11ac Wave 3其實在2015年9月就已經提出,是由Wi-Fi晶片技術一直以來的領先業者Quantenna提出的。不過筆者起初不太願意提Wave 3,因為依據業界設定理應只有Wave 1、Wave 2,Wave 3的業者個別色彩偏重,不過在CEVA與其他業者也提及Wave 3後,似乎也必須關注一下其技術內容。

Quantenna在調變技術上再精進,提出1024QAM調變,比原有的256QAM調變更具傳輸率...
Quantenna在調變技術上再精進,提出1024QAM調變,比原有的256QAM調變更具傳輸率...

Quantenna提出的Wave 3,強調將傳輸率提升至近10Gbps,具有最高達8 x 8的天線組態,最多可達12個傳輸流(stream)。而Quantenna未提出Wave 3前的Wave 2,大體是4 x 4的天線組態,且在MU-MIMO功效上,初期只能同時傳輸3個Wi-Fi裝置,而後增至4個裝置。

筆者過去即知,11ac即便啟用8 x 8天線,極限傳輸率也僅6.77Gbps,部分文件記載為6.9Gbps,即便概略認定為7Gbps,也離10Gbps有一段距離,為何Wave 3宣稱可接近10Gbps呢?

Wave 3能達10Gbps的第一點是,它同時啟用5GHz頻段與2.4GHz頻段,在5GHz頻段時驅動8組天線,並使用160MHz通道頻寬,如此即可得6.77Gbps傳輸率,而2.4GHz方面則驅動4組天線,使用80MHz通道頻寬(因相關限定,2.4GHz無法使用160MHz通道頻寬),尖峰傳輸率約1.69Gbps。

6.77Gbps加上1.69Gbps,約為8.46Gbps,依然離10Gbps有段距離,但Quantenna在調變技術上再精進,提出1024QAM調變,比原有的256QAM調變更具傳輸率,理論上能再增加25%傳輸量,即每次傳輸8個位元,增加至10個位元。

不過,調變再精進的邊際效應也在遞減,過去64QAM提升成256QAM,傳輸率提升為33%(6個位元增至8個位元),1024QAM則增25%,而更複雜的波形在收發上也容易出錯,這些因素必須考慮。8.46Gbps再增加25%,就有10.575Gbps了,因此宣稱Wave 3有10Gbps速率。

以上是單純加減乘除所求出的極限速率(業界其實也多半如此計算與行銷宣傳),但實務上如此「火力全開」的可能性很低,所以Quantenna未保證達10Gbps,新聞稿上的最佳組態僅寫「near 10Gbps」,且除了極限的12-Stream晶片外,也推行其他低於12-Stream的晶片,如10-Stream、8-Stream,極限速率也降至9Gbps、8.6Gbps。

如果各位更好奇,為何有所謂的Wave 1、Wave 2?其實是可以追溯到2004年、2005年的WiMAX,由於WiMAX被提案加入許多新技術,但所有技術不可能一次到位,因此分成兩階段實現,將技術較容易,或者業界、業者間較先有共識的,放在第一階段實現,反之再第二階段實現,因而有了Wave 1、Wave 2。

這種實現方式,比過去Wi-Fi的11n標準訂立時,許多技術提案僵持不下,而把較爭議、較無共識的技術,另訂成選用性(Optional)標準,似乎更好,因此現在仍在訂立中的5G技術也將區分成Wave 1、Wave 2,有時也會稱為Phase 1、Phase 2,但用意相近。區分成Wave 1、Wave 2的階段性技術實現,逐漸成為業界訂立新標準的共識,但業者自行主張有Wave 3,則稍有搭行銷便車之嫌。

最後,有了這麼高的速率能做什麼呢?或許虛擬實境(VR)的視訊傳輸有需要,以2眼各自需要90fps、1920 x 1080(Full HD)、24-bit True Color規格來看,總共需要8.95Gbps傳輸率,如此即有機會運用9Gbps、10Gbps的Wave 3晶片。

不過,業界也可能屬意另一種高速無線傳輸,即WiGig的IEEE 802.11ad技術,但11ad技術極限速率6.7Gbbps(部分資料為7Gbps),仍可能力有未逮,因此業界正在訂立更快速的接替標準IEEE 802.11ay,目標是增至20Gbps,如此即有機會滿足虛擬實境的需求。

一旦技術可行,商業化的挑戰將轉向如何省電、如何降價,廣義而言這也是個技術方案普及化的Wave 2(第二階段)吧!