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第五代無線技術網路 提升雲應用無線網路體驗

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IEEE802.11x無線網路技術,目前幾乎已經是無線技術網路技術的代名詞,IEEE802.11x已經成為PC/NB端的無線技術必備網路規格,雖然現有的IEEE802.11n無線網路技術在傳輸效能仍有限制,但新一代IEEE802.11ac 在效能與應用方面的改良,已能因應未來日益增加的巨量資料無線傳輸需求。

Wi-Fi晶片市場,一直是各大無線晶片大廠的必爭之地,目前包括Broadcom、Atheros、Intel、Marvell、Ralink等業者,均有推出其對應解決方案搶食市場,從行動裝置、筆記型電腦、無線網卡、USB終端等均有推出對應解決方案。

IEEE802.11ac無線傳輸技術,可達到以無線環境進行GbE資料傳輸的巨量傳輸應用需求,相關解決方案炙手可熱。Broadcom

目前支援IEEE802.11ac的網路裝置單價相對較高,但只要相關應用普及,料件與終端產品勢必可快速推出市場。Netgear

有IEEE802.11ac高速無線網路支援,發展桌上型電腦、筆記型電腦或行動裝置的智慧雲服務,不用再考量是否需連接實線網路,僅需透過無線技術就能達到高效傳輸的網路條件。Broadcom

IEEE802.11ac產品,在初期內建方案相對較少,採USB網路連接器的方案,會率先推出市場因應網卡擴充需求。Edimax

以現有的產品趨勢,特別是以最新IEEE802.11n、同時結合MIMO多進多出應用機制與動態波束傳輸技術,相關解決方案在不同廠家的方案各有優劣,尤其是因應新一代的家用視訊、音訊無線傳輸應用,IEEE802.11n技術方案已能因應現有IPTV為基礎的無線應用平台,或是家用影音傳輸無線網路相關設計產品需求。

巨量資料傳輸應用 加速無線技術升級轉型

但實際上IEEE802.11n無線傳輸技術,雖可在無搭配其他輔助方案即能解決影音傳輸的巨量資料傳輸需求,或是加強現有的傳輸效率——此在技術上可行,但實際上若要發展高解析度的IPTV解決方案,仍必須發展一套完整的無線傳輸視訊標準。

但因應TCP/IP傳輸基礎的巨量資料傳送與接收,因為資料龐大,已對接收方或發送方的處理核心晶片,形成一個巨大的門檻,尤其是以家電設計的低成本開發方向,處理器的成本將會造成設備的總體成本增加、而無法有效壓低終端產品成本,必須搭配MIMO多天線技術來有效分散傳輸資料流,達到採行相同的無線傳輸技術,卻能達到更高效能的資料傳輸量。

相同的,在Combo型晶片解決方案,也就是同時整合藍牙無線通信、Wi-Fi無線通訊技術的整合方案,在處理藍牙與Wi-Fi訊號要求傳輸效能提升的同時,也必須同時處理2種無線技術並存的傳輸干擾問題,尤其在Combo型晶片持續壓縮晶片尺寸、以滿足各種微型行動裝置的網通應用需求時,如何有效壓縮體積又能達到相同的收訊、發訊品質,即成為各方案無線傳輸技術競爭關鍵。

以網路技術跳躍性發展趨勢,現有IEEE802.11n在規格面與架構面只能算是勉強符合現有需求,實際上號稱第五代無線傳輸技術(IEEE802.11ac),光是其傳輸效能與技術架構,已具備取代HD高解析度視訊傳輸的基本需求,甚至是基於60GHz頻帶的IEEE802.11ad無線傳輸技術,也可更輕鬆因應未來巨量資料傳輸設計架構。

影音視訊傳輸 驅動傳輸需求驟增

尤其是視訊的傳輸需求,在娛樂內容大量朝3D化、高清化發展態勢下,視訊傳輸基本上是以2~4倍的大幅跳躍增加,即便目前號稱高清的IPTV應用架構,大多數的影音視訊也僅有達到720p或頂多1080i水準,短期仍不需要這麼高規格的無線傳輸技術支援,但實際上現有的內容已趨向更高量的資料傳輸要求,尋求具更高效傳輸的無線技術勢不可免,尤其是IEEE 802.11 a/b/g/n等技術,在面對未來應用挑戰已略顯疲態。

以Broadcom的5G Wi-Fi 802.11ac應用方案觀察,其實此種解決方案本身即具備Gigabit Ethernet(GbE)連線支援能力,解決方案必須支援GbE交換器、實體收發器、傳輸加速器,甚至還需整合USB 3.0傳輸應用需求,來達到更全方面的高速傳輸應用需求整合要求。基本上IEEE802.11ac標準,目標是在以無線網路環境條件,去達到如同實線網路的接取應用傳輸效能目的,所開發的無線網路技術。

IEEE802.11ac搭配多天線技術 滿足GbE無線化傳輸目標

尤其是IEEE802.11ac是以解決1Gbps資料傳輸率需求設計為基礎,同時搭配多天線MIMO的Spatial stream來提供更多的頻寬,或同時搭配通道集成技術來強化傳輸通道的基礎條件。而IEEE802.11ac基本上是建立在IEEE802.11n為基礎的進化型無線技術。IEEE802.11ac採行現有5GHz(4.9至6GHz)頻帶,在實踐無線通訊傳輸應用架構時,無需如IEEE802.11ad(基於60 GHz頻帶的Wi-Fi技術)必須改用特別新樣式天線處理傳輸問題。

IEEE802.11ac對應802.11n,主要會在頻寬應用的技術加強,但實際的應用方式,僅有部分為技術的強制設計規格,部分為選擇性技術設計,現有透過20MHz、40MHz頻寬,另在IEEE802.11ac規格追加80MHz頻寬,其效益可有效倍增實體層傳輸資料的速率,讓IEEE802.11ac可以直接獲得超越IEEE802.11n的效能關鍵,以滿足IEEE802.11n傳輸技術限制而無法因應的設計方案。

尤其IEEE802.11ac規格另可追加160MHz頻寬支援,160MHz頻寬可採連續?非連續設計方案,使頻譜由兩頻段所組成,在不同的應用目的可搭配組合所需的傳輸方案,令裝置可輕易達到Gbps資料量於無線環境進行傳輸的設計目的。但必須注意的是,IEEE802.11ac所採行的5GHz頻帶,尤其是基於160MHz的頻寬可能無法全球通用,這會造成功能設計時產生裝置相容的額外開發或支援成本。

同樣的,IEEE802.11ac採行原有IEEE802.11n的OFDM(正交分頻多工)調變與編碼架構,IEEE802.11ac也支援BPSK、QPSK、16QAM、64QAM等調變技術,尤其是IEEE802.11ac可選擇性採行256QAM與可使用80MHz和160MHz進行傳輸,256QAM可達到比64QAM擴增33%傳輸流量增進,但相關技術的整合需更繁複的測試與驗證支援。

而在IEEE802.11ac的回溯相容性方面,IEEE802.11ac可提供與同採5GHz應用頻帶的IEEE802.11a、IEEE802.11n的回溯相容支援,IEEE802.11ac傳輸的訊框結構,亦可可容納IEEE802.11a、802.11n裝置資料傳輸與接收需求。