IEEE 802.11ac無線應用發展前景看好 智慧應用 影音
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IEEE 802.11ac無線應用發展前景看好

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3x3 MIMO傳輸機制,可有效提升傳輸效能。securedgenetworks
3x3 MIMO傳輸機制,可有效提升傳輸效能。securedgenetworks

隨著FCC(Federal Communications Commission)針對Unlicensed National Information Infrastructure(U-NII)裝置在5GHz頻段採更開放的管理態度,除了增加可在戶外使用的額外頻譜,未來也將在5GHz頻段下,採行更精簡的裝置授權機制,藉此策略提升頻譜使用率,Wi-Fi網路使用的態勢也持續正向發展。

據統計,家庭內的Wi-Fi裝置目前已可達7組左右,預估5年內,家庭內的Wi-Fi設備可以增加到20個。因此,針對Wi-Fi使用頻段,不管是室內或是戶外,都需要有更快速、更彈性,以及可容納更多裝置同時接取的Wi-Fi無線網路服務架構。

IEEE 802.11ac因應多裝置同時接取需求,可滿足效能與多裝置同時接取彈性。velocity

IEEE 802.11ac因應多裝置同時接取需求,可滿足效能與多裝置同時接取彈性。velocity

行動裝置採2 x 2 MIMO可兼具較佳傳輸距離與高效能要求。Broadcom

行動裝置採2 x 2 MIMO可兼具較佳傳輸距離與高效能要求。Broadcom

不同傳輸模式下的理論傳輸速度差異。D-Link

不同傳輸模式下的理論傳輸速度差異。D-Link

IEEE 802.11 Wave 1&2規格表

IEEE 802.11 Wave 1&2規格表

FCC調整5GHz使用規範  IEEE 802.11ac Wave2爆發技術潛能

現有的Wi-Fi設備、行動裝置,大多利用2.4GHz、5GHz兩大頻段內的195MHz頻譜空間進行數據傳輸,至於美國聯邦通訊委員會(FCC)再擴充新的5GHz頻段的特定範圍,亦有助於Wi-Fi設備用戶取用更趨接近理論的Wi-Fi傳輸極速、同時亦可擴增Wi-Fi AP有更大範圍的Wi-Fi網路覆蓋率,以改善人潮密集區域、多用戶同時接取網路資源無法避免的Wi-Fi網路擁塞問題。

由於FCC已對U-NII裝置,加入5GHz頻段的戶外使用限制,因此可提供在5GHz下使用MU-MIMO的聯網技術,將可在多用戶、高效能存取等多重技術實踐目標上,取得更大的使用空間。

搭配近來在行動裝置、網通設備都相當熱門的IEEE 802.11ac Wave2標準,在通訊標準、管理機制與產品支援上,立即可享用MU-MIMO串流技術,AP和用戶端設備均能強化其效能,提升效益。

預料在2015-2016年,會有一半以上的設備,會支援新穎的IEEE 802.11ac Wave2標準,晶片與終端產品設計,也會陸續釋出對應IEEE 802.11ac Wave2標準優化的網通解決方案或是終端產品,能用以提升整體數據傳輸效率、運行彈性的MU-MIMO技術,勢必成為相關業者最重要的技術評估重點。

FCC通過將於5GHz頻段增闢100MHz頻譜的規劃,預期可增加更多Wi-Fi分流通道,搭配IEEE 802.11ac Wi-Fi技術搭配更多頻譜資源,以紓解Wi-Fi流量,甚至未來用戶在機場、車站等公共場所,使用新一代Wi-Fi網路接取資源,也將得益於多天線與更多頻譜資源,為設備連接網路提供更快的聯網效能,而多天線架構與新標準,也將有助為新一代1Gbit/s Wi-Fi未來技術奠基。

尤其是U-NII網通設備,往往會影響到行動裝置戶外接取Wi-Fi的效能,因為以往為了提供公眾區域的寬頻網路接取需求,U-NII網通裝置可在5GHz頻段內使用555MHz頻譜,透過U-NII接取網路服務,可提供該設置區域更多元、彈性的寬頻無線網路接取選擇,不僅能有效紓解行動裝置大量接取無線數據傳輸(3G/4G Lte)資源的傳輸流量外,也可彈性用於如高速無線網路橋接或是家庭應用。

再加上FCC的新措施,除解除室外使用採行5GHz頻段的Wi-Fi網路裝置禁令,同時還擴充網通設備的Permissible Power(容許功率)範圍,使接取點(Access Point)裝置的傳輸品質更為穩固,同時也減少舊款Wi-Fi設備經常發生的網路堵塞現象。

在行動裝置方面,初期導入IEEE 802.11ac網通晶片的終端產品,以Android行動智慧裝置為多,而繼Android智慧行動裝置大量裝載後,Apple的新款iPhone 6、iPhone 6 Plus,也緊接跟進提升Wi-Fi網通技術規格,等於加速IEEE 802.11ac網通規格普及,而在行動裝置大量裝載IEEE 802.11ac晶片方案後,終端裝置大量使用複雜度更高的IEEE 802.11ac解決方案,也將帶動晶片商、量測設備等業者積極投入IEEE 802.11ac晶片相關解決方案研發。

智慧手機全面升級  晶片業者推進階方案搶食高階市場

目前的IEEE 802.11ac通訊解決方案,大多仍鎖定Android中?高階設備,與Apple新款終端設備為主,用量增加可望帶動相關通訊解決方案市場競爭,壓縮搭載IEEE 802.11ac晶片的成本,2015年的低價?低階終端設備,將可望全面搭載IEEE 802.11ac網通技術方案。

眾晶片業者競相推出IEEE 802.11ac網通技術方案,為增加市場優勢,相關業者也積極增加自家網通方案新賣點,如Qualcomm即發布整合IEEE 802.11ac應用功能的行動處理器,同時運用行動裝置內部LP-PCIe傳輸介面,進而取代傳統MIPI整合方案,建置低延遲、高速的2 × 2 MIMO進階天線設計,同時還提升行動裝置約兩倍於IEEE 802.11ac的實際傳輸速率。

不只晶片業者積極搶進,在大量行動裝置、網通設備導入趨勢下,也將同時增加產品的量測需求,甚至是搭載IEEE 802.11ac手機即開始激增,IEEE 802.11ac發展趨勢持續聚焦多用戶?多重輸入?多重輸出(MU-MIMO)天線技術、IEEE 802.11ac搭配60GHz IEEE 802.11ad的通訊整合方案,不只要提高多裝置的同時連線傳輸效能,還要能進一步實現3G?4Gbps的Multi-gigabit傳輸速率!

但分析Wi-Fi網通應用發展,也會導致多天線、高傳輸效能在新頻段環境下的測試難度,再加上多用戶的測試環境更趨複雜,對新一代網通設備的測試難度正逐步提高。

進階Wi-Fi應用增溫  測試驗證負荷驟增

羅德史瓦茲(R&S)近期也發布了針對高速IEEE 802.11ac網通訊號的解調、多埠射頻元件應用測試的網路分析設備、測試訊號產生器、頻譜分析儀等,用以因應大量的產品測試需求。以新型24埠向量網路分析設備為例,該款設備透過模組化設計架構於單機設備整合24組獨立的RF測試埠,測試流程可發揮平行測試(Multi-DUT)效益,再將測試效能提升4?6倍,滿足產線的大量測試需求。

緊接在IEEE 802.11ac網通技術方案之後,是IEEE 802.11 ac Wave 2(IEEE 802.11ac 2.0)應用市場,一般預期IEEE 802.11ac大量裝載應用是2014年開始逐步拉升需求,而後繼的IEEE 802.11 ac 2.0標準,可望延續2014 Q3Q4的擴展氣勢,包含Qualcomm Atheros、Broadcom、Marvell等重量級網通晶片開發商,都已相繼投入產品研發。

IEEE 802.11ac已自中?高階智慧手機、逐步滲透至平板電腦與筆記型電腦,未來也將持續向低階產品用量滲透,加上智慧型手機功能持續升級、強化IEEE 802.11ac Wave 2在用戶端設備的裝載需求,預料中?高階產品裝載需求將逐漸增溫。

Qualcomm Atheros、Broadcom及部分Wi-Fi射頻元件業者,已加速布局IEEE 802.11ac 2.0產品,由於IEEE 802.11ac 2.0應用多用戶?多重輸入?多重輸出(MU-MIMO)技術,相較IEEE 802.11ac網通標準對射頻前端元件Linearity(線性度)要求更高,這對射頻元件廠商來說是更高的設計挑戰。

除MU-MIMO技術亮點外,Wave 2推出主要功能還包括波束成形、多重串流傳輸、256QAM調變等,對Tx(發射器)及Rx(接收器)的技術要求更高,相關元件均透過精密分析、校正。