Wi-Fi的速率标准,历经1999年IEEE 802.11b、2003年11g、2007年11n(草版)、2012年11ac(草版)后,准备再次进入新阶段,新版标准为11ax(也称为HEW ,High-Efficiency Wireless/WLAN),预计2019年初完成订立,目标是让现有Wi-Fi热点覆盖中的每个终端装置提升4倍传输率(与11n/11ac相比),而且是以不增加终端装置耗电量微目标来实现,甚至会减少用电。
与其说11ax是单纯的速率提升新版标准,不如说是一个质与量都提升的标准,使过往以家庭运用为主的设计,转变成更适合企业、公众场合、电信营运用的设计。 |
新版到底如何再次拉升速率?笔者检视了一下,并没有什么突破性、颠覆性技术,而是从现行Wi-Fi技术中持续精进以获得提升。
首先在频率方面,11ax相容现行2.4GHz、5GHz,且与11ac相同,多半要在5GHz频段才能发挥齐全效速率。另外11ax依然维持11ac的每通道频宽最高160MHz,并未有所突破,传输距离也类似,甚至可能会缩短。
但是11ax在调变技术进行多项提升,过往仅使用OFDM技术,但11ax将进一步使用OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)技术,老实说2005年的Mobile WiMAX(IEEE 802.16e)就曾提议这项技术,之后LTE阵营也采纳,采行OFDMA可进一步提升频谱利用率。
其次11ax将256QAM调变提升至1024QAM调变,如此理论上可以再增加25%资料传输率(不考虑更复杂波形的传输失真率增加),事实上Wi-Fi一直比LTE更率先采行复杂的调变,而11ax也可望让Wi-Fi持续引领。
有了1024QAM后,在最高组态参数下,单一天线最高可达3.5Gbps传输率,若维持11ac的最高8组天线,则将有28Gbps的整体传输率,事实上之前华为(Huawei)已宣称实证可突破10Gbps以上速率(10.53Gbps),但未进一步透漏技术细节。
进一步的,11ax将快速傅立叶转换(Fast Fourier Transform,FFT)的子载波数目增加,现行11ac为512个,11ax可望增加至1024个、2048个。而后,子载波的间距也缩短,从312.5kHz减少至78.125kHz,同时也增加OFDM的持续时间,从3.2uS(微秒)增至12.8uS。
有意思的是,有些晶片业者不待11ax新标准确定,已经将1024QAM技术用于现行11ac晶片上,如Quantenna、安华高/博通(Avago/Broadcom)等。不过这种偷跑、超规行为已行之有年,打从2003年11g标准前后即存在,超过10年以上的时间。
以上为具体技术量化方面的差异,而非量化方面其实也有不同,过往Wi-Fi重视单一装置的传输率,以及重视室内传输情境,但11ax将改变成重视覆盖面积内所有装置的整体传输率提升,并且要兼顾室内、室外传输情境。也因为如此设定,所以11ax没有很明显去提升天线数或传输距离,而是在既有覆盖范围内强化精进。
11ax的4倍提升听来振奋,但从某个角度看可能是隐忧,因为检视过往Wi-Fi的速率标准提升,11ax可能是提升幅度较小的一次,11b提升成11g(忽略较不普及的11a),有4.9倍提升,11g提升成11n有11倍提升(11n理论极限速率600Mbps),若以3天线版来算也有8.3倍提升,11n提升成11ac(理论极限6.77Gbps)也有11倍提升。
所以,与其说11ax是单纯的速率提升新版标准,不如说是一个质与量都提升的标准,这标准使Wi-Fi路由器、无线存取点第一次考虑覆盖区内的整体传输、服务能力,使其更像一个微型基地台,使过往以家庭运用为主的设计,转变成更适合企业、公众场合、电信营运用的设计。
值得注意的是,Wi-Fi新速率标准多半有偷跑的习惯,以草版标准先行推入市场,且通常早于正式标准两年,若2019年正式标准出炉,那么2017年就有可能会有11ax草版标准的产品面市,此值得期待。