無線新時代已經來臨，802.11ac標準作為一個偉大的充滿革命性和創新性地技術標準，將無線接入帶入真正的G位元時代。在2014年，隨著企業將需要支援越來越多的無線裝置和頻寬密集型應用程式，基於新802.11ac標準的Wi-Fi裝置將受到越來越多使用者的關注。《IP領航》將從本期開始聚焦802.11ac，帶領讀者瞭解新技術將帶給我們的新價值。

    802.11ac與802.11n相比主要有四大技術演進：更寬的頻寬繫結、更多的空間流、更先進的調製技術以及更靈活的MIMO機制。

    一、通道繫結

    增加無線電傳輸速度的一個簡單而高效的方法就是給它更多的頻率或者頻寬，802.11a/b/g時代通道只有20MHz，為了獲得更多的頻寬，802.11n引入了通道繫結的技術，將兩個20MHz的通道捆綁在一起，如今802.11ac能夠支援80MHz的通道，即繫結4個通道，並且最高可以支援繫結8個通道，從而整個通道能夠到達160MHz。如果將頻譜資源比喻成馬路的話，802.11a/b/g時代就好像是單車道，承載能力有限，而到了802.11n時代發展為雙車道，大大提高了流量，而802.11ac可以達到8車道，承載能力可想而知（如圖1所示）。

圖1 802.11ac的理論頻寬最高可達160MHz

    表面看來，通道繫結的方式可以帶來更高速率，但是在中國卻有著一個必須解決的現實問題——5GHz頻段頻譜資源有限。在北美，2.4GHz頻段有83.5MHz（3個不重疊的通道）的頻寬，而5GHz頻段能夠承載的流量是2.4GHz的6倍，而且5GHz頻段環境相對比較理想。而在中國，2012年之前5GHz頻段可用資源只有100MHz（5725-5825MHz），這就意味著在802.11a標準中，只有一個可用通道（80MHz），如果要實現蜂窩部署，沒有足夠多的通道可用（如圖2所示）。隨著工信部在2012年底關於5GHz頻段的正式發文，上述問題得到了緩解，工信部明確釋出了5150-5350MHz頻段的使用事宜，並且還在考慮進一步開放更多的頻譜資源。這就意味著在802.11ac標準下，現有頻譜資源至少可以保證有三個互不干擾的80MHz的通道可用，工信部的這一舉措將大大加快802.11ac的商用過程，也是國家著力推廣無線的一個標誌。

圖2 不同標準下的通道劃分

    二、8路資料流

    802.11ac沿用了802.11n的MIMO技術，採用多天線技術，可以在不消耗更多頻寬以及不增加傳輸功耗的前提下，增加資料吞吐量。這種方法把能量分散到多個天線上，從而使得每赫茲傳輸的資料更多，而總能耗保持不變，與此同時多天線設計還增加了可靠性。同樣用道路來作比喻，如果說通道繫結只是增加了某一條馬路的車道數量，那麼MIMO技術則是增加了馬路的數量，這同樣也大大提高了馬路承載能力，可以通過更多的車流量（如圖3所示）。

圖3 802.11ac的MIMO方式理論最高8個空間流

    802.11n理論最多可以支援4路資料流，而802.11ac則可以支援8路資料流。在802.11n標準商用過程中，晶片廠商用了大約兩年的時間，才增加了一路資料流，商用晶片最高也只做到了3路資料流，由於成本和實際效能的原因，4路空間流的商用晶片一直未能面世，而要實現8路資料流的商用難度將會更大，目前為止商用的晶片還是以3路空間流為主。

    三、256QAM調製技術

    802.11ac技術也是通過物理方式加大訊號承載密度實現的，在訊號調製層面802.11n是採用64QAM，而802.11ac則達到了256QAM。QAM發射訊號集一般用星座圖表示，每一個星座點對應一個訊號，星座點數越多，傳輸的資訊量就越大，常見的形式有16QAM、64QAM、256QAM，802.11ac協議標準採用的是256QAM，所以單載波承載的資料量可以達到8個位元（bit），而802.11n只能達到6個位元（bit），所以吞吐量也隨之增加（如圖4所示）。

圖4 64QAM與256QAM的星座圖

    形象點來說，802.11n時代馬路上運輸的交通工具是小轎車，而現在802.11ac時代變成了大貨車，運輸能力自然比以前更大了（如圖5所示）。但是新的調製方案雖然增加了單個載波承載的位元數，同時也相對增加了調製的複雜度，在實際應用中對於訊號的穩定性和抗干擾要求更高,需要更佳專業的無線規劃和實施經驗。

圖5 256QAM調製技術提高單載波資料量

    四、多使用者MIMO（MU-MIMO）

    802.11ac技術演進中還有一個最令人期待的技術，即多使用者MIMO（MU-MIMO），之所以這麼說是因為它會提高單個AP無線接入的終端數，緩解高密部署這一歷史難題。802.11n技術中，同一時間MIMO只允許單使用者使用，而802.11ac可以支援多使用者MIMO，這意味著單個802.11ac的AP可以向兩個或多個裝置傳送不同的資料流。我們可以想象一下走高速道路經過收費站時的情景，無論道路是幾車道，要是收費站的關卡數量不夠或者效率低下，就會引起堵車；同樣，上文介紹的技術只是提高了高速道路的承載量，那麼MU-MIMO將會是提高收費站效率的關鍵技術。可惜，目前第一代802.11ac晶片並不支援這個特性，第二代晶片會在 2014年底推出，到那時才會支援MU-MIMO。

    總的來說，未來802.11ac會給Wi-Fi市場帶來很大的革新，新的技術將會帶來新的Wi-Fi體驗，802.11a/b/g將成為歷史,802.11n也將逐漸變得平庸,802.11ac將成為WLAN市場的主宰。

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