作是运行5GHz频段上采用802.11n的WiFi，在性能有所打折。我们如果拿高速公路来比喻5GHz的WiFi频段，那么 802.11n标准会是奔驰汽车，而802.11ac标准会是更上一层楼，可以理解为跑车。

图4：真正5G WiFi

真正的5G Wi-Fi是802.11ac，采用了工作在频率5GHz的芯片，能同时覆盖5GHz和2.4GHz两大频段。除了更快，它还能改善无线信号覆盖范围小的 问题，虽然5GHz比2.4GHz的衰减更强，难穿过障碍物，但由于覆盖范围更大，考虑到信号会产生折射，新标准反而会更容易使各个角落都能收到信号。

设备支持是关键

图5：无线路由器设备

现在来看，支持工作在5GHz频段的手机并不是特别多，较为热门的有小米手机2A、三星Galaxy S4、HTC One与iPhone 5，可以预计将会有越来越多的国内外手机厂商推出新品之时会加入对5G WiFi的支持，其中博通已经在近期研发出支持5GHz频段的无线连接集成单芯片，5G WiFi大潮即将会到来。

支持5G WiFi的路由器较少

虽然5G WiFi有众多优点，但市面上支持5G WiFi的路由器仍旧比较少，相对来说价格也会比较贵，这就为商户更换路由器设备增加成本。虽然我们很多时候在咖啡厅等地方，经常会遇到人多连接不上WiFi或者连接不稳定的状态，只需要更换一台双频路由器应该可以解决，但是商户原来的路由器在还没有很大的刚性需求的时候，其显然并不会会花上比传统路 由器贵上100-300元的价格去更换。不过细想一下，如果在手持设备已经足够普的时候，你看见一间咖啡店标榜拥有5G WiFi连接，对你是否有吸引力呢?
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5G WiFi优点

图6：5G WIFI 优点

1、解决网络拥堵

面对越来越复杂的使用需求，旧技术标准变得捉襟见肘。5G Wi-Fi拥有更宽阔的信道选择，可以解决拥堵问题。

2、提升播放质量

视频流量的爆发性成长以及与日俱增的无线装置，加重了Wi-Fi网络负担，导致用户消费者在观看影片时很容易遇到播放不顺畅、影片下载时间冗长等问题。5G Wi-Fi每秒传输速度可达125M，让每秒下载速度约为30~45M的高清电影传输不成问题。

3、更加节能

由于同一时间传送的内容更多，设备也能更快地进入低功率的省电模式。比如博通的5G Wi-Fi技术可让行动装置降低83%的耗电率，因此可延长装置的使用时间。

4、信号品质更好

目前2.4GHz频段Wi-Fi网络上已经严重拥挤，大量设备堆积在一个狭小的频段中很容易彼此干扰。国内5G频段使用较少，无线电干扰大为降低，信号 品质有极大提升。另外，虽然5GHz比2.4GHz更难直接绕过障碍物，但由于覆盖范围更大，考虑到信号会产生折射，新标准反而会更容易使各个角落都能收 到信号。将来伴随着5G Wi-Fi大量使用，手机透过Wi-Fi控制家中电视、冰箱、洗衣机才有可能成为现实。

5G WiFi带宽速度测试

测试一：我们利用支持5G WiFi的手机分别单独进行频段的锁定，包括5GHz与2.4GHz，继而运行Speed Test，服务器选择广州进行五次速度测试，取平均值，以此来考察下载的速度。由于受到网络状况等因素影响，测试结果仅供参考。

图7：5G WiFi带宽速度测试一

图8：5G WiFi带宽速度测试一

 

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从上图可看出在2.4GHz的频段中，WiFi热点众多，而且单一信道里面拥有的热点数很多，造成拥堵。相比较2.4GHz频段，5GHz频段的信道更为宽阔，即使同一信道有众多热点，但较宽的信道也能有着不错的网络表现。

图9：5G WiFi带宽速度测试结果

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测试结果显示在自动模式与5GHz频段模式下，下行速度要比2.4GHz频段要快50%以上，而上行速度都有接近30%的领先幅度。只要路由器能够支持 5GHz频段，自动模式下手机便会根据信号等情况智能调整，不需要用户参与。当路由器和网速不再成为传输速度瓶颈的时候，2.4GHz频段较为拥堵与干扰 众多，对于速度的影响还是挺大的。

测试二：我们采用iPerf软件测试，记录支持5GHz路由到手机的传输速度，测试采用思科Cisco企业路由器。

图10：5G WiFi带宽速度测试二

首先我们看到在办公室内，5GHz频段的信号比较优秀，因此自动模式与5GHz频段下速度都有很厉害的表现，接近100Mbps的传输速度;走廊位置， 信号有所减弱，速度下降不少，但仍然要比2.4GHz频段要快不少;公司室外的信号更加薄弱，速度再一步下降，但仍然有领先。

总结

5G WiFi的出现是我们对无线连接不断需求的产物，更高的传输速度、更宽的频段信道，能够减少信道的拥挤与干扰，这些都是它的优点。现在该技术已经逐渐在普及当中，而且芯片、设备等也在更新换代当中，假以时日，5G WiFi必然会是主流。随着WiFi技术的发展，我们憧憬的移动网络与WiFi网络的无缝结合时代也慢慢会到来。