新标准崛起,无线WiFi的“无限”升级

wifi新标准802.11ax凶猛来袭
现在,基于ieee 802.11ac标准的超快路由器终于进入主流市场,而强悍的工程师们又正在打造全新的硬件来超越这些设备的性能。这并不是说802.11ac即将败下阵 来,毕竟,ieee到2013年12月才正式批准该标准,只是能够提供该标准的所有功能和特性的芯片组仍然处于开发中。
大多数第一波802.11ac路由器是基于802.11ac标准的草案,而一些较新的路由器(例如netgear的6天线nighthawk x6)则正在利用一些技巧来从该技术中获得更高的性能,第二波802.11ac路由器将会在2015年面市。这些设备将会在不太拥挤的5ghz频段运行,但它们将利用802.11ac标准的几个 可选因素:首先,它们将支持称为mu-mimo(多用户多输入/多输出)的功能,这允许它们同时传输多个空间流到多个客户端。其次,它们会捆绑5ghz频段的多个通道来创建单个通道,来提供160mhz的带宽(第一波802.11ac路由器也可以捆绑5ghz通道,但捆绑的 通道只有80mhz宽)。第三,802.11n和第一波802.11ac路由器支持最多三个空间流,而第二波802.11ac路由器将支持高达8个空间流。
在最近的一次发布会上,wi-fi联盟的技术副总裁greg ennis表示,ieee预计802.11ac标准将会由802.11ax标准承继。虽然该标准组织要到2019年3月才会批准该标准,但基于该标准草案的产品可能会在2016年进入市场,正如我们看到802.11n和802.11ac产品出现在这些标准正式被批准之前。
根据ennis表示,802.11ax的主要目标之一是,让单个网络客户端的无线速度翻两番,不只是提高网络整体速度。中国制造商华为公司(该公司有工程师在ieee 802.11ax工作组工作)已经报告称,在5ghz频段wi-fi连接速度可达10.53gbps。这个802.11ax标准将会帮助高密度用户换机提高wi-fi性能,例如公共场所的热点。这将通过更有效地使用频谱、更好地管理干扰以及改进底层协议(例如介质访问控制数据通信)来实现。这可以让公共wi-fi热点更快和更可靠。
802.11ax标准还将使用正交频分多址(ofdma)来提高路由器传输的数据量。与ofdm(正交频分复用)一样,ofdma在多个子载波频率编码数据,实质上就是装载更多数据到相同的空间量。ofdma的“多通道”是指分配这些子载波频率的子集到单个用户。
用于家中数据传输的wigig
如果将所有的短距离通信技术看做是一个舰队的话,那么wigig无疑是其中的一个超级战舰——运行在60ghz频段的wigig技术,理论峰值可以达到 7gbps。从定义上看,wigig是工作在60ghz频带上,实现数千兆位元速度传输的无线传输技术,相比目前广泛部署的wi-fi技术,其传输距离更 短,但是速度却是802.11n技术的10倍多,可以达到6gbps。这样的速度意味着十几秒之内就可以完成一部普通dvd的内容传输。在频谱资源日益紧 缺的今天,wigig瞄准了尚未商用的60ghz频段,这意味着不仅可以在短距离内实现高速传输,还可以避免其他设备干扰,提高频率利用率。
与此同时,wigig标准的另一大优势在于它可以跟目前的wi-fi很好地融合。 wigig技术很大部分是由传统wi-fi技术延伸而来的,因此它能够向下兼容802.11n的能力:当用户距离ap(热点)较远,其无线连接将自动选择 传输速度较慢但传输距离更远的频段(如802.11n);而当用户距离ap较近时,系统将自动切换到60ghz频段,以获得更高的连接速率。此外,在信号 加密方面,wigig设备将兼容802.11的wpa2加密算法,确保它与现有无线网络的互联互通。
同时,802.11ad标准也面临技术上的限制。比如:60ghz载波的穿透力很差,而且在空气中信号衰减很厉害,其传输距离、信号覆盖范围都大受到影响,这使得它的有效连接只能局限在一个很小的范围内。在理想的状态下,802.11ad最适合被用来作为房间内各个设备之 间高速无线传输的通道。在整合802.11s和802.11z的基础上,802.11ad完全可以用来实现设备之间的文件传输和数据同步,速度将比第二代蓝牙技术快1000倍以上。当然,802.11ad最主要的用途还是用来实现高清信号的传输。
看起来很美,但别高兴得太早
据悉,联网速度的提升得益于新的无线电技术,名为mimo-ofda。mimo指代的是多输入多输出,也就是使用多根天线向设备发送多股数据流。自802.11n标准以来,这项技术就已经得到了应用。ofda是正交频分复用(ofdm)的变种,后者已经被广泛应用于4g网络和之前的wi-fi标准当中。
国内硬件厂商华为(将加入到ieee 802.11ax的研发团队当中)已经完成了mimo-ofda系统的测试,并在实验室当中使用现有5ghz wi-fi频段达到了10.53gbps的联网速度。相信厂商和用户都已经迫不及待地想要使用这种新技术了吧?
但事实可能并非如此。目前“最新最快”的802.11ac标准不过在今年1月份才刚刚获批,虽然外界对其拥有很高期望,但大多数的客户端目前还并不支持该标准,而兼容客户端的推出还非常缓慢。
企业级设备的情况同样如此。尽管主要wlan厂商在去年年末就已经推出了支持该标准的企业级硬件,但市场的大规模采纳还未开始。这也就是说,大多数企业和热点网络如今依然在使用802.11n或更老的wi-fi标准。
因为wlan和客户端的速度只能达到相同的水平,想要推动基础设施(接入点)的升级就只能依赖于令人信服的业务案例,以及802.11ac客户端的大规模普及。那些依然还在使用802.11g或802.11n wi-fi技术的客户端只能获得与之匹配的联网速度,即便网络已经升级到了802.11ac。这些速度更慢的客户端将会降低每个人的整体网络效率,即便是对于802.11ac的改革者来说。
另一个需要被着重考虑的现实情况,也是外界在谈论802.11技术革新时经常被忽略的是,手持设备才是未来wi-fi技术的主导。
对于平板电脑和智能手机这样的手持设备来说,它们最大的问题是电池容量有限。如今的大多数智能手机使用的都是802.11n标准,mimo水平也是最低的,仅支持一股数据流。支持802.11ac标准的移动设备还属凤毛麟角,不过它们的确正在不断涌现。但是,因为有限的电池能力,这类设备对于 802.11ac支持可能可能只会被限制在单数据流,距离该标准真正的实力相去甚远。

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