千兆無線網絡

現有的無線網絡基本上能夠滿足大部分人的應用需求，不過，對于經常傳輸大型文件或者喜歡通過網絡播放高清影片的用戶來說，無線網絡的速度仍差強人意，而且當路由器與客戶端之間的距離增加時，情況還會變得更糟糕。為此，我們寄希望于新的無線網絡標準802.11ac，它承諾通過智能傳輸技術覆蓋更大的范圍，并且數據傳輸會更有效率，信道會更寬，其理論傳輸速率可高達1.3Gb/s。而根據我們的實際使用測試，目前已經推向市場的第一代802.11ac設備在最佳條件下，速度可達553Mb/s，完全能夠流暢地播放任何高清視頻。

802.11ac擁有更高的速率，根據我們的實際使用體驗，它各方面的表現皆相當優秀，但是要將無線網絡遷移到802.11ac標準，我們就必須首先了解新設備的配套情況，了解自己的舊設備是否能夠與之兼容等。下面，CHIP將為大家介紹相關的知識，并介紹802.11ab（WiGig）和可視光通信無線網絡技術，它們的傳輸速率與覆蓋范圍皆有別于802.11ac，被視為是千兆無線網絡技術的另一種選擇。

3倍速度的新標準

新的標準通過一系列的技術創新實現了更高的性能，而且它仍然完全向前兼容。

電氣和電子工程師協會（the Institute of Electrical and Electronics Engineers，簡稱IEEE）發展無線局域網新標準802.11ac的首要目標是提高數據傳輸速率，而為了實現千兆無線網絡，工程師們進行了一系列調整。與現有的802.11n標準相比，802.11ac的頻率更高，信道更寬，可以容納更多的并行數據流。路由器在與多個客戶端同時通信時，可以和不同的客戶端創建相互獨立的傳輸通道。此外，802.11ac改進了調制機制，通過各項技術相結合，最終理論上可實現的傳輸速率達到3.5Gb/s，這是現有802.11n標準理論速率600Mb/s的6倍。目前，已經推出的802.11ac路由器標稱性能為1.3Gb/s，它同時還支持標稱速率為450Mb/s的802.11n無線網絡，并且兩者不會互相影響。

5GHz而不是2.4GHz

無線網絡使用的無線電波頻段大多為2.4GHz，802.11ac則使用5GHz，由于每次振蕩都只能發送一定數量的信息，因此更高的頻率每秒的振蕩次數會更多，所以數據流的傳輸速度要快得多，并且5GHz頻段可用的信道更多，信道寬度也較大。除此之外，使用5GHz頻段的設備較少，相互干擾會少很多。相對來說，使用2.4GHz頻段的設備非常多，除了802.11g和802.11n標準的無線網絡設備以外，無繩電話以及嬰兒監視器等各種無線通信設備都要使用2.4GHz頻段，甚至微波爐也都工作在2.4GHz頻段，因此所有使用2.4GHz頻段的設備難免相互干擾。由于幾乎在任何地方都有許多干擾源，所以工作于2.4GHz頻段的設備很少能夠工作在最快的數據傳輸速率上，通常在實際使用時設備都會迫不得已地調整到穩定但緩慢的低速傳輸模式。

相比之下，使用5GHz頻段支持802.11ac標準的無線網絡設備通?？梢哉业娇臻e的信道。此外，工作于5GHz頻段的802.11ac設備的信號穿透能力已經不再成為問題，可以輕松地穿越墻壁和天花板。根據我們的實際使用體驗，即使在四面墻壁之外，仍能取得非常好的傳輸效果，特別是發送到客戶端的信號仍舊很強。

快速的MIMO技術

5GHz頻段的另一個優點是它具有一個達到2.4GHz頻段10倍左右的信道范圍。因此，802.11ac設備有更多的信道可以使用，在遇到干擾的情況下，可以輕松地切換到其他空閑的信道上工作。802.11n綁定多個信道的寬度也僅有40MHz，可使用128個子載波，而802.11ac信道寬度可以高達160MHz，可使用512個子載波，數據傳輸速率的增加十分明顯。

其次，802.11ac路由器能夠同時與每一個客戶端建立自己的通信通道。目前，802.11n路由器所有的客戶端會均分傳輸信號，在一個特定的時間段中僅支持與一個終端設備進行通信，這大大限制了數據的傳輸速率。而802.11ac通過MU-MIMO（多用戶、多輸入、多輸出）技術，能夠對客戶端的信息了如指掌，可以有針對性地同時發送多個數據流到不同的客戶端上。通過所謂的波束成形（Beam forming）通用信號處理技術，進一步控制信號的傳播與接收。明顯改善信噪比，大大提高網絡傳輸速率、覆蓋范圍和性能，讓系統的數據吞吐量成倍地提高。不過，波束成形雖然已經成為了802.11ac技術規范的一部分，但卻只是可選的功能項。所以很多時候它只能夠在同一廠商生產的路由器和終端設備之間工作，這是我們購買和使用802.11ac無線網絡設備時必須注意的事情。

每個周期發送更多數據

802.11ac的技術創新讓數據流傳輸的速度更快，新的標準改進了調制方法，增加了無線信號的信息密度。

無線網絡通過無線電信號傳輸數據流，需要將數據流打包成無線信號。以用于802.11g和802.11n無線網絡的正交振幅調制（Quadrature Amplitude Modulation，簡稱QAM）為例，發射機需要將發送的數據轉換為所謂的“符號”，并根據調制方法確定“符號”編碼坐標的“相位”和“振幅”。接下來，發射機需要發送兩個具有相同“振幅”的無線電波，但在時間上彼此錯開“相位”的值，接收機在接收到無線電信號之后，將按照相反的過程區分相應的數據，還原二進制信號。

正交振幅調制通常有二進制QAM（4QAM）、四進制QAM（l6QAM）、八進制QAM（64QAM）。以16QAM為例，發射機會將數據流分割為4bit的區塊并轉換為“符號”，在一個周期中可以傳輸4bit。如果希望增加的信息內容達到8bit，那么我們必須采用新的調制方法，給出更精確的坐標，802.11g和802.11n無線網絡使用64QAM的調制方法，在每一個周期中傳輸8bit的數據，而802.11ac使用256QAM調制方法，最多可以將16bit的數據打包到無線信號中。

在無線網絡信號較弱的情況下，如果接收設備無法精確地還原數據流，那么就會觸發測試機制，設備將切換到一個較簡單的調制方法，使用較少的“符號”嘗試傳輸數據，這可以確保在無線電信號較弱的情況下仍可成功完成傳輸任務，但是速度會比較慢。由于802.11ac路由器同時提供802.11ac和802.11n無線網絡路由器的功能，因而，802.11ac標準還提供了插入字段等方式以確保兩者不會產生沖突?？偠灾?02.11ac的各種創新技術，讓802.11ac無線網絡擁有了更高的性能。

過渡到802.11ac

由于802.11ac完全向前兼容，所以在產品大量上市之后，我們可以加快升級現有家庭網絡的步伐。

如果準備將無線網絡升級到802.11ac，那么我們必須先計劃好。目前，已經有一些802.11ac的路由器產品進入市場，但為數不多，僅有Buffalo無線網橋等極少數的802.11ac設備，其他的產品仍遲遲未見。

因而，除非我們已經購買了配備802.11ac無線網卡的筆記本電腦或者在看到本文的時候其他的802.11ac設備已經開始大規模推向市場。否則，我們可以考慮暫緩升級計劃，因為在相關產品大規模上市之后，802.11ac路由器和相關產品的價格都將大幅降低。

我們可以利用802.11ac路由器和無線網橋來升級網絡，它能夠同時為802.11ac和802.11n無線設備提供接入服務，并為無線網橋提供高速的無線連接，而無線網橋則可以與無線路由器建立高速無線連接，并為客廳電視機等設備提供有線連接服務，避免再為這些設備另外敷設電纜。

很快將推出大量802.11ac設備

CHIP實驗室已經測試了多款802.11ac路由器，由于802.11ac終將取代802.11n標準，所以廠商們正計劃推出更多的設備。

華碩公司已經推出了一款路由器RT-AC66U，而在2012年年內，它還將推出多款802.11ac產品，除了一款型號為RT-AC67U的路由器產品以外，還有供桌面電腦使用的PCI-E無線網卡PCE-AC66以及USB接口的網卡USB-AC53。2012年9月，D-Link也發布了使用USB接口的802.11ac適配器DIR-865L，該產品配有兩個天線，標稱速度高達866Mb/s。除此之外，思科也將推出新的802.11ac路由器，但是暫時還沒有具體產品的相關信息。

第一臺支持802.11ac的筆記本電腦（華碩G75VW）現在已經推出，不過，支持802.11ac的智能手機和平板電腦則需要等到2012年年底才能見到。

芯片制造商Atheros、Broadcom和Marvell公司已經推出了用于新標準的無線網卡芯片，802.11ac標準的無線網卡應用于移動設備會有一定的優勢，5GHz頻段的天線比較小，更適合安裝在移動設備中。

802.11ad：

更快的速度、更短的距離

802.11ad無線網絡標準能夠提供高達7Gb/s的數據傳輸速率，但它只能夠在數米的范圍內工作。

802.11ac標準的開發目標是讓平時我們使用的無線網絡可以變得更快，而802.11ad標準的開發目標則是實現無線家庭影院、各種移動設備以及顯示器、驅動器等輸入輸出設備的無線對接。在數米的距離和沒有阻擋的情況下，802.11ad無線網絡將可以達到7Gb/s的傳輸速率，不過，預期要到2014年才能夠看到第一臺802.11ad標準的設備。

802.11ad也被稱為WiGig（Wireless Gigabit，無線千兆比特）標準，它工作在60GHz頻段，在該頻段有更寬裕的信道可供使用，4個802.11ad信道的寬度差不多是當前802.11n信道寬度的50倍。因而，能夠實現極高的數據傳輸速率，甚至足以直接傳輸未壓縮的全高清視頻數據，讓我們可以通過智能手機和電視機直接播放高清視頻。

802.11ad和802.11ac一樣支持波束成形技術，也同樣使用相同的調制方法。考慮到與移動設備快速傳輸數據的過程中可能會消耗設備太多的能量，因而，802.11ad也允許在單載波模式下以較節能的方式進行數據傳輸，但傳輸速度仍然高達4.6Gb/s。

另外，802.11ad還有一項特殊功能，那就是可以提供其他傳輸協議的接口，這使得開發者借助它可以輕松地開發出高性能的硬件，通過它發送音頻、視頻信號各種輸入輸出設備以及USB和PCI-E接口的信號。

802.11ad的缺點是雖然在近距離能夠實現極高速的傳輸速率，但是遇到障礙物后無線電波特別容易減弱，使用2.4GHz、5GHz、60GHz等3頻段的路由器可以在一定程度上解決問題，在擁有多頻段、多速率的網絡接入服務的情況下，可以在需要同步文件時將智能手機放在路由器旁，享受千兆無線網絡的傳輸速度，而平時在其他房間訪問互聯網時使用其他頻段，雖然速度較慢但已經足夠了。

光傳輸速率高達800Mb/s

可見光不同于5GHz的無線網絡無線電波，但是工作頻率非常高，它同樣可以用于傳輸數據。

德國柏林海因里希赫茲研究所和西門子的研究人員已經成功地開發出了可視光通信系統，其傳輸速率高達800Mb/s?？梢暪馔ㄐ畔到y的調制器功能類似于無線網絡的路由器，天花板的LED燈或地板上的地燈都可以是接入點，而接收器則需要配備自己的光電傳感器和回傳的LED燈。由于工作頻率非常高，LED燈的閃爍速度非?？欤说难劬Ω杏X不到，不會對環境光線產生不良的影響。

除此之外，該技術還有許多其他的優點。一方面，可以很容易地屏蔽光，防止信息外泄，而且它的干擾源更少。同時，也不用擔心通信被攔截，因為接收器必須直接在光照的范圍內。該技術特別能在醫院、飛機和生產車間中發揮作用，由于擔心干擾其他設備，所以現有的無線網絡技術在這些場合都無法發揮作用，而可見光通信系統沒有這方面的問題。在一般家庭，通過桌面或者地面上的燈同步智能手機數據，也是非常有意思的事情。

千兆移動網絡LTE Advanced

LTE Advanced將提供高達1Gb/s的下載速度和高達500Mb/s的上傳速度，LTE-Advanced作為LTE（Long Term Evolution）的升級版本，和802.11ac一樣完全向后兼容，它可以捆綁使用更寬的信道，支持MIMO技術。除此之外，LTE Advanced在基礎設施方面有一些創新，一方面引入中繼技術，形成了“基站-中繼點-用戶終端”的系統結構，有效利用了整個系統的時間、頻率、空間資源，增加了覆蓋范圍。另一方面，LTE Advanced終端可以處理混合網絡，從而能夠同時與多個基站連接，這兩種創新避免了以往移動通訊網絡基站信號范圍不足影響通信質量的問題。而現有的LTE無線電廣播站可以通過軟件升級以支持新的標準，只是終端必須從一開始就支持LTE Advance。