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IEEE 802.11ac无线应用发展前景看好

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3x3 MIMO传输机制,可有效提升传输效能。securedgenetworks
3x3 MIMO传输机制,可有效提升传输效能。securedgenetworks

随着FCC(Federal Communications Commission)针对Unlicensed National Information Infrastructure(U-NII)装置在5GHz频段采更开放的管理态度,除了增加可在户外使用的额外频谱,未来也将在5GHz频段下,采行更精简的装置授权机制,借此策略提升频谱使用率,Wi-Fi网络使用的态势也持续正向发展。

据统计,家庭内的Wi-Fi装置目前已可达7组左右,预估5年内,家庭内的Wi-Fi设备可以增加到20个。因此,针对Wi-Fi使用频段,不管是室内或是户外,都需要有更快速、更弹性,以及可容纳更多装置同时接取的Wi-Fi无线网络服务架构。

IEEE 802.11ac因应多装置同时接取需求,可满足效能与多装置同时接取弹性。velocity

IEEE 802.11ac因应多装置同时接取需求,可满足效能与多装置同时接取弹性。velocity

移动设备采2 x 2 MIMO可兼具较佳传输距离与高效能要求。Broadcom

移动设备采2 x 2 MIMO可兼具较佳传输距离与高效能要求。Broadcom

不同传输模式下的理论传输速度差异。D-Link

不同传输模式下的理论传输速度差异。D-Link

IEEE 802.11 Wave 1&2规格表

IEEE 802.11 Wave 1&2规格表

FCC调整5GHz使用规范  IEEE 802.11ac Wave2爆发技术潜能

现有的Wi-Fi设备、移动设备,大多利用2.4GHz、5GHz两大频段内的195MHz频谱空间进行数据传输,至于美国联邦通讯委员会(FCC)再扩充新的5GHz频段的特定范围,亦有助于Wi-Fi设备用户取用更趋接近理论的Wi-Fi传输极速、同时亦可增Wi-Fi AP有更大范围的Wi-Fi网络覆盖率,以改善人潮密集区域、多用户同时接取网络资源无法避免的Wi-Fi网络拥塞问题。

由于FCC已对U-NII装置,加入5GHz频段的户外使用限制,因此可提供在5GHz下使用MU-MIMO的联网技术,将可在多用户、高效能存取等多重技术实践目标上,取得更大的使用空间。

搭配近来在移动设备、网通设备都相当热门的IEEE 802.11ac Wave2标准,在通讯标准、管理机制与产品支持上,立即可享用MU-MIMO串流技术,AP和用户端设备均能强化其效能,提升效益。

预料在2015-2016年,会有一半以上的设备,会支持新颖的IEEE 802.11ac Wave2标准,芯片与终端产品设计,也会陆续释出对应IEEE 802.11ac Wave2标准优化的网通解决方案或是终端产品,能用以提升整体数据传输效率、运行弹性的MU-MIMO技术,势必成为相关业者最重要的技术评估重点。

FCC通过将于5GHz频段增辟100MHz频谱的规划,预期可增加更多Wi-Fi分流通道,搭配IEEE 802.11ac Wi-Fi技术搭配更多频谱资源,以纾解Wi-Fi流量,甚至未来用户在机场、车站等公共场所,使用新一代Wi-Fi网络接取资源,也将得益于多天线与更多频谱资源,为设备连接网络提供更快的联网效能,而多天线架构与新标准,也将有助为新一代1Gbit/s Wi-Fi未来技术奠基。

尤其是U-NII网通设备,往往会影响到移动设备户外接取Wi-Fi的效能,因为以往为了提供公众区域的宽频网络接取需求,U-NII网通装置可在5GHz频段内使用555MHz频谱,透过U-NII接取网络服务,可提供该设置区域更多元、弹性的宽频无线网络接取选择,不仅能有效纾解移动设备大量接取无线数据传输(3G/4G Lte)资源的传输流量外,也可弹性用于如高速无线网络桥接或是家庭应用。

再加上FCC的新措施,除解除室外使用采行5GHz频段的Wi-Fi网络装置禁令,同时还扩充网通设备的Permissible Power(容许功率)范围,使接取点(Access Point)装置的传输品质更为稳固,同时也减少旧款Wi-Fi设备经常发生的网络堵塞现象。

在移动设备方面,初期导入IEEE 802.11ac网通芯片的终端产品,以Android移动智能装置为多,而继Android智能移动设备大量装载后,Apple的新款iPhone 6、iPhone 6 Plus,也紧接跟进提升Wi-Fi网通技术规格,等于加速IEEE 802.11ac网通规格普及,而在移动设备大量装载IEEE 802.11ac芯片方案后,终端装置大量使用复杂度更高的IEEE 802.11ac解决方案,也将带动芯片商、量测设备等业者积极投入IEEE 802.11ac芯片相关解决方案研发。

智能手机全面升级  芯片业者推进阶方案抢食高端市场

目前的IEEE 802.11ac通讯解决方案,大多仍锁定Android中?高端设备,与Apple新款终端设备为主,用量增加可望带动相关通讯解决方案市场竞争,压缩搭载IEEE 802.11ac芯片的成本,2015年的低价?低端终端设备,将可望全面搭载IEEE 802.11ac网通技术方案。

众芯片业者竞相推出IEEE 802.11ac网通技术方案,为增加市场优势,相关业者也积极增加自家网通方案新卖点,如Qualcomm即发布整合IEEE 802.11ac应用功能的移动处理器,同时运用移动设备内部LP-PCIe传输界面,进而取代传统MIPI整合方案,建置低延迟、高速的2 × 2 MIMO进阶天线设计,同时还提升移动设备约两倍于IEEE 802.11ac的实际传输速率。

不只芯片业者积极抢进,在大量移动设备、网通设备导入趋势下,也将同时增加产品的量测需求,甚至是搭载IEEE 802.11ac手机即开始激增,IEEE 802.11ac发展趋势持续聚焦多用户?多重输入?多重输出(MU-MIMO)天线技术、IEEE 802.11ac搭配60GHz IEEE 802.11ad的通讯整合方案,不只要提高多装置的同时连线传输效能,还要能进一步实现3G?4Gbps的Multi-gigabit传输速率!

但分析Wi-Fi网通应用发展,也会导致多天线、高传输效能在新频段环境下的测试难度,再加上多用户的测试环境更趋复杂,对新一代网通设备的测试难度正逐步提高。

进阶Wi-Fi应用增温  测试验证负荷骤增

罗德史瓦兹(R&S)近期也发布了针对高速IEEE 802.11ac网通信号的解调、多埠射频元件应用测试的网络分析设备、测试信号产生器、频谱分析仪等,用以因应大量的产品测试需求。以新型24埠矢量网络分析设备为例,该款设备透过模块化设计架构于单机设备整合24组独立的RF测试埠,测试流程可发挥平行测试(Multi-DUT)效益,再将测试效能提升4?6倍,满足产线的大量测试需求。

紧接在IEEE 802.11ac网通技术方案之后,是IEEE 802.11 ac Wave 2(IEEE 802.11ac 2.0)应用市场,一般预期IEEE 802.11ac大量装载应用是2014年开始逐步拉升需求,而后继的IEEE 802.11 ac 2.0标准,可望延续2014 Q3Q4的扩展气势,包含Qualcomm Atheros、Broadcom、Marvell等重量级网通芯片开发商,都已相继投入产品研发。

IEEE 802.11ac已自中?高端智能手机、逐步渗透至平板电脑与笔记本电脑,未来也将持续向低端产品用量渗透,加上智能手机功能持续升级、强化IEEE 802.11ac Wave 2在用户端设备的装载需求,预料中?高端产品装载需求将逐渐增温。

Qualcomm Atheros、Broadcom及部分Wi-Fi射频元件业者,已加速布局IEEE 802.11ac 2.0产品,由于IEEE 802.11ac 2.0应用多用户?多重输入?多重输出(MU-MIMO)技术,相较IEEE 802.11ac网通标准对射频前端元件Linearity(线性度)要求更高,这对射频元件厂商来说是更高的设计挑战。

除MU-MIMO技术亮点外,Wave 2推出主要功能还包括波束成形、多重串流传输、256QAM调变等,对Tx(发射器)及Rx(接收器)的技术要求更高,相关元件均透过精密分析、校正。