下一代wifi802.11ac

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802.11ac作为IEEE 无线技术的新标准,它借鉴了802.11n的各种优点 并进一步优化,除了最明显的高吞吐特点外,不仅可以很好地兼容 802.11a/n的设备,同时还提升了多项用户体验。 在802.11ac的网络中,每个无线接入点可以接纳更多的客户端,为每 个并行的业务流提供更多的带宽,同时具有更低时延更省电的优点。
但目前全球最快的Wi-Fi传输速度仅为300Mbps(少数可以达到 600Mbps),相当于每秒只能传输约36MB的内容。在人们只利用 它来看网站、处理邮件的年代,这没什么问题。但到了今天,面 对越来越复杂的使用需求,旧的技术标准变得捉襟见肘。因为这 原本只是一条预计通行小轿车的公路,却忽然涌进了客车和大型 货车,并且数量越来越多。
下一代WiFi技术 802.11ac分析
CONTENT
1.IEEE 802.11标准简介
2.第五代Wi-Fi(IEEE 802.11ac)简介
3.802.11ac技术分析
4.802.11ac应用前景
Wi-Fi技术演进时间
IEEE 802.11标准简介
IEEE 802.11a
1999年,IEEE 802.11a标准制定完成,该标准规定无线局域网工作频段在 5.15~5.825GHz,数据传输速率达到54Mbps/72Mbps(Turbo), 传输距离控 制在10~100米。802.11a采用正交频分复用(OFDM)的独特扩频技术;可提 供25Mbps的无线ATM接口和10Mbps的以太网无线帧结构接口,以及TDD/TDMA 的空中接口;支持语音、数据、图像业务;一个扇区可接入多个用户,每个 用户可带多个用户终端。
IEEE 802.11n
Wi-Fi联盟在802.11a/b/g后面的一个无线传输标准协议, 为了 实现 高带宽、高质量的WLAN服务,使无线局域网达到以太网的性能水平, 802.11任务组N(TGn)应运而生。802.11n标准至2009年才得到IEEE的正式 批准,但采用 MIMO OFDM技术的厂商已经很多,包括D-Link,Airgo、 Bermai、Broadcom以及杰尔系统、Atheros、思科、Intel等等,产品包括 无线网卡、无线路由器等,而且已经大量在PC、笔记本电脑中应用。
IEEE 802.11标准简介
IEEE 802.11ac
802.11ac的核心技术主要基于802.11a继续工作在5.0GHz 频段上以保证向下兼容性,但数据传输通道会大大扩充, 在当前 20MHz的基础上增至40MHz或者80MHz,甚至有可能 达到160MHz。再加上大约10%的实际频率调制效率提升, 新标准的理论传输速度最高有望 达到1Gbps,是802.11n 300Mbps的三倍多。
第五代Wi-Fi(IEEE 802.11ac)
“最高理论接入速率6.9Gbps,商用产品最高接入速率1.3Gbps,实际 测试速率高达860Mbps,手机测试的速率也达到了270Mbps……”,这一切 都预示着 802.11ac 协议标准的产品注定要扮演速度颠覆者的角 色。 众所周知,802.11n的最高速率也可以达到300Mbps或450Mbps,但 是由于802.11n的设备大部分是针对2.4GHz频段设计,而2.4GHz频段的可 用信道较少(20MHz频宽模式下有3个可用信道,40MHz频宽模式下只有1 个可用信道),加上还有很多非Wi-Fi设备工作在2.4GHz频段带来的干扰 ,即使协商的连接速率达到300Mbps或450Mbps,但实际的吞吐量依然很 低。相比之下,专门为5GHz频段设计的802.11ac则在频段资源上有着天 然的优势,同时它借鉴了802.11n的优点并进一步优化,拥有了独特的信 道技术和更加细致的射频技术,这些铸就了 802.11ac 的极致速度。
802.11ac中可选的信道带宽
第五代Wi-Fi优点
优点一:解决网络拥堵 Wi-Fi这个高速公路正变得拥挤不堪。目前全球最快的Wi-Fi传输 速度仅为300Mbps(少数可以达到600Mbps),相当于每秒只能传输约 36MB的内容。在人们只利用它来看网站、处理邮件的年代,这没什么 问题。但到了今天,面对越来越复杂的使用需求,旧的技术标准变得 捉襟见肘。5G Wi-Fi要解决的就是这样的问题。 优点二:提升播放质量 视频流量的爆发性成长以及与日俱增的无线装置,加重了Wi-Fi网 络负担,导致用户消费者在观看影片时很容易遇到播放不顺畅、影片 下载时间冗长等问题。5G Wi-Fi每秒传输速度可达125M,让每秒下载 速度约为30~45M的高清电影传输不成问题。
802.11ac中可选的信道带宽
各个国家或地区之间在监管方面的差异将对部署的 信道配置产生很大的影响。160 MHz的信道在中国不 可用,不可能大规模部署160 MHz连续信道。不过, 所有关键的地理区域都提供80 MHz信道(至少1个) 。这样就可以实现在所有主要的全球市场中部署80 MHz信道设备。一个可能的折衷方案是部署支持160 MHz信道的芯片组方案,不过是以非连续模式来实现 。这样就使产品能够在仅允许使用一个80 MHz信道 的地区使用单个80 MHz信道,而在支持多个80 MHz 信道的地区(美国、欧盟、日本、印度)使用2个单 独的80 MHz信道。
WiFi技术的现状
大城市的交通变得日益糟糕,作为无线互联网世界的公路,全球 Wi-Fi网络也面临着时时发生塞车的窘境。这里“奔跑”的是手机 、平板、笔记本电脑、掌上游戏机,还有各种各样的移动设备。 Wi-Fi联盟在2011年9月做出统计,联盟成员企业目前已经达到了 450家,Wi-Fi全球用户超过10亿,具有Wi-Fi认证的产品发货总量 已超20亿件,平均每年开发200万件产品。与此同时,上网需求也wenku.baidu.com在发生变化,收发邮件、浏览网站只是最基本的,人们还希望可 以看电影、玩游戏、听音乐,以及处理各种数据。
IEEE 802.11标准简介
IEEE 802.11g
IEEE的802.11g标准是对流行的802.11b(即Wi-Fi标准)的提速(速度从 802.11b的11Mb/s提高到54Mb/s)。802.11g接入点支持802.11b和802.11g 客户设备。同样,采用802.11g网卡的笔记本电脑也能访问现有的802.11b 接入点和新的802.11g接入点。 不过,基于802.11g标准的产品目前还不多 见。如果你需要高速度,已经推出的802.11a产品可以提供54Mb/s的最高速 度。802.11a的主要缺点是不能和802.11b设备互操作,而且与802.11b相比 ,802.11a网卡贵50%,接入点贵35%。
第五代Wi-Fi(IEEE 802.11ac)
由于多数的802.11n设备是为2.4GHz频段设计,2.4GHz本身的可用信 道较少,同时还有其它工作于2.4GHz频段的设备(例如蓝牙,微波炉 、无线监视摄像机等)的干扰,即使在双空间流40Mhz频宽下其连接速 率能达到300Mbps,但是实际网络环境中,由于相互的信道冲突等原 因,其实际吞吐并不高,用户体验差。802.11ac 是专门为5GHz频段 设计,特有的新射频特点,能够将现有的无线局域网的性能吞吐提高 到可以与有线千兆级网络相媲美的程度。
IEEE 802.11b
1999年9月IEEE 802.11b被正式批准,该标准规定无线局域网工作频段在2.4 ~2.4835GHz,数据传输速率达到11Mbps。该标准是对IEEE 802.11的一个补 充,采用点对点模式和基本模式两种运作模式,在数据传输速率方面可以根 据实际情况在11Mbps、5.5Mbps、2Mbps、1Mbps的不同速率间自动切换,而 且在2Mbps、1Mbps速率时与802.11兼容。802.11b使用直接序列(Direct Sequence)DSSS作为协议。802.11b和工作在5GHz频率上的802.11a标准不兼 容。由于价格低廉,802.11b产品已经被广泛地投入市场,并在许多实际工 作场所运行。
1.信道化技术
而在信道化方面,802.11ac依然沿用了802.11n简单有效的做 法。就如802.11n将相邻的两个20MHz合并为40MHz的做法一样, 80MHz就是通过相邻的两个40MHz合并而来。80MHz必须使用相邻的 40MHz来合并,而且80MHz之间相互没有交叉重叠。由于通过连续 的80MHz合并得来的160MHz少之又少,所以160MHz可以使用不连续 的80MHz来获得,就是80MHz+80MHz模式(如图所示)。
1.信道化技术
40MHz频宽中有主信道和副信道(也就是第二个 20MHz信道)之分,在80MHz中依然也是有区分的。在 80MHz频宽的信道中,必须选一个20MHz作为主信道, 这个主信道所在的40MHz信道中,剩余的20MHz信道称 为副(第二)20MHz信道,而不包含这个主信道的 40MHz称为副(第二)40MHz信道(如图所示)。
第五代Wi-Fi(IEEE 802.11ac)
5G Wi-Fi—第五代Wi-Fi解决的就是这样的问题 。它将传输速度提升到了1Gbps,每秒可以传 输约125MB的内容。以对传输带宽要求最高的 内容高清电影为例的话,一部高清电影每秒的 数据流通常在30-45MB之间,甚至更高。5G Wi-Fi不仅满足了传输条件,多部高清电影的传 输也不是问题,同时也就意味着它可以容纳更 多的用户,不至于因数量过多而产生拥堵。
IEEE802.11标准演进
CONTENT
1.IEEE 802.11标准简介
2.第五代Wi-Fi(IEEE 802.11ac)简介
3.802.11ac技术分析
4.802.11ac技术简介
WiFi技术的现状
现在我们广泛使用的第四代Wi-Fi技术,但 是随着社会的发展,人们对于信息需求的增 大,我们忍不住要数一数Wi-Fi现在的“罪状” :热点太少、网络拥堵、经常掉线、信号太 弱。
CONTENT
1.IEEE 802.11标准简介
2.第五代Wi-Fi(IEEE 802.11ac)简介
3.802.11ac技术分析
4.802.11ac应用前景
802.11ac技术分析
1.信道化技术
2.波速成形
3.MU-MIMO
4.RTS/CTS机制
1.信道化技术
由于5GHz可以提供更多的信道和更宽的频宽,所以 802.11ac 将信道频宽由802.11n的20MHz和40MHz提升到 了80MHz和160MHz。频宽的提升带来可用数据子载波的数 量的提升,40MHz频宽模式下,可用子载波数量只有108 个,而80MHz频宽下可用的子载波数量达到234个,达到 2.16倍的增速。当然这一提升也带来一点小小的副作用 ,因为需要将相同的传输功率分隔到多出来的子载波上 ,这样信号的覆盖范围会稍稍减小,但是总的来说,相 比较速率的提升而言,这是可以接收的。
第五代Wi-Fi优点
优点三:让手机更省电 5G Wi-Fi另一大优点是节能——由于同一时间传送的内容更多,设 备也能更快地进入低功率的省电模式。比如博通的 5G Wi-Fi 技术可 让行动装置降低83%的耗电率,因此可延长装置的使用时间。 优点四:信号品质更好 目前2.4GHz频段Wi-Fi网络上“奔跑”的不仅仅有手机、平板、笔 记本电脑、掌上游戏机,还有各种各样的移动设备。大量设备堆积在 一个狭小的频段中很容易彼此干扰。国内5G频段使用较少,无线电干 扰大为降低,信号品质有极大提升。另外,虽然5GHz比2.4GHz更难直 接绕过障碍物,但由于覆盖范围更大,考虑到信号会产生折射,新标 准反而会更容易使各个角落都能收到信号。将来伴随着5G Wi-Fi大量 使用,手机透过Wi-Fi控制家中电视、冰箱、洗衣机才有可能成为现实 。
第五代Wi-Fi(IEEE 802.11ac)
802.11ac,也被称为超高吞吐量VHT Wi-Fi, 或者GB Wi-Fi或者5G Wi-Fi,这种技术将会突 破GB的传输速率限制,可以实现超过1Gbps 的吞吐量,并且支持多个数据流。官方认证 的802.11ac Wi-Fi产品已在2013年中批量面世 ,预计到2014年底或者2015年初,基于 802.11ac标准的产品将使Wi-Fi速率提升到接 近7Gbps。
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