802.11ac提升频段利用率 多萤影音串流一次到位

802.11ac将大幅提升Wi-Fi设备工作效率。由于802.11ac将调变方式由64QAM调高到256QAM,同时也改用5GHz频段与MU-MIMO技术,让频宽最高可扩充到160MHz,因此资料传输速率可较前一代802.11n提高三倍,有助改善高画质影音无线串流体验。

为大幅提高传输速率,第五代无线区域网路(Wi-Fi)标准--802.11ac,把调变方式由64QAM提高到256QAM,增加33%的速率,最高频宽由40MHz扩充到80MHz和160MHz,收送的串流数由4×4增加到最多8×8。

透过这些方法,802.11ac将创造出高达6.933Gbit/s的传输速率。而即使是采用80MHz频宽与单一串流在平板电脑或是智慧型手机,也可轻易达到433Mbit/s,相当于原本802.11n 3×3的传输速率(表1)。

N121109001620121109145045

  802.11ac分布於5GHz頻段

由于2.4GHz频段无法满足高频宽的要求,因此802.11ac定义只能在5GHz频段上操作。但是目前市面上大多数现有的Wi-Fi产品只支援2.4GHz频段,为与过去的Wi-Fi产品相连接,大部分的Wi-Fi晶片商都推出可支援2.4/5GHz双频(Dual Band)的802.11ac无线网卡。

由图1、图2可发现,即使在5GHz的频带上,也只有四或五个独立的80MHz频道,以及两个连续的160MHz频道。不同国家开放的5GHz频带范围也不尽相同,例如在中国大陆,只有一个80MHz频道,完全没有160MHz频道。除连续的160MHz频道,802.11ac也可使用两个非连续80MHz和80MHz频道组成一个160MHz频道,如此频道选择可更有弹性,并更容易与传统802.11a/n 共存。

N121109001220121109144632

                                     图1美国5GHz频带分布图

N121109001320121109144632

                               图2欧洲与日本5GHz频带分布图

  802.11ac支援MU-MIMO

除提高传输速率外,802.11ac还定义多使用者(Multi-User)多重输入多重输出(MIMO)(MU-MIMO)来提高频道的利用率。MU-MIMO允许接取点(AP)在同一时间传送不同资料串流给不同的STA,每一个STA最多同时可收到四个资料串流。

如图3所示,三支手机都只有单根天线,传统802.11n AP做法,须分三次各别传送给三支手机,而采用MU-MIMO做法,802.11ac AP可一次传送三个资料串流分别给三支手机,因此手机只需一根天线,就能达到以往三根天线的传输效率。

N121109001420121109144633

       图3 采用MU-MIMO的做法,802.11ac AP可一次传送三个资料串流给三支手机。

大多数的行动装置由于空间及成本考量,往往只配备一根Wi-Fi天线;由于很少有配备三根天线的行动装置,802.11n 3×3 AP的实际效益不大,往往被视为高端利基产品,市场规模并不大;而802.11ac 3×3 AP可支援MU-MIMO,实用性大增,市场接受度应该会大幅提高。

  高画质影音传情 802.11ac搭Wi-Fi Display最速配

802.11n能在最近几年取代802.11g,成为市场占有率最高的无线网路产品,不仅是因为802.11n的传输速率较802.11g快,更重要的是802.11n产品的价格更具有竞争优势。而现有802.11n传输速率已能满足大多数使用者上网的需求,因此802.11ac若想要提高市占率,除强调比802.11n更快的传输速率外,还必须找到一个适合的应用。

Wi-Fi Display采用Wi-Fi Direct或建立通道直接链路(TDLS)来建立无线连线,并透过传输控制通讯协定(TCP)/使用者资料包通讯协定(UDP)传送压缩的影音资料流。802.11ac可支援Wi-Fi Direct与TDLS,其高传输速率能传送高画质的视讯资料,MU-MIMO可同时传送多个资料流。

此外,5GHz频段外部的干扰相对于2.4GHz较少,可使用的频段较多,频段资料传输也较稳定。Wi-Fi Display预计在2012年第三季开始接受认证,到时候可能来不及把802.11ac放进测试规范之中,不过假以时日,Wi-Fi Display必定是802.11ac的重要应用。

  结合802.11ad/ac/n优势 厂商抢推三合一无线网卡

另一个备受瞩目的下一代Wi-Fi标准,便是与802.11ac同时发展的802.11ad;很多使用者常对于802.11ac和802.11ad这两个标准感到混淆,实际上,802.11ad只能运行在60GHz频段,其传输距离也仅约3?5米左右,可提供数Gbit/s的传输速率。

除支援IP网路以外,802.11ad还可支援PCIe、通用序列汇流排(USB)、高画质多媒体介面(HDMI),串列式先进附加技术(SATA)这些高速通道的无线连接,并应用在资料高速传输与无压缩高画质的影音传输。

60GHz和2.4/5GHz搭配一起,可以有互补的效果;802.11ac能提供长距离、跨房间的资料传输,而802.11ad则提供短距离及低延迟的高速传输,目前已有厂商开始推展整合2.4/5/60GHz三个频段的无线网卡。

由于技术难度不低,以及须支援2.4/5GHz双频段,802.11ac新产品的价格目前仍偏高。撇开价格因素不谈,无线晶片与设备开发商能否找更合适、创新的应用模式,进而引发使用者需求,也是802.11ac产品可迅速导入市场的关键。

现阶段,除原本无线上网的需求外,近来利用Wi-Fi传输大量资料或是传输高画质影音的需求也日益增加;毫无疑问,802.11ac一定会进入无线网路的主流市场,甚至像802.11n取代802.11g一样,802.11ac最终会取代802.11n。

(文/Yaffa)

来源:比特网


如果给你带来帮助,欢迎微信或支付宝扫一扫,赞一下。