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[評析]802.11ac技術上的理想與現實
 

【CTIMES/SmartAuto 陸向陽 報導】   2013年07月02日 星期二

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關於Wi-Fi的新速率標準IEEE 802.11ac,從去(2012)年6月開始大張旗鼓的推展,最初只有筆電、無線路由器採行,而後電視(如LG)也採行,更之後頂級智慧型手機(HTC new One、Apple iPhone 5等)也採行,在各類型產品均採行後,已是個不容忽略的新技術。

最終極強悍的11ac是8組天線同時用上,但這只是理想! BigPic:398x294
最終極強悍的11ac是8組天線同時用上,但這只是理想! BigPic:398x294

雖然11ac已逐漸開展,但嚴格而論,11ac標準尚未正式定案,2012年6月開跑的標準是技術提案的第二份草擬版(Draft 2.0),事隔一年後的2013年6月,Wi-Fi聯盟正式提出11ac的測試驗證方案,但依然不是正式版,僅是第三份草擬版(Draft 3.0),正式版的11ac依據訂立進度,且進度延宕,須至2014年才會定案。

技術範疇廣大

11ac標準與11ac之前的速率標準11n相同,除了都是從草版提案就開始商業化推展外,11ac也是技術範疇廣大,且包含諸多選用性功效,不是每個業者都能完整實現所有技術功效。

先以天線數(嚴格而論,學理上會稱為空間流spatial stream)來說,11n標準允許最多4組天線的收發,但實際商業上,多數業者僅實作到3組,甚只有2組。類似的,11ac標準最高可以有8組天線,但已經推行一年的11ac產品,依然以3組天線為主。

另外,11n每個通道頻寬20MHz,相容原有的11g,但也可選用40MHz,使傳輸率加倍。類似的,11ac相容原本11g的20MHz、11n的40MHz,但還可以進一步選用80MHz、160MHz,使傳輸率增成2倍、4倍之多。不僅於此,11n最多64QAM調變發送,11ac則可進一步到256QAM調變。

再者,11ac也有諸多選用功能,例如低密度的查核碼(Low-Density Parity Check Code;LDPC)、STBC(Space-Time Block Coding)、TxBF(Transmit Beamforming),以及較短的頻段防護間隔(Short Guard Interval;SGI),即從800nS(奈秒)縮短成400nS。

現實與理想

由以上描述可看出,最終極強悍的11ac是8組天線同時用上,通道頻寬160MHz,且使用256QAM調變,碼率5/6,防護間隔400nS等,但實際上能否做到呢?目前的答案為否。

由於11ac技術範疇廣大,業界將分兩波、兩階段實施,第一階段(Wave 1)仍會以80MHz為主,第二階段才會採行160MHz,同時第一階段也是以3組天線為主,第二階段才會導入4組天線。

所以,目前的11ac產品多僅標榜可達Gbps以上傳輸率,一般約是1.3Gbps,這個數據是用3組天線,每組都用400nS間隔、80MHz通道頻寬的組態,如此每組天線433.3Mbps,乘3倍即約1.3Gbps。

MU-MIMO是主要差別

從上述也可看出,11ac的加速手法與11n大體無異,只是更強化精進,但有一點是11ac明顯與11n不同的,即11n僅有MIMO,但11ac有MU-MIMO(MU即Multi-User多使用者之意),可讓一個11ac路由器同時服務2個終端,不再是一個時間內只能服務一個。

因此,所謂的11ac最高8組天線,不能8組都服務單一裝置,單一裝置最多獲得4組天線的服務,若再將160MHz頻寬用上,每組天線866.7Mbps,4組天線約3.47Gbps,這也是11ac的傳輸極限。

換言之,如果筆電、電視內有4組11ac天線,則最高可獲得3.47Gbps的傳輸率,但若天線數減少,傳輸率也會下降,如果是手機內僅允許1組Wi-Fi天線,則傳輸率就會限縮在866.7Mbps(160MHz,400nS)內,現階段則多為433.3Mbps(80MHz,400nS)。

新款Apple AirPort Extreme有6組天線?

最後,近期(2013年6月)蘋果推出的新款AirPort Extreme宣稱有6組天線,是表示已經支援11ac的MU-MIMO功效嗎?答案為否,所謂的6組天線,僅是11n使用3組,11ac使用3組,而非11n或11ac已達4組天線的水準,更沒有達MU-MIMO的終極境界。

正式版仍需要等待

展望未來,若以11n模式來看,11ac的正式版恐怕也是要好事多磨,11n也是從Draft 2.0開始商業化偷跑,約自2007年初開始,一直到2009年10月才完成正式版,過程中出現過11份草版。同樣的,11ac從2012年6月的Draft 2.0版開始,之後又宣布正式版訂立進度延宕,目前為Draft 3.0版,看來正式版仍需要等待一段時間。

(作者為CTIMES特約主筆,他是資深電子媒體工作者)

關鍵字: 802.11ac  MU-MIMO 
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