385faea5b4be6fd3aafbb5f0a4f5e158 各家網通廠在產品規劃中差不多皆已推出 802.11ac 旗艦型產品,且於消費市場上販售一陣子了,但你知道這些產品都是速度變快的 Wave 1 產品嗎?Qualcomm 於 Computex 展期期間除了公布 Snapdragon 805 相關資訊外,更展示了自家支援 MU-MIMO 802.11ac Wave 2 的無線晶片。

802.11ac 產品推出分 2 階段

早在 802.11ac 的規格確立之前,就已經有廠商推出相關應用晶片,同時市場上也有相關產品販售。因為 802.11ac 的規格除傳輸效能提升外,還有功能性上的加強;傳輸效能提升絕大多數都是在 802.11n 的基礎規格上往上提升,因此實作開發產品較快,802.11ac 多出來的功能則接近全新概念,需要較多時間應用驗證。

與此同時 802.11ac 將分成 2 階段推行,首先就是傳輸效能提升的 Wave 1 產品,以便滿足市場上對於頻寬的渴望,之後就是 Wave 2 階段產品,此階段可視為 802.11ac 的完全版。

Wave 1 注重資料吞吐量提升

802.11ac Wave 1 主要導入的規格提升,像是使用頻率固定在 5GHz,不使用 2.4GHz。訊號調變從 802.11n 的 64 QAM 提升到 256 QAM,使用頻率頻寬也從 802.11n 的 40MHz 變成 80MHz,這個時期的晶片通常也僅支援3個空間流(也就是一般所說的 xTxR)。

Wave 導入 MU-MIMO、160MHz、更多空間流

進入到 802.11ac Wave 2 階段,才可說是 802.11ac 的完整進化版,無線網路晶片可支援 160MHz 頻率頻寬或是使用 80MHz+80MHz 的組合方式。多天線同時收發的部分,則是最多支援到 8T8R 共 8 支天線,因此結合以上 2 點,使得 802.11ac 最多擁有 6.93Gbps 的實體層傳輸速率(2 個裝置之間最多僅能使用 4 支天線)。不過 8T8R 並不是為了純粹增加傳輸速率而誕生,而是為了 MU-MIMO 這個功能而存在。

MU-MIMO(Multi-User Multiple-Input Multiple-Output)多使用者多輸入多輸出,相較於 802.11n 的 MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)多輸入多輸出的差異在於,現在 AP 無線基地台可同時和多個無線網路設備進行通訊,而不是以輪流的方式進行(目前的 802.11 系列因為每個使用裝置的時槽切得很細,所以使用者有同時傳輸的錯覺)。

利用 Beamforming 波束成型技術,將多組無線訊號分別傳輸至不同的空間給不同的裝置使用,藉此達到同時傳輸的目的。同時也因為減少了傳統各裝置間的競爭關係,可以更有效率的傳輸。


▲802.11ac Wave 2 的產品最大特點,就是加入了 MU-MIMO 這項功能。


▲左方傳統的 MIMO 在同一時間下僅能服務 1 台設備,MU-MIMO 則是能夠同時服務多台。


▲針對 Wave 2 的 MU-MIMO 部分,Qualcomm 在各個應用市場中皆有準備晶片產品。


▲實際應用情境圖,AP 可自動將連線裝置分成不同的群組,進行 MU-MIMO 的傳輸。

圖說的部分提到,AP 可將不同的連線裝置分成多個群組進行 MU-MIMO 的傳輸工作,但這個分組的依據又是什麼呢?筆者詢問展場的工作人員,表示 AP 主要判斷的依據有 2 個:網路傳輸內容類型和距離。AP 可以依照不同類型的需求,如高畫質串流影片需要高頻寬、即時通訊需要低延遲、網頁瀏覽可忍受高延遲等等特性,將裝置分類。此外也可依據距離分組,距離較近發射功率可以減小、電磁波的傳遞延遲也會比較小,反之亦然。

筆者又更進一步詢問,是否有手動設定群組的能力,工作人員的回答為肯定的,但最終產品是否開放給消費者設定,則由製造商決定,畢竟大多數的使用者並沒有這麼進階的知識,開放出來反而是種困擾,搞不好設定錯誤無法連線,大部分的人還是希望網路線插上去就可以動,無腦設定最方便。

另外1點,如果連線裝置具有多組天線呢?工作人員的回答是看實際頻寬需求,如果僅是上網等輕量作業,使用1支天線即可滿足頻寬需求又省電。倘若有更高的頻寬需求,才會自動開啟多組天線進行傳輸。

Qualcomm 展場實機展示

Qualcomm 也在會場以 QCA9990 這顆無線網路晶片進行 MU-MIMO 的展示,其一設定為 1T1R,傳輸速率僅有 270Mbps 左右;而另一組則是設定為 AP 為 3T3R,但每組天線皆和 1 台裝置進行 1T1R 的傳輸,總速度可達 630Mbps 左右。雖然因為場地因素,AP 和 Client 端的訊號傳遞直接使用線材連接,並非一般的使用狀況,但也由此可知目前 Qualcomm 已經具備了 MU-MIMO 的支援能力。

工作人員表示 Qualcomm 的合作廠商,推出支援 MU-MIMO 的產品時程大約落在 2014 年底到 2015 年初,屆時即可在消費市場上購買到產品。


▲展場的機器全部以 QAC9990 晶片進行展示,此組為 1T1R 的連結方式,傳輸速率大約為 270Mbps。


▲此組的 AP 為 3T3R,以 MU-MIMO 的方式連結 3 台裝置,可看到傳輸速率來到了 630Mbps。


▲筆者忘記此款產品為參考設計還是開發板,但工作人員提到網路處理器的規格為 Cortex-A9 1.4GHz 雙核心,規格比起 BCM4708 還高,搭配此顆晶片的路由器將在近期上市。

 

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