淺談802.11ac解決方案的現在與未來(lái)

　　隨著(zhù)視頻和多媒體等高清(HD)內容在互聯(lián)網(wǎng)應用中的不斷發(fā)展，在各種信息和通信技術(shù)(ICT)設備不斷涌現的潮流下，利用“三合一服務(wù)”(triple-play services，即電信、互聯(lián)網(wǎng)接入、電視廣播)來(lái)穿梭在“三屏一云”(即：計算機、手機、電視，以及云服務(wù))的生活已經(jīng)是許多人平常不過(guò)的事了。

　　面對這些大大小小的設備通過(guò)寬帶無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )接入互聯(lián)網(wǎng)的需求，目前主流的無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)(WLAN)技術(shù)標準802.11n顯然有些捉襟見(jiàn)肘。因此，業(yè)界開(kāi)始推動(dòng)下一代的高速多流無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)標準802.11ac，以協(xié)助用戶(hù)擁抱三屏一云的天空。

　　IEEE(美國電氣和電子工程師學(xué)會(huì ))802.11ac標準目前仍在發(fā)展中，而搭載此標準草案的產(chǎn)品預計將在2013年第一季度取得Wi-Fi聯(lián)盟認證。802.11ac標準使用世界公用的免費5GHz寬帶頻段，所以避開(kāi)了日益擁擠繁忙的2.4GHz無(wú)線(xiàn)頻段。相較于2.4GHz 頻段僅提供三個(gè)頻道，5GHz頻段擁有多達24個(gè)不重疊頻道，將可提供更寬的帶寬和低干擾的視頻等級傳輸能力。

　　代表著(zhù)新一波無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)革新的802.11ac，是第一個(gè)支持超過(guò)千兆位(Gigabit)水平的Wi-Fi標準。對于手機上的應用，如網(wǎng)頁(yè)瀏覽、觀(guān)看高清視頻、下載音樂(lè )、傳輸照片與文件，都能更為順暢快速。而平板電腦和筆記本電腦，以及平板電視的多媒體應用，也都將因這項標準的問(wèn)世，使得家中各種設備都能接入互聯(lián)網(wǎng)，而且允許用戶(hù)更簡(jiǎn)便地接入云內容和服務(wù)。

　　ICT標準可支持多達八組流，802.11n僅支持四組，而802.11ac將可達到每組流約802.11n三倍的速度。一個(gè)單流的802.11n在物理層(PHY)所提供的數據傳輸速率是150Mbps，而802.11ac單流的數據傳輸速率則可達433Mbps，實(shí)際的傳輸吞吐量則差不多是300Mbps。很多初始的802.11ac網(wǎng)絡(luò )解決方案都以3x3進(jìn)行，以提供高達1.3Gbps的傳輸帶寬。

　　通過(guò)生態(tài)系統推動(dòng)802.11ac解決方案

　　當前整個(gè)業(yè)界已有不少芯片廠(chǎng)商積極投入802.11ac相關(guān)技術(shù)的開(kāi)發(fā)，部分腳步較快的原始設備制造商(OEM)或原始品牌制造商(OBM)已經(jīng)開(kāi)始測試開(kāi)發(fā)中的相關(guān)產(chǎn)品。然而依照歷史經(jīng)驗，802.11n標準出爐后，從芯片到設備的開(kāi)發(fā)，到正式成為消費市場(chǎng)上的領(lǐng)導規格，將要花費四、五年的時(shí)間。

　　802.11ac所采用的是5GHz的頻段，對于沒(méi)有長(cháng)期深耕此頻段的芯片廠(chǎng)商來(lái)說(shuō)，也將面臨一些挑戰，而設備開(kāi)發(fā)商也要鉆研這項技術(shù)，以提升最終產(chǎn)品的性能。持續鉆研5GHz頻段的高通創(chuàng )銳訊，早在2001年就率先在市場(chǎng)上推出了802.11n的解決方案，并陸續對于雙頻段(2.4GHz與5GHz)的移動(dòng)設備(智能手機)、計算機平臺(平板電腦和筆記本電腦)、消費電子(電視和游戲平臺)、網(wǎng)絡(luò )產(chǎn)品(無(wú)線(xiàn)路由器、接入點(diǎn)和熱點(diǎn))等有著(zhù)長(cháng)久的耕耘。有了這些專(zhuān)有技術(shù)和經(jīng)驗，高通創(chuàng )銳訊將能從容協(xié)助客戶(hù)面對這些技術(shù)挑戰。

　　為了讓這些技術(shù)能力得以擴散到整個(gè)產(chǎn)業(yè)，高通創(chuàng )銳訊在研發(fā)802.11ac解決方案的同時(shí)，也努力建立完整的產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統，以縮短先前所提到的市場(chǎng)采用時(shí)間。高通創(chuàng )銳訊所實(shí)行的其中一個(gè)作法即為，制作實(shí)用的參考設計以符合許多客戶(hù)端設備的需求，進(jìn)一步幫助開(kāi)發(fā)人員快速將設計概念轉化為實(shí)際產(chǎn)品。

　　此外，盡管每一件終端產(chǎn)品都需要通過(guò)預計在2013年2月起開(kāi)始實(shí)施的Wi-Fi認證測試，但有了高通創(chuàng )銳訊的經(jīng)驗做輔佐，以及參考設計做基礎，采用了高通創(chuàng )銳訊的802.11ac解決方案的客戶(hù)，屆時(shí)要通過(guò)這些認證將會(huì )容易很多。高通創(chuàng )銳訊不但為全球頂尖的手機OEM提供連接解決方案，前五大零售網(wǎng)絡(luò )產(chǎn)品OEM也是其長(cháng)期合作伙伴，而各大電信級網(wǎng)絡(luò )和通信網(wǎng)關(guān)設備供應商都與高通創(chuàng )銳訊有不少合作。大多數企業(yè)網(wǎng)絡(luò )接入點(diǎn)設備OEM、前十大個(gè)人計算機OEM，以及前十大電視OEM中的八家，都采用了高通創(chuàng )銳訊的Wi-Fi。這些長(cháng)期的合作伙伴們和上下游廠(chǎng)商的整合，組成的生態(tài)系統將有助于讓802.11ac標準早日一統天下，并達成端對端連接的最高質(zhì)量。

　　廣泛的解決方案可滿(mǎn)足不同細分市場(chǎng)的需求

　　正因為生態(tài)系統中有著(zhù)各種不同的應用，在推動(dòng)802.11ac時(shí)，同樣必須有符合不同類(lèi)別終端產(chǎn)品需求的解決方案。如果芯片設計供應商無(wú)法滿(mǎn)足個(gè)別細分市場(chǎng)，就無(wú)法充分掌握802.11ac技術(shù)的應用全局?；蛟S有些人以為在移動(dòng)設備上占有重要地位的高通，只能提供適合于移動(dòng)應用市場(chǎng)的產(chǎn)品。然而，就上述所提的OEM與各個(gè)應用領(lǐng)域的制造商的支持成果來(lái)看，過(guò)去十年來(lái)，高通創(chuàng )銳訊顯然已為市場(chǎng)上提供不僅限于移動(dòng)設備的解決方案。

　　從實(shí)際應用的區域來(lái)看，802.11ac的應用范圍主要分為四個(gè)部分：移動(dòng)設備、計算機平臺、消費電子、網(wǎng)絡(luò )設備。

　　帶動(dòng)整體生態(tài)系統的關(guān)鍵激勵因素WCN3680，是移動(dòng)1x1 802.11ac結合Wi-Fi/藍牙/FM芯片，也就是與高通28納米驍龍(Snapdragon™)系列處理器搭配的連接功能芯片，并整合搭載雙核Krait CPU的Snapdragon S4 MSM8960。針對平板電腦應用，此解決方案與搭載四核Krait CPU的Snapdragon S4 APQ8064整合。WCN3680芯片是針對智能手機和平板電腦等移動(dòng)消費設備而設計，提供高傳輸量，可快速傳送數據和低功耗，為高需求的應用程序提供更長(cháng)的電池使用壽命與優(yōu)異性能。WCN3680支持各種主要操作系統，提供最高達433 Mbps的數據傳輸率，接腳兼容高通創(chuàng )銳訊的802.11n移動(dòng)解決方案WCN3660，可使消費者簡(jiǎn)便升級到802.11ac性能。

　　在計算機平臺方面，QCA9860 802.11ac解決方案具備了2x2和3x3的設計選項，而且支持802.11ac/a/b/g/n標準。它同樣包括了廣泛用于計算機產(chǎn)品的PCIe接口，以及集成了藍牙和USB連接。2x2和3x3計算機解決方案可提供延長(cháng)電池壽命、尺寸和集成的協(xié)同、強化多媒體體驗和優(yōu)化傳輸性能。對于目前流行的Ultrabook而言，將可因此如虎添翼。

　　在網(wǎng)絡(luò )設備方面，高通創(chuàng )銳訊的QCA9890解決方案不僅具備了消費者、企業(yè)應用和電信運營(yíng)商所重視的2x2和3x3選項，同時(shí)也支持802.11ac/a/b/g/n等標準，尤其業(yè)界標準的PCIe接口也是其重點(diǎn)之一。當然，正因為有著(zhù)長(cháng)久以來(lái)的通信和網(wǎng)絡(luò )技術(shù)經(jīng)驗，也使得高通創(chuàng )銳訊的各類(lèi)解決方案更引人注目。

　　整個(gè)產(chǎn)品系列都配備誤差矢量幅度(EVM：error vector magnitude)技術(shù)、高信號精準度的256 QAM技術(shù)、核心基于SoC的架構以便搭配不同的終端產(chǎn)品設計等特色、高度集成能力以減少材料清單(BOM)的無(wú)源器件和低功耗等。不管是在電信級、企業(yè)級，或大眾市場(chǎng)的家用設備而言，高通創(chuàng )銳訊可以通過(guò)各種渠道，將802.11ac技術(shù)應用于主流設備上。

　　高速多流、省電省資源

　　802.11ac為Wi-Fi終端用戶(hù)提供了強大的優(yōu)勢。除先前提到的高速多流能力外，低功耗和節約資源則是談?wù)?02.11ac規格時(shí)較少提及的話(huà)題。高通創(chuàng )銳訊將省電功能納入其產(chǎn)品系列與解決方案中，當然802.11ac技術(shù)也不例外。

　　在節省資源方面，也就是節省系統其他組件(尤其是CPU和RF電路)的運作資源。舉例來(lái)說(shuō)，當一臺無(wú)線(xiàn)寬帶路由器采用了高通創(chuàng )銳訊的802.11ac技術(shù)后，幾乎完全可以沿用原有的802.11n電路平臺，而不需要升級路由器里面負責指揮調度的CPU。802.11ac解決方案的RF部分的先進(jìn)硬件加速，可以將最初用于調度的運算資源，放到其他更需要的工作上，或是關(guān)掉某些晶體管或電路，以節省電源，或借此減少系統的發(fā)熱以及間接所需的冷卻能源(空調)。

　　而假如是在個(gè)人計算機領(lǐng)域的筆記本電腦產(chǎn)品里，2x2和3x3 802.11ac的運算解決方案同樣擁有先進(jìn)硬件加速功能，開(kāi)發(fā)商不需要因此將計算機的CPU升級，多出來(lái)的運算資源可以提供視頻和多媒體譯碼等應用調配。此外，節省下來(lái)的電源，可使計算機擁有更長(cháng)的續航時(shí)間。如果再加上在不同區塊的應用產(chǎn)品里所具備的解決方案特點(diǎn)，相信將能更讓網(wǎng)絡(luò )設備、計算機平臺、移動(dòng)設備的最終產(chǎn)品，享受到更多的綜效成果。

　　高通創(chuàng )銳訊802.11ac解決方案特性所帶來(lái)的附加整合和性能表現也值得一提。以本文最初提到的高度整合移動(dòng)解決方案WCN3680為例，將高通創(chuàng )銳訊802.11ac解決方案與Snapdragon處理器和無(wú)線(xiàn)廣域網(wǎng) (wireless WAN) 整合在一起，所搭建出的綜效不是只有運算表現而已，在制造過(guò)程中所獲得的體積空間、整體的功耗性能、芯片的占板面積(footprint)，以及總體系統成本(total system cost)都是立竿見(jiàn)影的整合效益。而且，通過(guò)了高度整合，我們的802.11ac無(wú)線(xiàn)與高通的處理器已經(jīng)形成了一個(gè)緊密的整合接口，并消除了SDIO接口，以降低只在芯片內傳送WLAN信號的整體表現，減少離散電路的折損，從而使實(shí)際傳輸性能有個(gè)更大的提升。

　　至于802.11ac的高速傳輸特性，可讓數據傳輸在最短的工作周期(duty cycle)內完成，如果再結合上述的高通創(chuàng )銳訊設計參考來(lái)看，比起原本的802.11n解決方案，甚至能達到“馬快跑、少吃草”的整體效果。對于需要更好傳輸性能的產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，假如采用的是3x3的設計，除了能達到最高1.3Gbps的速度水平。在一般使用情況下，用賽車(chē)與道路的比喻來(lái)形容的話(huà)，可以帶來(lái)的是足夠寬敞的道路(即：容量)，以及非常穩定的路面跑道(即：通信必須的穩定性)。這對于重視高視頻質(zhì)量和流暢的幀速率的高分辨率影音應用而言，更是有助于提升用戶(hù)的多媒體體驗。

　　結論：11ac的美好新世界指日可待

　　隨著(zhù)芯片制造商的各種解決方案逐漸完備，再加上整個(gè)大環(huán)境對于帶寬的渴求，在大大小小各式各樣的無(wú)線(xiàn)上網(wǎng)設備的需求壓力下，業(yè)界向802.11ac的時(shí)代邁進(jìn)是遲早的事，相信在過(guò)去面對802.11a/b/g/n的歷練下，應該非常確定802.11ac的美好新世界指日可待。