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新Wi-Fi浪潮來襲,請謹慎沖浪
來源:cnw.com.cn
Ruckus Wireless 中國區技術總監 宣文威 
摘要: 802.11ac正風靡當下。它代表802.11協議創新的又一根本性變革,有望真正實現千兆速率。802.11ac通過利用更寬信道、更高效調制模式(射頻電波內傳輸數據的方式)及多用戶連接(所謂的多用戶MIMO)實現了Wi-Fi性能的跨越式進步。實際上...
Abstract:
Key words :

 802.11ac正風靡當下。它代表802.11協議創新的又一根本性變革,有望真正實現千兆速率。

802.11ac通過利用更寬信道、更高效調制模式(射頻電波內傳輸數據的方式)及多用戶連接(所謂的多用戶MIMO)實現了Wi-Fi性能的跨越式進步。實際上,將來這種進步將一波一波的到來。

然而,第2波要求的新型芯片不同于第1波設備(請閱讀硬件升級)

請銘記不是所有的802.11ac接入點都是相同的。許多使用博通芯片的接入點將受到一些限制,例如無法支持50個以上的加密客戶端。Broadcom.ac內沒有板載CPU,所有Wi-Fi功能由主機(AP's)CPU處理。這就大大降低了效率,因為卸載無法使AP CPU處于低功耗狀態。

一直以來,供應商都在承諾不久將實現千兆速度,你無法真正相信,因為大多數新功能要取決于Wi-Fi接入點管理射頻頻譜的能力。如今大多數企業級AP仍然使用無法控制射頻信號的普通全向性天線設計。



坦白的講,802.11ac最大的優點是運行在信道資源豐富的5GHz頻段——使用25個非重疊信道提供500MHz帶寬(相比之下,使用3個非重疊信道在2.4GHz頻段內只提供83.5MHz帶寬)。

高帶寬信道也可兼容20 MHz 或40 MHz 802.11a 和11n 設備。802.11ac采用了增強版保護機制(RTS/CTS)來動態決定是否全部或僅部分(如主要的20 MHz、40 MHz或80 MHz)高帶寬信道可用于傳輸。

最后,IEEE的一個根本任務是保持向后兼容前幾代802.11協議。作為僅適用于5GHz頻段的技術,802.11ac可同時支持802.11a與11n幀格式和保護機制,并可完全向后兼容二者。

這么說我們已經解決了所有問題,是嗎?還沒有那么快。

頻譜效率:更快速802.11ac之關鍵所在

關于802.11ac,供應商不會告訴你當多個AP使用高帶寬信道時Wi-Fi網絡內的頻譜效率極易降低。


頻譜效率與特定通信系統內給定帶寬中傳輸的信息速率有關,是測定物理層協議對有限頻譜的利用率的方法。



圖片說明:

多用戶MIMO

多個下行鏈路同時傳輸

4×4:4接入點

數據流1

數據流2

數據流3

數據流4

供應商也不會告訴你傳輸更快的調制技術將僅能使信噪比很高的近范圍客戶端(企業接入點所無法提供的優勢)受益。由于5GHz Wi-Fi信號有效范圍較小,而且不像2.4GHz信號可以穿透障礙物,因此范圍也是一個問題。

因此,重點是尋找具有以下特點的802.11ac產品:專注于射頻信號,提高增益以及擴展到實現更高的數據和調制速率。Wi-Fi系統適應多變環境與不同客戶端類型的能力大大增加了其被充分利用的可能性(這讓802.11ac對企業非常有吸引力)。

最后,請記住802.11ac的產生是有成本的——而且是很高的成本。該成本不僅是針對接入點,而且還要支持更高功率802.3at標準的新型PoE交換機,這些都是新型 802.11ac AP所需具備的。


信號路徑控制大大提高了802.11ac的價值

為了使802.11ac達到宣傳的效果,有必要提高對射頻頻譜內信號路徑的控制能力。

以業界從802.11g過渡到802.11n為例——后者引入了多Wi-Fi射頻鏈路(MIMO),即新的PHY速率、空間復用與幀合并——這一點已得到證實。這同樣適用于公司從802.11n轉向802.11ac。

例如,擁有每數據包自適應天線控制、極化分集與主動信道選擇技術,Smarter Wi-Fi AP與802.11一起將256-QAM潛能最大化。這意味著:

較大的SNR/SINR增加了256-QAM有用的下行鏈路范圍

自適應極化分集結合最大合并比(PD-MRC)與更高的上行鏈路接收靈敏度,增加了256-QAM的上行鏈路范圍,以及

AP可選擇容量更大、噪音更低、干擾更少的信道



33% gain (1.3x): 33%增益(1.3x)

隨著信道帶寬的增加,從20MHz到40 MHz,80MHz甚至160MHz,基于頻譜重用、AP數量、傳輸功率、客戶端設備類型以及信道支持等來決定適合每個環境的最佳信道帶寬變得越來越困難了。

利用實際流量的統計建模確定可用的最高容量信道,最終以預測信道選擇來應對這些問題。預測信道選擇有助于802.11ac:

了解任何給定時間下最適于綁定的信道,

根據環境條件的改變而相應地改變信道,

根據客戶端類型和數量、信道帶寬支持以及每個帶寬設置的總流量等環境找到最佳信道設置。

最后,當多用戶MIMO襲來時,必須安裝接入點以直接將Wi-Fi信號導向每個客戶端,以此更好地分配信號。這樣可以產生更高速的持續數據速率并提升客戶端容量,因為用戶可以更快速地登錄和退出Wi-Fi網絡而數據包流失和限制較少。

自適應或智能天線將對任何802.11ac部署帶來不菲的價值。沒有明確的射頻控制,802.11ac性能將受到嚴重限制。

由于在任何給定時間下自適應天線總是將Wi-Fi信號導向盡可能快的路徑,因此提供了更好的頻譜效能——能夠傳輸更大幀,擴展高級調制技術以及實現更高水平的SNR/SINR。

理論上講,802.11ac協議前景樂觀。但歸根結底,提高容量加快數據高速傳輸的最好方法將需要一個更高級的射頻管理方法。沒有它,所做的一切都是在浪費時間和金錢。



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