前世今生 深度解读 802.11ac无线技术

如果说起802.11ac，我们不得不说的一个组织---电气和电子工程师协会(IEEE)，因为就是该组织制定了相关规则，详细内容如下：

1963年1月1日由美国无线电工程师协会(IRE，创立于1912年)和美国电气工程师协会(AIEE，创建于1884年)合并而成，它有一个区域和技术互为补充的组织结构，以地理位置或者技术中心作为组织单位(例如IEEE 费城分会和IEEE计算机协会]])。它管理着推荐规则和执行计划的分散组织(例如IEEE-USA 明确服务于 美国的成员，专业人士和公众)。总部在美国纽约市。IEEE在150多个国家中它拥有300多个地方分会。透过多元化的会员，该组织在太空、计算机、电信、生物医学、电力及消费性电子产品等领域中都是主要的权威。专业上它有35个专业学会和两个联合会。IEEE发表多种杂志，学报，书籍和每年组织300多次专业会议。IEEE定义的标准在工业界有极大的影响。IEEE(读做eye-triple-e,I-3E)。

IEEE定位在科学和教育，并直接面向电子电气工程通讯，计算机工程，计算机科学理论和原理研究的组织，以及相关工程分支的艺术和科学。为了实现这一目标，IEEE承担者多个科学期刊和会议组织者的角色。它也是一个广泛的工业标准开发者，主要领域包括电能，能源，生物技术和保健，信息技术，信息安全，通讯，消费电子，运输，航天技术和纳米技术. 在教育领域IEEE积极发展和参与，例如在高等院校推行电子工程课程的学校授权体制，当然无线网络802.11 无线网络的标准也是其制定的。

802.11ac 是由IEEE 802.11ac 工作组 (TGac) 提出的全新WLAN标准，其目标是提供超高速(VHT)的本地无线连接技术——峰值传输速率10倍于当前WLAN 802.11n HT标准，通信带宽最高可达1600MHz(四倍于802.11n标准)，及最高8路MIMO信号通路。

802.11ac项目在2008年上半年着手开始，当时被称为“Very High Throughput”(甚高吞吐量)，目标直接就是达到1Gbps。到2008年下半年的时候，项目分为两部分，一是802.11ac，工作在6GHz 以下，用于中短距离无线通信，正式定为802.11n的继任者，另一个则是802.11ad，工作在60GHz，市场定位与UWB类似，主要面向家庭娱乐设备。IEEE小组的目标是在2012年带来千兆级别的无线局域网传输速度。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。

而在下一代标准诞生之前，现有的802.11n也会进行过渡性升级，支持三路乃至四路MIMO(多输入多输出)数据流，理论速度可从当前双路的300Mbps提升到三路的450Mbps、四路的600Mbps。Intel 5300芯片组、苹果AirPort Extreme(2009年10月升级版)等实际上已经支持三路MIMO数据流，连上新设备即可提供450Mbps的理论传输速度。

正式的IEEE802.11ac将必然会成为兼容多种数据格式的无线通用技术。目前IEEE's 802.11Task Group AC正在不断的改进标准草案，如何在有限的频谱资源下达到址大的实际传输率，同时确保占用的硬件资源及硬件成本较低是未来IEEE 802.1lac标准的宗旨所在。陆续推出的IEEE 802.llac设备将为打造新一代无线网络生活奠定基础。除了在技术上取得了重大突破，IEEE 802.1lac也得到了产业界的大力支持，可以预见它们将会在未来的中短距离宽带无线接入市场中占据非常重要的地位。　　

802.11ac与802.11n的同与不同

从核心技术来看，802.11ac是在802.11a标准之上建立起来的，包括将使用802.11a的5GHz频段。不过在通道的设置上，802.11ac将沿用802.11n的MIMO(多进多出)技术，为它的传输速率达到Gbps量级打下基础,第一阶段的目标达到的传输速率为1Gbps，目的是达到有线电缆的传输速率。

802.11ac每个通道的工作频宽将由802.11n的40MHz，提升到80MHz甚至是160MHz，再加上大约10%的实际频率调制效率提升，最终理论传输速度将由802.11n最高的600Mbps跃升至1Gbps。当然，实际传输率可能在300Mbps～400Mbps之间，接近目 前802.11n实际传输率的3倍(目前802.11n无线路由器的实际传输率为75Mbps～150Mbps之间)，完全足以在一条信道上同时传输多路压缩视频流。

此外，802.11ac还将向后兼容802.11全系列现有和即将发布的所有标准和规范，包括即将发布的802.11s无线网状架构以及 802.11u等。安全性方面，它将完全遵循802.11i安全标准的所有内容，使得无线连接能够在安全性方面达到企业级用户的需求。根据 802.11ac的实现目标，未来802.11ac将可以帮助企业或家庭实现无缝漫游，并且在漫游过程中能支持无线产品相应的安全、管理以及诊断等应用。

802.11ad--应用至上满足多彩生活

802.11ad的出现针对的是多路高清视频和无损音频超过1Gbps的码率的要求，它将被用于实现家庭内部无线高清音视频信号的传输，为家庭多媒体应用带来更完备的高清视频解决方案。

从无线传输最为重要的频段使用上分析，由于应用难度的增大，6GHz以下的频段都不能满足要求，经过标准制定小组的确定，高频载波60GHz频谱成为了11ad的工作频段。

目前看来，在此频段上世界上大多数国家具备足够空间以供其工作。并且通过对MIMO技术的支持，在实现多路传输的基础上，将使单一信道传输速率过1GHz，目前802.11ad草案中显示的资料表明其将支持近7GHz的吞吐量。

面对如此惊人的无线传输能力，背后肯定将有一些短板来限制标准达到这一水平。由于60GHz频率的载波穿透能力很差，在空气中信号衰减也比较严重，这就严重限制了其传输距离与信号覆盖范围，有效连接只能局限于一个不大的范围内。

不过虽然其信号覆盖范围受限制，但其频谱将会比以往更加“纯净”，因为现在来看，当今在此频率下工作的设备还比较少。

所以从应用的角度来看，11ad的出现主要是用来服务于家庭中各个房间内设备的高速无线传输，比如实现高清信号的传输就相当不错。

首先，我们比较一下过去的以及未来的Wi-Fi的基本的物理层规范，如下图所示。

▲新一代Wi-Fi中的物理层规范的技术演进

如上图所示，802.11n规范中最主要的新特性就是通过引入4x4 MIMO技术，使用了更多的空间流。发展至802.11ac后，可实现的最大的空间流可达8x8 MIMO。此外还有其它的重要改变，包括：可选的160 MHz信道带宽，以及引入了256-QAM调制机制。

总结：每一次无线技术的进步都与我们的生活密切相关，与11n的诞生一样，新千兆无线传输速率标准的提出是为了满足我们日益增长的无线传输需求，为打造新一代无线网络生活奠定基础。

无论从技术发展的本身或者无线互联使用者对无线传输的期待来看，802.11ac标准的确立都是具有特殊意义与使命的，虽然制定出一个兼容并蓄、统一的行业标准还有很长的路要走，最终正式的802.11ac将必然会成为兼容多种数据格式的无线通用技术。　　

是否真的需要802.11ac呢?

智能终端确实发展的很迅速，到了2015年，全球移动数据流量将会增加26倍，同时视频流量会占到所有流量的80%以上，甚至会更高，最关键的是互联网50%的流量将通过WIFI网络，所以这是一个非常明确的信号，未来的WIFI网络将承担越来越多的数据流量。

其次根据芯片厂商未来三到五年的无线芯片的出货数据，我们可以看到，2013年802.11ac的芯片将会占到所有手机芯片的三分之一，到2014年会占市场份额的三分之二。同时平板电脑的802.11ac芯片的普及率将会更高，到2014年几乎有八成以上的芯片或者网卡全部采用802.11ac标准。

“为什么会有这样的趋势产生呢?我想主要是两个原因，第一个是因为干扰，现在所有的移动终端包括我们的笔记本，几乎都是用 2.4G频段，那么2.4G频段的干扰问题一直没有办法解决，因为只有三个可用的信道，同时功耗也是个大问题。大家手上的iPhone，我不知道有没有用超过两天的，反正我是没有，我一天要充两次电。苹果之所以没有开放5.8G频段，或者用更好的芯片，用两条流、三条流的芯片，很大一部分的原因在于说功耗问题没有办法解决，所以，802.11AC在干扰和功耗上面，是它最有价值的两个基础点，所以我们认为，802.11ac接下来将会得到非常快速的发展。” 蔡韡先生回答道。

后记：我个人认为随着智能终端的迅速增长，相关应用对流量的要求也越来越高，例如视频逐渐走向720P、1080P，我们对在线视频也将要求这样清晰度，那么对于流量就产生了更高的要求，在这些因素的驱动下，芯片厂商积极推出802.11ac芯片、网络厂商积极推出预802.11ac无线网络设备，现在只待终端厂商将网卡升级为支持802.11ac的无线网卡，我们就能够真正的享受到千兆无线了，相信随着国际厂商的宣布将会支持，其他厂商也会很快跟进，相信千兆无线不远了。