MCPLive > 杂志文章 > 无线再入快车道ac千兆无线有何不同?

无线再入快车道ac千兆无线有何不同?

2012-12-14程航《微型计算机》2012年11月下

802.11n的产品才用了没两年,802.11ac就来了。对于用户而言,可能多的疑问集中在“802.11ac与之前的802.11n相比有什么不同”、“性能会有多大的提升”、“我需要更新家中的设备吗”等问题上。

别着急,本次专门针对802.11ac策划的专题,将从技术概览、应用分析以及产品实测几个方面解答你的疑问……

无线再入快车道ac千兆无线有何不同?
无线再入快车道ac千兆无线有何不同?

802.11ac技术概览

802.11ac技术概览

802.11ac标准的项目始于2008年,这个被业界视为“第五代”的Wi-F i无线标准,是建立在当下正广泛应用的802.11n标准之上的。当下主流的802.11n产品传输速率为300Mb/s,也有一部分提升到了450Mb/s速率,但它们在802.11ac的1G b/s传输速率面前,都显得不那么给力。

自802.11ac开始,后面每一代的新标准,其实都是为了满足更高的数据吞吐量要求而生,802.11ac也不例外。为应对未来潜在的WLAN新型应用,IEEE内部设立有两大项目组,其中之一就是以VHT(Very High Throughput,极高吞吐量)为目标进行研究;另一个则是以既有标准为基础进行扩展,制定出新的标准。在经历过802.11a/b/g/n等标准之后,802 .11ac的目标被定在了在5GHz频段上,单通道链路的低速率为500Mb/s,高可达1Gb/s。为达成目标,802.11ac标准采用了射频增强、MU-MIMO及MAC增强等技术。

射频增强技术

射频增强技术主要是为了让新标准拥有更高的频段和更宽的频宽。因为现在我们所广泛使用的802.11n标准还存在所处频段越发拥挤的尴尬。众所周知,所有Wi-Fi无线设备都是在一段射频频谱或频段上收发信号,而频段的使用需要严格遵从国际规范。802 .11n的主流设备工作在2.4GHz,而这一无线频段除了Wi-Fi无线设备之外,还被蓝牙设备、微波炉等其他设备所共用。这就好像一条高速公路,正常情况下车辆在上面行驶,是能达到高速的。可一旦进入高速公路的车辆过多,就依然会出现拥堵缓行的情况。回到2.4GHz这一无线频段上,当所有设备都在争抢同一个有限的无线频段时,这些设备的无线连接都会因为拥堵而变得缓慢。

802.11ac对美国地区的信道分配方案
802.11ac对美国地区的信道分配方案

802.11ac对欧洲、日本和全球操作类别的信道分配方案。
802.11ac对欧洲、日本和全球操作类别的信道分配方案。

而现在802.11ac标准就绕开了这一问题,它运行在受其他设备干扰相对较少的5GHz频段上。在没有其他设备争抢无线资源的情况下,802.11ac的速度自然可以得到大幅提升。需要特别指出的是,虽然802.11n也支持5GHz频段的运行,但由于技术的原因,它在5GHz下运行表现非常不理想,穿墙后的性能甚至还不如2.4GHz。加之厂商的主要精力都放在2.4GHz的产品之上,基于802.11n5GHz的产品少得可怜,所以对用户来说几乎不具备选择性。

除此之外,802.11ac还能拥有比802.11n更宽的无线频宽。在802.11n标准中,它支持20MHz和40MHz频宽,但802.11ac标准却可以支持20MHz、40MHz,以及80MHz的频宽。同时802.11ac也可选择使用连续的160MHz频带,或者不连续的80MHz+80MHz频带。此外,80MHz频宽的系统也能以更少的天线获得与40MHz频宽系统同样的性能。所以,相比802.11n,802.11ac所具备的双倍频宽是行之有效的高性价比性能提升手段。

802.11n与802.11ac主要规格对比
802.11n 802.11ac
传输方式 OFDM OFDM
运行频段 2.4GHz、5GHz 5GHz
信道带宽 20MHz、40MHz 20MHz、40MHz、80MHz、160MHz 
MIMO支持 4×4 8×8
理论速度 300Mb/s450Mb/s 1300Mb/s

在802.11ac标准草案中,已对美国、欧洲、日本和全球除特定区域外的不同操作类别的信道分配给出了相应的规定。在国内,目前虽然尚不支持这些频段,但该草案仍将中国所使用的5.725GHz~5.850GHz频段纳入了支持范围。

MU-MIMO技术

MU-MIMO(多用户多进多出)技术是建立在802.11n的MIMO(多进多出)技术基础之上的。802.11ac采用这项技术是为了提高AP的多用户数据吞吐量。在MU-MIMO技术中,AP同时传输各自独立的数据流到多客户端。在单一明确的波束成形算法(可将传输距离和覆盖范围大化)和M AC层增强基础的支持下,这项技术能在多个支持单流和双流的客户端同时连接到AP时极大地提升吞吐量,并增加信号的传输距离和覆盖范围。

MAC增强技术

为进一步增强射频性能和提升MU-MIMO的特性,802.11ac标准中还引入了基于MAC层的增强技术。如增加聚合的MAC协议数据单元大小以降低通信的开销;优化请求发送(RTS)/清除发送(CTS)操作以保证更宽的频宽等。这一切都是让802.11ac获得性能飞升,满足更大应用数据吞吐量的有效技术举措。

将在802.11ac支持下获益的新型WLAN应用模式
类型 应用模式
无线显示 台式机的存储和显示、在会议室或礼堂中连接电视机或投影机、
室内游戏信号传输、摄像机到显示器的媒体播放、
专业高清电视机播放显示
分布式高清电视 家庭范围的高清视频传输、飞机、轮船等大型运输设备中的应用、
办公场所的无线网络、远程医疗
高速上传和下载 快速的文件传输和调用、图像浏览、向移动设备传输高清视频、
警用监控数据传输
室外应用 室外视频演示或礼堂内远程视频传输、公共安全网络
制造平台 自动化测试

基于上述种种引入的增强和优化,802.11ac标准就比802.11n标准拥有了极大的优势:通过更宽的频宽和更高的条之旅,获得3倍于802.11n的传输速率;使用并不拥挤的5GHz频段,提供更高的可靠性;新的波束形成标准使信号覆盖范围更广。

802.11ac造福于新型WLAN应用

与802.11n标准相比,802.11ac能让用户体验到的便是在传输速率上的优势。尤其是在各种应用数据量剧增的今天,802.11n设备不管是300Mb/s还是450Mb/s的传输速率,都显得捉襟见肘。笔者曾有过从下载机转移70多G B高清视频和游戏到笔记本电脑上的经历,在802.11n 300Mb/s的设备条件下,漫长的等待使得笔者只能通过去客厅看连续剧打发时间。

事实上,除了海量数据的转移传输,802.11ac的诞生可真正让我们跨入家庭无线高清视频应用的大门。在如此高的传输速率支持下,高码率高清视频在家庭无线局域网内的点播也能够实现。

由此可见,802.11ac逐渐步入实用,将给诸如室内视频游戏的无线显示、摄像机到显示器的媒体播放、家庭内高清视频的无线传播、快速的文件传输及调用、室外远距离视频传输、公共安全网络等方方面面的无线应用提供强有力的支持。

在IEEE的预估中,802.11ac将在2013年开始进入普及阶段,而基于802.11ac标准的相关产品,如无线路由器、智能手机、平板、笔记本电脑,也会在2013年大量涌现。

事实上,各大网络设备生产商已经开始正式布局了。从现在的市场来看,已有多款802.11ac的商业化产品出现在大众面前。对于802.11ac技术和随之而来的应用的分析,我们在此暂告一段落。至于它们的实际表现,在准备本次专题时《微型计算机》评测室已搜集到这些产品,并展开了深入测试。不妨让我们进入《千兆无线第一战——四款802.11ac无线路由器同台竞技》中一探究竟。

分享到:

用户评论

用户名:

密码: