無線新時代已經來臨，802.11ac標準作為一個偉大的充滿革命性和創新性地技術標準，將無線接入帶入真正的G比特時代。在2014年，隨著企業將需要支持越來越多的無線設備和帶寬密集型應用程序，基于新802.11ac標準的Wi-Fi設備將受到越來越多用戶的關注。《IP領航》將從本期開始聚焦802.11ac，帶領讀者了解新技術將帶給我們的新價值。
802.11ac與802.11n相比主要有四大技術演進：更寬的頻寬綁定、更多的空間流、更先進的調制技術以及更靈活的MIMO機制。
一、信道綁定
增加無線電傳輸速度的一個簡單而高效的方法就是給它更多的頻率或者帶寬，802.11a/b/g時代信道只有20MHz，為了獲得更多的帶寬，802.11n引入了信道綁定的技術，將兩個20MHz的信道捆綁在一起，如今802.11ac能夠支持80MHz的信道，即綁定4個信道，并且最高可以支持綁定8個信道，從而整個信道能夠到達160MHz。如果將頻譜資源比喻成馬路的話，802.11a/b/g時代就好像是單車道，承載能力有限，而到了802.11n時代發展為雙車道，大大提高了流量，而802.11ac可以達到8車道，承載能力可想而知（如圖1所示）。
圖1 802.11ac的理論頻寬最高可達160MHz
表面看來，信道綁定的方式可以帶來更高速率，但是在中國卻有著一個必須解決的現實問題——5GHz頻段頻譜資源有限。在北美，2.4GHz頻段有83.5MHz（3個不重疊的信道）的帶寬，而5GHz頻段能夠承載的流量是2.4GHz的6倍，而且5GHz頻段環境相對比較理想。而在中國，2012年之前5GHz頻段可用資源只有100MHz（5725-5825MHz），這就意味著在802.11a標準中，只有一個可用信道（80MHz），如果要實現蜂窩部署，沒有足夠多的信道可用（如圖2所示）。隨著工信部在2012年底關于5GHz頻段的正式發文，上述問題得到了緩解，工信部明確發布了5150-5350MHz頻段的使用事宜，并且還在考慮進一步開放更多的頻譜資源。這就意味著在802.11ac標準下，現有頻譜資源至少可以保證有三個互不干擾的80MHz的信道可用，工信部的這一舉措將大大加快802.11ac的商用過程，也是國家著力推廣無線的一個標志。
圖2 不同標準下的信道劃分
二、8路數據流
802.11ac沿用了802.11n的MIMO技術，采用多天線技術，可以在不消耗更多帶寬以及不增加傳輸功耗的前提下，增加數據吞吐量。這種方法把能量分散到多個天線上，從而使得每赫茲傳輸的數據更多，而總能耗保持不變，與此同時多天線設計還增加了可靠性。同樣用道路來作比喻，如果說信道綁定只是增加了某一條馬路的車道數量，那么MIMO技術則是增加了馬路的數量，這同樣也大大提高了馬路承載能力，可以通過更多的車流量（如圖3所示）。
圖3 802.11ac的MIMO方式理論最高8個空間流
802.11n理論最多可以支持4路數據流，而802.11ac則可以支持8路數據流。在802.11n標準商用過程中，芯片廠商用了大約兩年的時間，才增加了一路數據流，商用芯片最高也只做到了3路數據流，由于成本和實際性能的原因，4路空間流的商用芯片一直未能面世，而要實現8路數據流的商用難度將會更大，目前為止商用的芯片還是以3路空間流為主。
三、256QAM調制技術
802.11ac技術也是通過物理方式加大信號承載密度實現的，在信號調制層面802.11n是采用64QAM，而802.11ac則達到了256QAM。QAM發射信號集一般用星座圖表示，每一個星座點對應一個信號，星座點數越多，傳輸的信息量就越大，常見的形式有16QAM、64QAM、256QAM，802.11ac協議標準采用的是256QAM，所以單載波承載的數據量可以達到8個比特（bit），而802.11n只能達到6個比特（bit），所以吞吐量也隨之增加（如圖4所示）。
圖4 64QAM與256QAM的星座圖
形象點來說，802.11n時代馬路上運輸的交通工具是小轎車，而現在802.11ac時代變成了大貨車，運輸能力自然比以前更大了（如圖5所示）。但是新的調制方案雖然增加了單個載波承載的比特數，同時也相對增加了調制的復雜度，在實際應用中對于信號的穩定性和抗干擾要求更高,需要更佳專業的無線規劃和實施經驗。
圖5 256QAM調制技術提高單載波數據量
四、多用戶MIMO（MU-MIMO）
802.11ac技術演進中還有一個最令人期待的技術，即多用戶MIMO（MU-MIMO），之所以這么說是因為它會提高單個AP無線接入的終端數，緩解高密部署這一歷史難題。802.11n技術中，同一時間MIMO只允許單用戶使用，而802.11ac可以支持多用戶MIMO，這意味著單個802.11ac的AP可以向兩個或多個設備傳送不同的數據流。我們可以想象一下走高速道路經過收費站時的情景，無論道路是幾車道，要是收費站的關卡數量不夠或者效率低下，就會引起堵車；同樣，上文介紹的技術只是提高了高速道路的承載量，那么MU-MIMO將會是提高收費站效率的關鍵技術。可惜，目前第一代802.11ac芯片并不支持這個特性，第二代芯片會在 2014年底推出，到那時才會支持MU-MIMO。
總的來說，未來802.11ac會給Wi-Fi市場帶來很大的革新，新的技術將會帶來新的Wi-Fi體驗，802.11a/b/g將成為歷史,802.11n也將逐漸變得平庸,802.11ac將成為WLAN市場的主宰。
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