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            無線技術新臺階-802.11ac與802.11ad標準簡介

                802.11n Wi-Fi無線標準剛剛塵埃落定不久,電子電氣工程師協會(IEEE)就已經全面轉入了下一代802.11ac的制定工作,目標是在 2012年帶來千兆級別的無線局域網傳輸速度。802.11ac的核心技術主要基于802.11a,繼續工作在5.0GHz頻段上以保證向下兼容性,但數據傳輸通道會大大擴充,在當前 20MHz的基礎上增至40MHz或者80MHz,甚至有可能達到160MHz。再加上大約10%的實際頻率調制效率提升,新標準的理論傳輸速度最高有望 達到1Gbps,是802.11n 300Mbps的三倍多。


               其實802.11ac項目早在2008年上半年就已經著手開始,當時被稱為“Very High Throughput”(甚高吞吐量),目標直接就是達到1Gbps。到2008年下半年的時候,項目分為兩部分,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備。   不過802.11ac標準甚至還沒有進入草案階段,整整一個月前的11月10日才初次確定了基本輪廓,未來還充滿變數。802.11ac標準草案 2.0版于2012年1月19日正式在IEEE的官方網站上進行投票,2月18日結束投票后將根據結果形成最終的標準。


               而在下一代標準誕生之前,現有的802.11n也會進行過渡性升級,支持三路乃至四路MIMO(多 輸入多輸出)數據流,理論速度可從當前雙路的300Mbps提升到三路的450Mbps、四路的600Mbps。Intel 5300芯片組、蘋果AirPort Extreme(2009年10月升級版)等實際上已經支持三路MIMO數據流,連上新設備即可提供450Mbps的理論傳輸速度。


               802.11ac與802.11n的同與不同
               從核心技術來看,802.11a c是在802.11a無線Wi-Fi標準之上建立起來的,包括將使用802.11a的5GHz頻段。不過在通道的設置上,802.11ac將沿用 802.11n的MIMO(多進多出)技術,為它的傳輸速率達到Gbps量級打下基礎,第一階段的目標達到的傳輸速率為1Gbps,目的是達到有線電纜的傳輸速率。
               802.11ac每個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%的實際頻率調制效 率提升,最終理論傳輸速度將由802.11n最高的600Mbps躍升至1Gbps。當然,實際傳輸率可能在300Mbps~400Mbps之間,接近目 前802.11n實際傳輸率的3倍(目前802.11n無線路由器的實際傳輸率為75Mbps~150Mbps之間),完全足以在一條信道上同時傳輸多路 壓縮視頻流。
               此外,802.11ac還將向后兼容802.11全系列現有和即將發布的所有標準和規范,包括即將發布的802.11s無線網狀架構以及 802.11u等。安全性方面,它將完全遵循802.11i安全標準的所有內容,使得無線Wi-Fi能夠在安全性方面達到企業級用戶的需求。根據 802.11ac的實現目標,未來802.11ac將可以幫助企業或家庭實現無縫漫游,并且在漫游過程中能支持Wi-Fi產品相應的安全、管理以及診斷等應用。

                 新竹科技推出的iMT系列中距無線通信系統,主要是基于802.11n和802.11ac,具體產品參加公司官網http://www.wangkashe.com。

               802.11ad--應用至上 滿足多彩生活
               802.11ad的出現針對的是多路高清視頻和無損音頻超過1Gbps的碼率的要求,它將被用于實現家庭內部無線高清音視頻信號的傳輸,為家庭多媒體應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,由于應用難度的增大,6GHz以下的頻段都不能滿足要求,經過標準制定小組的確定,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國家具備足夠空間以供其工作。并且通過對MIMO技術的支持,在實現多路傳輸的基礎上,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準達到這一水平。由于60MHz頻率的載波穿透能力很差,在空氣中信號衰減也比較嚴重,這就嚴重限制了其傳輸距離與信號覆蓋范圍,有效連接只能局限于一個不大的范圍內。
               不過雖然其信號覆蓋范圍受限制,但其頻譜將會比以往更加“純凈”,因為現在來看,當今在此頻率下工作的設備還比較少。

              所以從應用的角度來看,11ad的出現主要是用來服務于家庭中各個房間內設備的高速無線傳輸,比如實現高清信號的傳輸就相當不錯。


               大家對802.11ac與802.11ad兩大最新千兆無線傳輸標準的基本內容想必已經了解,兩者之間究竟相互處于一個怎樣的獨立于互助的位置?
               1.頻率使用上互不干擾
               上文已經介紹了,兩者所需要的工作頻段完全不同,作為11n的延續,ac主攻6GHz以內的頻段,通過將單通道頻率提升來達到千兆傳輸的目標。而ad直接奮戰在60GHz的高頻段,利用在此頻段設備較少的優勢,為用戶帶來較小范圍內最佳高碼率無線傳輸服務。
               2.主打市場上相互補充
               同樣以千兆WiFi為己任的標準,ac主打傳輸應用,通俗一點就是讓千兆無線傳輸成為可能,完全從傳輸速度上滿足日益增長的需求。
               ad主打的是功能體驗,受制與傳輸范圍的限制,ad主要通過不斷發展的高清視頻和無損音頻需求做出響應,面對此類超過1Gbps的碼率的要求,為家庭用戶無線應用體驗帶來跨越式的進步。


               建設成本
               如果說技術理論已經趨于成熟,那么在應用到實踐中所需考慮的建設成本就成為運營商所關注的焦點問題。

               由于新標準所在頻段較高,這無疑會增加相關建網成本。802.11ac是對802.11n的延續,使用頻段也有重合,建網成本不會有太大差別,特別是規模應用以后,成本會更加接近。而802.11ad由于運行在60GHz超高頻段上,建網及運營成本的確會高出許多,但這一標準主要面向視頻應用,是對現有有線視頻設備的替代,兩大標準有著不同的應用領域。   總結:每一次無線技術的進步都與我們的生活密切相關,與11n的誕生一樣,新千兆WiFi傳輸速率標準的提出是為了滿足我們日益增長的無線傳輸需求,為打造新一代無線網絡生活奠定基礎。

               無論從技術發展的本身或者WiFi使用者對無線傳輸的期待來看,802.11ac/ad標準的確立都是具有特殊意義與使命的,雖然制定出一個兼容并蓄、統一的行業標準還有很長的路要走,最終正式的802.11ac/ad將必然會成為兼容多種數據格式的無線通用技術。

             

                

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