王 培

為了實(shí)現(xiàn)高帶寬、高質(zhì)量的WLAN服務(wù),使無(wú)線局域網(wǎng)達(dá)到有線以太網(wǎng)的性能水平,802.11n應(yīng)運(yùn)而生。自從802.11n問(wèn)世以來(lái),它就成為了一個(gè)熱點(diǎn),因?yàn)樗壳暗膸捯呀?jīng)能夠達(dá)到300Mbps,未來(lái)還可以達(dá)到450Mbps。但是,你知道802.11n產(chǎn)品究竟能夠帶給我們?cè)鯓拥膽?yīng)用呢?

MIMO技術(shù)的力量

首先我們需要了解一些背景知識(shí)。802.11n之所以能夠大幅度地提升性能并改善傳輸質(zhì)量,MIMO(多輸入、多輸出)是功不可沒(méi)的。MIMO是無(wú)線領(lǐng)域的一個(gè)重要突破,它在處理無(wú)線信號(hào)時(shí),物理上使用了一種名為多路徑的無(wú)線電波技術(shù)。在無(wú)線電波的傳輸過(guò)程中,由于發(fā)送者和接收者之間有一定的距離,使得信號(hào)會(huì)逐漸衰減。另外,信號(hào)在遇到墻、門或者其他障礙物之后,會(huì)被反射和/或被吸收,從而形成更弱的原始無(wú)線電信號(hào)副本。

802.11a/b/g網(wǎng)絡(luò)使用的都是SISO(單輸入、單輸出)技術(shù),只能接收和解碼其中一個(gè)無(wú)線電信號(hào),通常被選中的是信號(hào)最強(qiáng)的信號(hào)。而802.11n網(wǎng)絡(luò)由于使用了MIMO技術(shù),就允許多個(gè)天線同時(shí)接收同一信號(hào)的多個(gè)副本,從而更好地重構(gòu)出原始信號(hào)。而且,接收到并處理的信號(hào)越多,重構(gòu)的信號(hào)和原始信號(hào)的相似度就越高。因此,MIMO相比SISO至少能夠?qū)⒖山邮盏姆秶鷶U(kuò)大兩倍。

另外,MIMO還可以使用多個(gè)天線同時(shí)傳輸多個(gè)數(shù)據(jù)流(或者稱為空間流)。這樣,使用多個(gè)天線傳輸數(shù)據(jù),AP(接入點(diǎn))的性能或帶寬就能有效地提高,目前提升到大約5倍,也就是300Mbps,未來(lái)還可以達(dá)到8倍,即450Mbps;而SISO技術(shù)只能使用一個(gè)天線進(jìn)行發(fā)射數(shù)據(jù)流,其理論極限速度僅僅是54Mbps。打個(gè)比方來(lái)說(shuō),SISO就像一個(gè)單行的鄉(xiāng)間小道;而MIMO則是具有多個(gè)通道的高速公路,其通道越多,在給定時(shí)間內(nèi)能夠承載的交通工具也就更多。

另外一個(gè)有趣的地方是,MIMO支持不同的天線配置。1×2的配置意思是這個(gè)無(wú)線設(shè)備具有1個(gè)發(fā)射端天線和2個(gè)接收端天線,其接收數(shù)據(jù)的最大數(shù)據(jù)率就是300Mbps。同樣地,3×3配置的無(wú)線設(shè)備則具有3個(gè)發(fā)射端天線和3個(gè)接收端天線,它能夠達(dá)到450Mbps的數(shù)據(jù)率,當(dāng)然其前提條件是使用一個(gè)450Mbps的接入點(diǎn)。這在目前300Mbps的基礎(chǔ)上,又將數(shù)據(jù)率提升了50%。

當(dāng)然,這些數(shù)字都是理論上的原始數(shù)據(jù)率的值,而任何的有線或者無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的性能都會(huì)受到各種各樣因素的影響而大幅衰減,這些因素包括:筆記本電腦的配置、網(wǎng)絡(luò)包頭、用戶擁塞控制、距離、障礙物及接口類型等。

在現(xiàn)有的無(wú)線設(shè)備中,Intel WiFi Link 5300適配器是針對(duì)Intel Centrino 2平臺(tái)的,它能夠在網(wǎng)絡(luò)客戶端發(fā)揮3×3天線的最大威力。盡管目前還沒(méi)有支持3×3的AP,但實(shí)現(xiàn)這樣的性能只是時(shí)間問(wèn)題。另外,使用802.11n的無(wú)線AP,還能夠訪問(wèn)現(xiàn)在的各種符合802.11規(guī)范的網(wǎng)絡(luò)。在我買下一部筆記本電腦時(shí),我希望Intel WiFi Link 5300適配器已經(jīng)實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)了。這樣的性能對(duì)于現(xiàn)在和未來(lái)的應(yīng)用程序,如高清視頻流,高像素照片,在線游戲,GB級(jí)別的音樂(lè)收藏、備份等,都將具有非常重要的意義。

基于無(wú)線的視頻應(yīng)用

隨著家庭網(wǎng)絡(luò)的日益普及,以及從互聯(lián)網(wǎng)獲得的視頻內(nèi)容越來(lái)越豐富,很多消費(fèi)電子產(chǎn)品廠商正在他們的視頻產(chǎn)品中添加Wi-Fi功能,以便在整個(gè)家庭內(nèi)可以方便地獲得數(shù)字內(nèi)容,不過(guò)這也使得消費(fèi)電子產(chǎn)品廠商必須從事很多復(fù)雜的系統(tǒng)集成工作。不過(guò)不久前,Broadcom公司已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)了Wi-Fi與視頻平臺(tái)的結(jié)合,用戶可以方便地利用Wi-Fi傳輸技術(shù)把諸如iTunes、 BD-Live 和 Netflix之類的娛樂(lè)應(yīng)用帶到用戶的視頻設(shè)備上。

802.11n是當(dāng)前唯一的能夠?yàn)槎嗝襟w應(yīng)用提供足夠的帶寬、覆蓋區(qū)域及服務(wù)質(zhì)量(QoS)的無(wú)線技術(shù)。Broadcom已經(jīng)對(duì)其802.11n技術(shù)和video over Wi-Fi設(shè)計(jì)進(jìn)行了優(yōu)化,以便克服采用無(wú)線協(xié)議實(shí)現(xiàn)IP電視面臨的技術(shù)難題。采用了Wi-Fi功能的設(shè)備再組合進(jìn)DLNA功能以后,就能夠?yàn)橄M(fèi)者提供一種透明的方法,在整個(gè)家庭內(nèi)實(shí)現(xiàn)電視、個(gè)人電腦、手機(jī)和其他設(shè)備之間的媒體內(nèi)容訪問(wèn)及共享。

Broadcom公司無(wú)線媒體業(yè)務(wù)部總監(jiān)Bill Bunch表示:“我們推出的平臺(tái)使得我們的客戶為其消費(fèi)電子產(chǎn)品添加基于Wi-Fi的視頻功能變得簡(jiǎn)單,與此同時(shí),還能利用Broadcom的數(shù)字電視、藍(lán)光光盤、機(jī)頂盒和IPTV平臺(tái)內(nèi)固有的高性能處理器、3維圖形和MPEG-4高清(HD)能力?！?/p>

在Broadcom的解決方案中,對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的性能進(jìn)行了特別優(yōu)化,以支持包括IPTV在內(nèi)的具有最苛刻要求的視頻應(yīng)用。

目前已有的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)在處理全球IPTV運(yùn)營(yíng)商使用的特殊類型的組播數(shù)據(jù)流和協(xié)議方面仍有困難,導(dǎo)致經(jīng)常出現(xiàn)令消費(fèi)者感到不能接受的視頻缺陷。Broadcom對(duì)其802.11n解決方案已經(jīng)進(jìn)行了優(yōu)化,以便能夠提供足夠的帶寬支持至少3個(gè)HD高清視頻流和4個(gè)SD標(biāo)清視頻流,同時(shí)還保證其在整個(gè)家庭內(nèi)進(jìn)行傳輸時(shí)具有穩(wěn)健的傳輸性能。為了減少吞吐量的不穩(wěn)定性及數(shù)據(jù)包的差錯(cuò),Broadcom采用了一套組合的先進(jìn)PHY技術(shù),包括最大似然解碼、速率與天線選擇算法以及包誤差校正技術(shù)。Broadcom的Wi-Fi解決方案還通過(guò)利用在5 GHz頻段內(nèi)可用的額外信道,減少導(dǎo)致傳輸性能下降的干擾?，F(xiàn)在,這些特有的硬件和軟件功能在Broadcom的IP/衛(wèi)星/有線電視機(jī)頂盒設(shè)計(jì)以及它的數(shù)字電視和藍(lán)光平臺(tái)等5類產(chǎn)品中都已具備。

“在視頻顯示產(chǎn)品中加入Wi-Fi可以很容易地實(shí)現(xiàn)對(duì)家庭中各種設(shè)備內(nèi)的媒體內(nèi)容進(jìn)行訪問(wèn),以及使消費(fèi)者能充分利用寬帶連接在不靠近DSL或有線電視調(diào)制解調(diào)器的設(shè)備上觀賞IPTV。” Parks Associates公司副總裁兼首席分析師Kurt Scherf表示,“當(dāng)視頻設(shè)備制造商力圖跟上和滿足對(duì)這些無(wú)線功能的需求時(shí),他們理所當(dāng)然地會(huì)選擇將那些經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)的連接性技術(shù)集成到他們現(xiàn)有的平臺(tái)中去的解決方案?！?/p>

企業(yè)應(yīng)用已成趨勢(shì)

在多種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中,Wi-Fi因其能夠有效地滿足眾多企業(yè)級(jí)用戶的實(shí)際需求,較藍(lán)牙、UWB、HomeRF等更適合商用而得以迅速發(fā)展。從技術(shù)層面來(lái)看,Wi-Fi已經(jīng)成為無(wú)線應(yīng)用的主力。隨著802.11系列標(biāo)準(zhǔn)陸續(xù)頒布實(shí)施,Wi-Fi在網(wǎng)絡(luò)帶寬、網(wǎng)絡(luò)漫游、網(wǎng)絡(luò)管理、網(wǎng)絡(luò)安全等方面不斷升級(jí),推動(dòng)無(wú)線應(yīng)用上升到更高的層次。

不過(guò)在實(shí)際應(yīng)用和部署中,802.11n還有另一個(gè)難題:和以往的802.11標(biāo)準(zhǔn)不同,802.11n協(xié)議為雙頻工作模式(包含2.4GHz和5GHz兩個(gè)工作頻段),這樣保障了它與以往的802.11a/b/g標(biāo)準(zhǔn)兼容。但是實(shí)際情況是,在2.4GHz頻段,由于舊有低速率的其他標(biāo)準(zhǔn)存在,而WLAN又以最低的無(wú)線接入速率為最終速率,因此用戶為了最終達(dá)到802.11n的高速率,往往只能運(yùn)行在5GHz頻段,所謂2.4GHz的兼容和投資保護(hù)形同虛設(shè)。

以上問(wèn)題在目前也得到了有效解決,最新一代Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)整合了多天線接入點(diǎn),以建立來(lái)自同一套接入點(diǎn)的平行而同步的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。這些重疊的網(wǎng)絡(luò)能夠在信道、模式以及頻段的任意組合上運(yùn)行,從而使 IT 能夠?qū)⒏鱾€(gè)無(wú)線局域網(wǎng)分配到具體的用戶組、應(yīng)用或設(shè)備類型。這樣一來(lái),基礎(chǔ)架構(gòu)便使各機(jī)構(gòu): 能夠在現(xiàn)有環(huán)境中以適宜企業(yè)的速度逐步推出“n”設(shè)備,而不會(huì)與傳統(tǒng)的設(shè)備發(fā)生沖突,用戶無(wú)需進(jìn)行設(shè)備升級(jí);選擇使用 40MHz 信道捆綁在 2.4GHz 和 5GHz 中配置“n”,實(shí)現(xiàn)承諾的 300Mbps 數(shù)據(jù)傳輸速度,即使傳統(tǒng)的“g”或“a”設(shè)備仍然存在;無(wú)需重新設(shè)計(jì)無(wú)線布局就可進(jìn)行配置。

當(dāng)企業(yè)大規(guī)模部署輕量級(jí)AP時(shí),以太網(wǎng)供電通常不能滿足大量AP的用電需求,而最新的超輕量級(jí)AP設(shè)計(jì)無(wú)需高耗電處理器,也就是說(shuō),標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)供電就能夠讓四射頻AP以全速和全覆蓋運(yùn)行。

對(duì)企業(yè)用戶來(lái)說(shuō),上述技術(shù)的實(shí)用性非常明顯,它使得構(gòu)建全無(wú)線企業(yè)網(wǎng)絡(luò)成為可能。不過(guò)802.11n 的實(shí)施需要循序漸進(jìn),而不是強(qiáng)迫用戶完全地更換它。作為一種顛覆性的Wi-Fi技術(shù),802.11n能否在企業(yè)應(yīng)用市場(chǎng)取得成功將是其發(fā)展的關(guān)鍵所在。