深度解讀 802.11ac無線技術(shù).doc

【IT168評(píng)論】如果說起802.11ac，我們不得不說的一個(gè)組織-電氣和電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)，因?yàn)榫褪窃摻M織制定了相關(guān)規(guī)則，詳細(xì)內(nèi)容如下：1963年1月1日由美國無線電工程師協(xié)會(huì)(IRE，創(chuàng)立于1912年)和美國電氣工程師協(xié)會(huì)(AIEE，創(chuàng)建于1884年)合并而成，它有一個(gè)區(qū)域和技術(shù)互為補(bǔ)充的組織結(jié)構(gòu)，以地理位置或者技術(shù)中心作為組織單位(例如IEEE 費(fèi)城分會(huì)和IEEE計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì))。它管理著推薦規(guī)則和執(zhí)行計(jì)劃的分散組織(例如IEEE-USA 明確服務(wù)于 美國的成員，專業(yè)人士和公眾)?？偛吭诿绹~約市。IEEE在150多個(gè)國家中它擁有300多個(gè)地方分會(huì)。透過多元化的會(huì)員，該組織在太空、計(jì)算機(jī)、電信、生物醫(yī)學(xué)、電力及消費(fèi)性電子產(chǎn)品等領(lǐng)域中都是主要的權(quán)威。專業(yè)上它有35個(gè)專業(yè)學(xué)會(huì)和兩個(gè)聯(lián)合會(huì)。IEEE發(fā)表多種雜志，學(xué)報(bào)，書籍和每年組織300多次專業(yè)會(huì)議。IEEE定義的標(biāo)準(zhǔn)在工業(yè)界有極大的影響。IEEE(讀做eye-triple-e,I-3E)。IEEE定位在科學(xué)和教育，并直接面向電子電氣工程通訊，計(jì)算機(jī)工程，計(jì)算機(jī)科學(xué)理論和原理研究的組織，以及相關(guān)工程分支的藝術(shù)和科學(xué)。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，IEEE承擔(dān)者多個(gè)科學(xué)期刊和會(huì)議組織者的角色。它也是一個(gè)廣泛的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)者，主要領(lǐng)域包括電能，能源，生物技術(shù)和保健，信息技術(shù)，信息安全，通訊，消費(fèi)電子，運(yùn)輸，航天技術(shù)和納米技術(shù). 在教育領(lǐng)域IEEE積極發(fā)展和參與，例如在高等院校推行電子工程課程的學(xué)校授權(quán)體制，當(dāng)然無線網(wǎng)絡(luò)802.11 無線網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)也是其制定的。802.11ac 是由IEEE 802.11ac 工作組 (TGac) 提出的全新WLAN標(biāo)準(zhǔn)，其目標(biāo)是提供超高速(VHT)的本地?zé)o線連接技術(shù)峰值傳輸速率10倍于當(dāng)前WLAN 802.11n HT標(biāo)準(zhǔn)，通信帶寬最高可達(dá)1600MHz(四倍于802.11n標(biāo)準(zhǔn))，及最高8路MIMO信號(hào)通路。802.11ac項(xiàng)目在2008年上半年著手開始，當(dāng)時(shí)被稱為“Very High Throughput”(甚高吞吐量)，目標(biāo)直接就是達(dá)到1Gbps。到2008年下半年的時(shí)候，項(xiàng)目分為兩部分，一是802.11ac，工作在6GHz 以下，用于中短距離無線通信，正式定為802.11n的繼任者，另一個(gè)則是802.11ad，工作在60GHz，市場定位與UWB類似，主要面向家庭娛樂設(shè)備。IEEE小組的目標(biāo)是在2012年帶來千兆級(jí)別的無線局域網(wǎng)傳輸速度。802.11ac的核心技術(shù)主要基于802.11a，繼續(xù)工作在5.0GHz頻段上以保證向下兼容性，但數(shù)據(jù)傳輸通道會(huì)大大擴(kuò)充，在當(dāng)前 20MHz的基礎(chǔ)上增至40MHz或者80MHz，甚至有可能達(dá)到160MHz。再加上大約10%的實(shí)際頻率調(diào)制效率提升，新標(biāo)準(zhǔn)的理論傳輸速度最高有望 達(dá)到1Gbps，是802.11n 300Mbps的三倍多。而在下一代標(biāo)準(zhǔn)誕生之前，現(xiàn)有的802.11n也會(huì)進(jìn)行過渡性升級(jí)，支持三路乃至四路MIMO(多輸入多輸出)數(shù)據(jù)流，理論速度可從當(dāng)前雙路的300Mbps提升到三路的450Mbps、四路的600Mbps。Intel 5300芯片組、蘋果AirPort Extreme(2009年10月升級(jí)版)等實(shí)際上已經(jīng)支持三路MIMO數(shù)據(jù)流，連上新設(shè)備即可提供450Mbps的理論傳輸速度。正式的IEEE802.11ac將必然會(huì)成為兼容多種數(shù)據(jù)格式的無線通用技術(shù)。目前IEEEs 802.11Task Group AC正在不斷的改進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)草案，如何在有限的頻譜資源下達(dá)到址大的實(shí)際傳輸率，同時(shí)確保占用的硬件資源及硬件成本較低是未來IEEE 802.1lac標(biāo)準(zhǔn)的宗旨所在。陸續(xù)推出的IEEE 802.llac設(shè)備將為打造新一代無線網(wǎng)絡(luò)生活奠定基礎(chǔ)。除了在技術(shù)上取得了重大突破，IEEE 802.1lac也得到了產(chǎn)業(yè)界的大力支持，可以預(yù)見它們將會(huì)在未來的中短距離寬帶無線接入市場中占據(jù)非常重要的地位。 802.11ac與802.11n的同與不同從核心技術(shù)來看，802.11ac是在802.11a標(biāo)準(zhǔn)之上建立起來的，包括將使用802.11a的5GHz頻段。不過在通道的設(shè)置上，802.11ac將沿用802.11n的MIMO(多進(jìn)多出)技術(shù)，為它的傳輸速率達(dá)到Gbps量級(jí)打下基礎(chǔ),第一階段的目標(biāo)達(dá)到的傳輸速率為1Gbps，目的是達(dá)到有線電纜的傳輸速率。802.11ac每個(gè)通道的工作頻寬將由802.11n的40MHz，提升到80MHz甚至是160MHz，再加上大約10%的實(shí)際頻率調(diào)制效率提升，最終理論傳輸速度將由802.11n最高的600Mbps躍升至1Gbps。當(dāng)然，實(shí)際傳輸率可能在300Mbps400Mbps之間，接近目 前802.11n實(shí)際傳輸率的3倍(目前802.11n無線路由器的實(shí)際傳輸率為75Mbps150Mbps之間)，完全足以在一條信道上同時(shí)傳輸多路壓縮視頻流。此外，802.11ac還將向后兼容802.11全系列現(xiàn)有和即將發(fā)布的所有標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，包括即將發(fā)布的802.11s無線網(wǎng)狀架構(gòu)以及 802.11u等。安全性方面，它將完全遵循802.11i安全標(biāo)準(zhǔn)的所有內(nèi)容，使得無線連接能夠在安全性方面達(dá)到企業(yè)級(jí)用戶的需求。根據(jù) 802.11ac的實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，未來802.11ac將可以幫助企業(yè)或家庭實(shí)現(xiàn)無縫漫游，并且在漫游過程中能支持無線產(chǎn)品相應(yīng)的安全、管理以及診斷等應(yīng)用。802.11ad-應(yīng)用至上滿足多彩生活802.11ad的出現(xiàn)針對(duì)的是多路高清視頻和無損音頻超過1Gbps的碼率的要求，它將被用于實(shí)現(xiàn)家庭內(nèi)部無線高清音視頻信號(hào)的傳輸，為家庭多媒體應(yīng)用帶來更完備的高清視頻解決方案。從無線傳輸最為重要的頻段使用上分析，由于應(yīng)用難度的增大，6GHz以下的頻段都不能滿足要求，經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)制定小組的確定，高頻載波60GHz頻譜成為了11ad的工作頻段。目前看來，在此頻段上世界上大多數(shù)國家具備足夠空間以供其工作。并且通過對(duì)MIMO技術(shù)的支持，在實(shí)現(xiàn)多路傳輸?shù)幕A(chǔ)上，將使單一信道傳輸速率過1GHz，目前802.11ad草案中顯示的資料表明其將支持近7GHz的吞吐量。面對(duì)如此驚人的無線傳輸能力，背后肯定將有一些短板來限制標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到這一水平。由于60GHz頻率的載波穿透能力很差，在空氣中信號(hào)衰減也比較嚴(yán)重，這就嚴(yán)重限制了其傳輸距離與信號(hào)覆蓋范圍，有效連接只能局限于一個(gè)不大的范圍內(nèi)。不過雖然其信號(hào)覆蓋范圍受限制，但其頻譜將會(huì)比以往更加“純凈”，因?yàn)楝F(xiàn)在來看，當(dāng)今在此頻率下工作的設(shè)備還比較少。所以從應(yīng)用的角度來看，11ad的出現(xiàn)主要是用來服務(wù)于家庭中各個(gè)房間內(nèi)設(shè)備的高速無線傳輸，比如實(shí)現(xiàn)高清信號(hào)的傳輸就相當(dāng)不錯(cuò)。首先，我們比較一下過去的以及未來的Wi-Fi的基本的物理層規(guī)范，如下圖所示。新一代Wi-Fi中的物理層規(guī)范的技術(shù)演進(jìn)如上圖所示，802.11n規(guī)范中最主要的新特性就是通過引入4x4 MIMO技術(shù)，使用了更多的空間流。發(fā)展至802.11ac后，可實(shí)現(xiàn)的最大的空間流可達(dá)8x8 MIMO。此外還有其它的重要改變，包括：可選的160 MHz信道帶寬，以及引入了256-QAM調(diào)制機(jī)制?？偨Y(jié)：每一次無線技術(shù)的進(jìn)步都與我們的生活密切相關(guān)，與11n的誕生一樣，新千兆無線傳輸速率標(biāo)準(zhǔn)的提出是為了滿足我們?nèi)找嬖鲩L的無線傳輸需求，為打造新一代無線網(wǎng)絡(luò)生活奠定基礎(chǔ)。無論從技術(shù)發(fā)展的本身或者無線互聯(lián)使用者對(duì)無線傳輸?shù)钠诖齺砜矗?02.11ac標(biāo)準(zhǔn)的確立都是具有特殊意義與使命的，雖然制定出一個(gè)兼容并蓄、統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)還有很長的路要走，最終正式的802.11ac將必然會(huì)成為兼容多種數(shù)據(jù)格式的無線通用技術(shù)。是否真的需要802.11ac呢?智能終端確實(shí)發(fā)展的很迅速，到了2015年，全球移動(dòng)數(shù)據(jù)流量將會(huì)增加26倍，同時(shí)視頻流量會(huì)占到所有流量的80%以上，甚至?xí)?，最關(guān)鍵的是互聯(lián)網(wǎng)50%的流量將通過WIFI網(wǎng)絡(luò)，所以這是一個(gè)非常明確的信號(hào)，未來的WIFI網(wǎng)絡(luò)將承擔(dān)越來越多的數(shù)據(jù)流量。其次根據(jù)芯片廠商未來三到五年的無線芯片的出貨數(shù)據(jù)，我們可以看到，2013年802.11ac的芯片將會(huì)占到所有手機(jī)芯片的三分之一，到2014年會(huì)占市場份額的三分之二。同時(shí)平板電腦的802.11ac芯片的普及率將會(huì)更高，到2014年幾乎有八成以上的芯片或者網(wǎng)卡全部采用802.11ac標(biāo)準(zhǔn)。“為什么會(huì)有這樣的趨勢產(chǎn)生呢?我想主要是兩個(gè)原因，第一個(gè)是因?yàn)楦蓴_，現(xiàn)在所有的移動(dòng)終端包括我們的筆記本，幾乎都是用 2.4G頻段，那么2.4G頻段的干擾問題一直沒有辦法解決，因?yàn)橹挥腥齻€(gè)可用的信道，同時(shí)功耗也是個(gè)大問題。大家手上的iPhone，我不知道有沒有用超過兩天的，反正我是沒有，我一天要充兩次電。蘋果之所以沒有開放5.8G頻段，或者用更好的芯片，用兩條流、三條流的芯片，很大一部分的原因在于說功耗問題沒有辦法解決，所以，802.11AC在干擾和功耗上面，是它最有價(jià)值的兩個(gè)基礎(chǔ)點(diǎn)，所以我們認(rèn)為，802.11ac接下來將會(huì)得到非?？焖俚陌l(fā)展?！?蔡韡先生回答道。后記：我個(gè)人認(rèn)為隨著智能終端的迅速增長，相關(guān)應(yīng)用對(duì)流量的要