WiFi走进新时代 802.11ac标准详细解析
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生活中WiFi已经无处不在，虽然WiFi给我们带来了极大的便利，但面对越来越复杂的应用需求也有点力不从心了：热点太少、网络拥堵、经常掉线……特别是在候机大厅、商业中心这些人员密集的公共场所，能否连上WiFi甚至都成了检验人品的标准。作为无线世界的高速公路， WiFi正面临着时时堵车的窘境。幸好拥有八车道的第五代无线标准（5G WiFi）——802.11ac已经上路了，它的到来将有望改变WiFi“严重堵车”的现状！
802.11ac规格
频段：4.9/5GHz
调变系统：OFDM
通道频宽：
20/40/80/160MHz（160MHz为可选）
数据传输率（单数据流）：
433Mbps（1×1，80MHz）
867Mbps（1×1，160MHz）
数据传输率（多数据流）：
1.73Gbps
（4×4，80MHz）
3.47Gbps
（4×4，160MHz）
EIRP:22~29dBm
范围：12~35m（室内）
802.11ac的前世今生
WiFi标准是多个电子行业公司在电气和电子工程师协会（IEEE）的主持下共同制定的，命名为“802.11”，因此5G WiFi的正式学名叫 “802.11ac”。到目前为止，从1997年第一代标准制定至今，WiFi标准经历了802.11、802.11b、802.11g/a、802.11n、802.11ac五代发展历程。
802.11ac中的“ac”并没有特殊含义，只是延续前几代WiFi标准的命名规范。电气和电子工程师协会给每一代WiFi标准通过加一个英文后缀来命名，如2003年推出的标准称为802.11g，2007年的标准称为802.11n，发展到有突破性的第5代，就按规则起名 802.11ac。
延伸阅读
IEEE和WiFi联盟
IEEE是美国电气电子工程师协会的简称，它是目前世界上最大的专业技术组织，成员来自175个国家的研究机构和高校，拥有名目众多的研究小组，为众多技术制定行业通用的标准，802.11就是其中之一，针对的是无线局域网的通用。之所以要制定这个通用标准，是为了让无线网络产品能够跟其他相关产业的产品兼容。
WiFi联盟（全称：国际WiFi联盟组织，英语：WiFi Alliance，简称WFA），是一个商业联盟。在无线网络领域，不同生产商的产品也需要能够相互兼容，因此在1999年，业界一些主要的无线设备生产商成立了联盟，2000年时这个联盟正式更名为WiFi联盟。“WiFi”原本只是该联盟持有的认证商标，打上这一商标的无线设备之间可以相互兼容。到今天， WiFi最终突破了它诞生时的狭隘含义，几乎成为无线宽带接入技术的代名词——尽管它并不是无线局域网的唯一一项技术，WiFi联盟的大力推广在其中功不可没。
802.11ac性能大幅提升揭秘
更高的传输速度是802.11ac的最大特征，最初诞生的802.11无线标准，传输速度仅能达到2Mbps；802.11b标准的速度能达到11Mbps，802.11g/a标准的速度达到54Mbps，到了2007年802.11n标准速度有了质的飞跃——达到标准300Mbps、最高600Mbps。而802.11ac的入门级速度就可以达到433Mbps，高端肯定会达到1Gbps以上。那么，802.11ac是如何实现性能大幅度提升的呢？
频段改头换面，拓宽通道带宽
802.11ac性能大幅提升最重要的原因是技术革新，其中最关键的一点就是采用5GHz频段。我们知道WiFi芯片的工作频段越高，制造工艺也就越复杂。1997年，当第一代WiFi标准出现的时候，受到工艺和成本的限制，芯片的工作频率只能固定在2.4GHz，最高传输速率只有2Mbps，相当于每秒只能传输约0.016MB的内容。虽然它很快得到了拓宽——802.11a、802.11b、802.11g/a、802.11n等版本的速度越来越快，但它始终不得不面临一个问题，那就是基于这些标准的网络设备不得不与其他设备，如婴儿监视器、蓝牙耳机，甚至是微波炉等来抢通道，因为这些设备也使用2.4GHz频段。由于所有的设备都在争夺2.4GHz频段的通道，就像公路上挤满了汽车，所有人的行驶速度都会降了下来。
而802.11 ac是在不太拥挤或者说更“清洁”的5GHz频段上工作的，争用带宽的无线设备较少，因此速度也有保障。当然，802.11ac标准具有向下兼容性，确保802.11ac设备可用于现有WiFi网络。
除了新频段这一关键因素外，802.11ac每个信道的工作频率由802.11n的40MHz提升到80MHz。带宽增大可以加倍提升PHY速率，就好比一个六车道的高速公路可以承载比两车道公路更多的车辆，而且可用带宽越宽，无线网络的速度就越快。此外，802.11ac还可选择160 MHz带宽，此带宽可支持连续或非连续80+80 MHz模式。不过5 GHz频段的160 MHz带宽无法全球通用，且支持此特性的设计将会产生更高成本，因此IEEE在802.11ac规范中只是将160MHz带宽列为可选项。
支持8×8 MIMO技术
为了提高数据传输速率，MIMO天线技术被引入了无线通信标准中。在引入这项技术之前，业界将香农·哈特利定理作为通信通道理论数据吞吐能力的计算模型：容量=带宽×log2（1+SNR）。根据该定理，通过提高通道带宽或信噪比可以提高特定信道的数据传输速率。不过引入具有多个空间流的MIMO天线技术之后，业界就放弃了香农·哈特利定理。在2×2 MIMO系统中，在同一物理通道中使用两个独立的空间流，能够有效地使数据传输速率达到传统的单输入单输出系统数据传输速率的两倍。相应地，4×4 MIMO通道可以实现4倍的数据传输速率，8×8 MIMO通道则可以实现8倍的数据传输速率。
目前，802.11ac新一代无线通信标准不断地使用更多的空间流来提高数据吞吐能力。比如，802.11n采用复杂的4×4 MIMO配置，新一代802.11ac采用8×8 MIMO配置。最吸引人的是，802.11ac拥有MU-MIMO（多任务处理MIMO），通过相同的频道将波束成型同步传输给不同方向的站点的功能。
全面导入波束形成技术
与此同时，802.11ac还有一个亮点就是全面导入波束形成技术，避免在发射器与接收端装置之间，使用无效的传输路径，实现更好的传输效率。其实，波束形成在802.11n产品上可以实现，但现有产品并未能加以充分利用，也因此802.11ac标准特别将波束形成纳为标准功能，且所有导入此一技术的产品都要能互通运行。
802.11ac带来全新的无线生活
取代有线传输
802.11ac无线传输速度已经提升至1Gbps的水平，让用户能体验到更高速度的无线网络，特别是移动设备用户，他们将是最大的受益者。设想这样的场景：用DV拍摄了一段高分辨率的视频，只需要一两秒的时间就可以把视频同步到电视机上或者是电脑上进行播放，也只需要一两秒钟就可以把视频保存到笔记本上。如果通过802.11n等技术，那么上述场景可能只是美好的设想。现在，伴随着802.11ac的出现，上述设想变成了现实。
不仅如此，802.11ac还可与WiFi Direct紧密结合，实现诸多便捷应用方式。WiFi Direct功能虽非802.11ac标准的一环，但预期将与802.11ac一样快速普及。预估未来WiFi Direct与802.11ac的整合概念将吸引更多瞩目。
快速数据同步、备份
对大多数人来说，电脑仍然是一个储存文件、音乐、视频、游戏等资源的中央仓库，所以我们经常要对移动设备和电脑之间的资料进行同步或备份。不幸的是，如果你需要同步的文件又大又多，那这将是一件非常费时间的事。当然，我们可以用速度更快的移动硬盘，但这边插上复制、那边插上粘贴，来回折腾也很费劲。而有了高吞吐率的802.11 ac将会削减这些同步时间，你可以把一个笔记本或平板电脑放在你的电脑旁边，仅花很短时间就可以同步备份。试想在拥有802.11ac标准WiFi的空间里，无线传输速率达到1Gbps甚至更高，数据无线高速传输应用将触手可及。而在如此高带宽的支持下，行业应用也将会有新的亮点出现。
令人兴奋的是802.11 ac 标准还支持设备之间的无线直连，假设你和同事想要从笔记本或者手机中交换文件，目前你还需要一个无线存取点，但是在802.11 ac标准下，这两个设备就可以直接进行交流，甚至在没有无线信号覆盖的地方也可以。
总 结
802.11ac将开创无线技术革命新篇章
@电脑报熊乐：每一次无线技术的进步都为我们的生活带来极大的便利，与802.11n的诞生一样，802.11ac标准的提出是为了满足我们日益增长的无线传输需求，为打造新一代无线网络生活奠定基础。无论从技术发展的本身或者WiFi使用者对无线传输的期待来看，802.11ac标准的确立都是具有特殊意义与使命的，虽然制定出一个兼容并蓄、统一的行业标准还有很长的路要走，但我们相信最终802.11ac将必然成为兼容多种数据格式的无线通用技术。