CTIMES - 802.11n應用漸入佳境:802.11n,QoS,OFDM,MIMO,DFS,PoE,無線配接設備,網際建構與管理,網際骨幹,無線通訊收發器

今年802.11n應用趨勢已越來越清楚，從NB延伸至低價電腦與MID，11n正成為攜帶型主機產品必備的功能，同時11n在企業網通與數位家庭傳輸應用更是備受看好。晶片廠商、網通設備供應商及電信營運商陸續接踵推出各項解決方案，802.11n邁向普及商業化的階段指日可待。

802.11n在企業無線基地台、企業和數位家庭路由器和橋接器（AP）的應用，已成為今年最主要的發展重點，從Computex展會上更可明顯看出。根據iSupply預估，802.11n無線基地台與網路橋接和路由器的出貨量，在2011年將會成長至31億台以上；且根據In-Stat Research的研究指出，今年消費性802.11n路由器、閘道與無線網路橋接器（AP）的晶片銷售量將達到3080萬顆。從儲存裝置互通連結、影像監控、視訊會議，到數位家庭語音、高畫質視訊串流和IP影音視訊傳輸等多媒體應用，11n在企業網通及數位家庭領域所扮演的角色越來越吃重。

這些應用都需要高速傳輸、容量大、覆蓋範圍廣、具備正確可靠訊號品質（QoS）和方便性的通訊標準。802.11n在傳輸功能上可比擬既有有線乙太網路（Ethernet），在成本及方便性更具優勢，因此電信營運商通常寄希望於802.11n，作為提升新一代無線版交換式乙太網路行動應用的要角。因此，無論是無線基地台、路由器和橋接器的11n解決方案，在功能上均強調可支援 5GHz （11a/g/n）和 2.4GHz （11b/g/n）雙通道頻段。因為運作兩種頻段，路由器平台可利用相對不受干擾的 5GHz 頻寬，支援高畫質視訊串流等對傳輸延遲敏感度高的應用，並將可容忍延遲的電子郵件和網路瀏覽等資料傳輸，分散至 2.4GHz 頻寬。同時11n以OFDM技術為基礎搭配MIMO傳輸技術，可提供600Mbps高速高容量傳輸效率；可存取多重通道的設計，則有效傳輸高頻寬多媒體內容，提供家用網路不斷增加的設備容量需求和連結能力。

不過降低干擾與功耗一直是802.11n應用正在克服的重要課題，這也牽涉到11n能否進一步擴展影響力的關鍵。為了避免各類干擾影響2.4GHz的傳輸品質，有的晶片設計廠商會透過動態資料傳輸率（dynamic Data Rate；DR）與動態電源放大器（dynamic Power Amplification；PA），來達到抗干擾的目的。有的廠商則推出動態頻率選擇（Dynamic Frequency Selection；DFS）技術，偵測並降低衛星雷達訊號的干擾。或者加上利用低密度奇偶檢查碼LDPC進階編碼、採用UDP協定、封裝匯聚提升MAC層功能，以及整合式MAC架構、降低Host處理器負擔與功耗等方式，進一步增加傳輸效率，擴大家庭室內的覆蓋範圍，提升輸出功率來增加家庭網路末端的訊號強度。

另外在設計11n路由器解決方案時，網通設備廠商會提出有效分配頻譜資源、封包分類及優先順序排定的技術。主要是採用可分析寬頻網路傳輸或接收封包的演算法，自動偵測多媒體串流、並自動調整理想的傳送方式，找出傳輸多媒體的最短路徑、降低干擾機會、減少傳輸時間、確保無線網路中的多點傳播流量穩定順暢，進一步支援多個天線傳輸品質。此外廠商也會採用支援WPA/WPA2和128-bit WEP加密安全功能，保護網路用戶的資料傳輸安全，進一步強化智慧運算的傳輸效能。

若從降低功耗來看，由於11n尚無法全面取代Ethernet，因此無論是在晶片設計和路由器、無線橋接器、或無線基地台等應用上，都還是會強調連結快速乙太網路與Gb乙太網路等功能。因此處理器會提供實體層的選擇，使AP利用現有的乙太網路供電（PoE）基礎設備，在雙通道頻段同時工作。企業也會利用11n雙頻無線基地台提供更高的頻寬和功能。不過企業用11n連結到橋接器AP時的功耗，會比既有PoE要來得高；另一方面無線基地台2組無線電波同時運作，往往會超過大部分PoE的功耗上限。

現在主要的解決方式是，在無線基地台使用二個PoE埠，採用支援具備援電源功能確保更多運作時間；或升級整個網路來支援新的IEEE 802.3at PoE+標準；或採用技術檢測調節網路功耗；或在無線基地台採用動態通道規劃、支援多重基本服務群組辨識碼（BSSIDs）等彈性設計。企業用11n網路更重視AP無間斷、不延遲、低成本、可靠性高、安全性強、且能自動化動態冗餘備援與擴充的設計，因此廠商會設計不需MCU管理流量的 11n AP，或者採用無間斷無線網路（NonStop Wireless）網路技術，提升運作中升級與無損耗故障復原（hitless failover）效能，簡化冗餘備援設定，讓11n自動化進行動態冗餘備援與擴充作業。

藉由技術降低干擾與功耗並非難事，在企業無線基地台、企業和數位家庭路由器和橋接器（AP）的推波助瀾下，802.11n網路應用會越來越成熟。IEEE也將在2009年3月確定最終現行的802.11n標準草案，並預計於12月公佈最終規格。市場與業界早已看準時勢蓄勢待發，11n的發展前景值得期待。