802.11ac快得看不见 WiFi步入5G时代

互联网 | 编辑: 何毅 2013-07-16 17:54:00转载

目前,全球著名智能无线路由器品牌JCG已经推出了基于802.11ac标准的千兆双频无线路由器JYR-AC680,而且据悉其价格比同类11AC无线路由都便宜,JCG一直致力于海外市场,其推出的802.11ac系列路由在北美、欧洲、韩国、迪拜等国家和地区已是家喻户晓。

目前,全球著名智能无线路由器品牌JCG已经推出了基于802.11ac标准的千兆双频无线路由器JYR-AC680,而且据悉其价格比同类11AC无线路由都便宜,JCG一直致力于海外市场,其推出的802.11ac系列路由在北美、欧洲、韩国、迪拜等国家和地区已是家喻户晓,如今JCG在国内推出比较低价的11AC产品,或许能为国内第五代WiFi发展起到助推作用,让国内千兆无线时代真正到来。

802.11ac的前世今生

WiFi标准是多个电子行业公司在电气和电子工程师协会(IEEE)的主持下共同制定的,命名为“802.11”,因此5G WiFi的正式学名叫 “802.11ac”。到目前为止,从1997年第一代标准制定至今,WiFi标准经历了802.11、802.11b、802.11g/a、802.11n、802.11ac五代发展历程。

802.11ac中的“ac”并没有特殊含义,只是延续前几代WiFi标准的命名规范。电气和电子工程师协会给每一代给WiFi标准通过加一个英文后缀来命名,如2003年推出的标准称为802.11g,2007年的标准称为802.11n,发展到有突破性的第5代,就按规则起名 802.11ac。

802.11ac性能大揭秘

更高的传输速度是802.11ac的最大特征,最初诞生的802.11无线标准,传输速度仅能达到2Mbps;802.11b标准的速度能达到11Mbps,802.11g/a标准的速度达到54Mbps,到了2007年802.11n标准速度有了质的飞跃——达到标准300Mbps、最高600Mbps。而802.11ac的入门级速度就可以达到450Mbps,高端肯定会达到1Gbps以上。那么,802.11ac如何实现性能大幅度提升的呢?

802.11ac性能大幅提升最主要原因是技术的革新,其中最关键一点就是采用5GHz频段。我们知道WiFi芯片的工作频段就越高,制造工艺也就越复杂。1997年,当第一代WiFi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。虽然它很快得到了拓宽:802.11a、802.11b、802.11g、802.11n等版本的速度越来越快,但它始终不得不面临然一个问题:那就是基于这些标准的网络设备不得不与其它设备,如婴儿监视器、蓝牙耳机,甚至是微波炉等来抢通道,因为这些设备也使用2.4GHz频段。由于所有的设备都在争夺2.4GHz频段的通道,就像公路上挤满了汽车,所有人的行驶速度都会降了下来。

而802.11 ac是在不太拥挤或者说更“清洁”的5GHz频段上工作的,争用带宽的无线设备较少,因此速度也有保障。当然,802.11ac标准具有向下兼容性,确保802.11ac设备可用于现有WiFi网络。

除了新频段这一关键因素外,802.11ac每个信道的工作频率由802.11n的40MHz提升到80MHz。带宽增大可以加倍提升PHY速率,就好比一个六车道的高速公路可以承载比两车道公路更多的车辆,而且可用带宽越宽,无线网络的速度就更快。此外,802.11ac还可选择160 MHz带宽,此带宽可支持连续或非连续80+80 MHz模式。不过5 GHz频段的160 MHz带宽无法全球通用,且支持此特性的设计将会产生更高成本,因此IEEE在802.11ac规范中只是将160MHz带宽列为可选项。

8x8 MIMO天线技术

为了提高数据速率,MIMO天线技术被引入了无线通信标准中。在引入这项技术之前,业界将香农·哈特利定理作为通信通道理论数据吞吐能力的计算模型:容量=带宽×log2(1+SNR)。根据该定理,通过提高通道带宽或信噪比可以提高特定信道的数据传输速率。不过引入具有多个空间流的MIMO天线技术之后,业界就放弃了香农·哈特利定理。在2x2 MIMO系统中,在同一物理通道中使用两个独立的空间流,能够有效地使数据传输速率达到传统的单输入单输出系统数据传输速率的两倍。相应地,4x4 MIMO通道可以实现4倍的数据传输速率,8x8 MIMO通道则可以实现8倍的数据传输速率。

目前,802.11ac新一代无线通信标准不断地使用更多的空间流来提高数据吞吐能力。比如,802.11n采用复杂的4x4 MIMO配置,新一代802.11ac采用8x8 MIMO配置。最吸引人的是,802.11ac拥有MU-MIMO(多任务处理MIMO)的能力,通过相同的频道将波束成型同步传输给不同方向的站点的功能。例如,一个拥有8个天线的无线接入点可以同时在2个分散的站点上使用4x4 MIMO通道,而目前802.11n标准的MIMO设备只能实现点对点存取的连接方式。

全面导入波束形成(Beamforming)技术。

波束形成技术

与此同时,802.11ac还有一个亮点就是全面导入波束形成技术,避免在收发器与接受端装置之间,使用无效的传输路径,实现更好的传输效率。其实,波束形成在802.11n产品上可以实现,但现有产品并未能加以充分利用,也因此802.11ac标准特别将波束形成纳为标准功能,且所有导入此一技术的产品都要能互通运行。

一般来说,连接设备离WiFi发射器越远,传输速率就会越慢。但是使用全面导入波束形成技术的802.11ac,传输速度比上一代标准快了三倍。所以即使离802.11ac的发射器有30米之远,其数据传输速率仍然与距离802.11n发射器10米时一样。

5G WiFi有望取代有线传输

802.11ac无线传输速度已经提升至1Gbps的水平,让用户能体验到更高速度的无线网络,特别是移动设备用户,他们将是最大的受益者。设想这样的场景:用DV拍摄了一段高分辨率的视频,只需要一两秒的时间就可以把视频同步到电视机上或者是电脑上进行播放,也只需要一两秒钟就可以把视频保存到笔记本上。如果通过802.11n等技术,那么上述场景可能只是美好的设想。现在,伴随着802.11ac的出现,上述设想变成了现实。

总结:802.11ac将开创无线技术革命新篇章

每一次无线技术的进步都为我们的生活带来极大的便利,与802.11n的诞生一样,802.11ac标准的提出是为了满足我们日益增长的无线传输需求,为打造新一代无线网络生活奠定基础。无论从技术发展的本身或者WiFi使用者对无线传输的期待来看,802.11ac标准的确立都是具有特殊意义与使命的,虽然制定出一个兼容并蓄、统一的行业标准还有很长的路要走,最终802.11ac将必然会成为兼容多种数据格式的无线通用技术。

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