淺談802.11ac解決方案的現(xiàn)在與未來

　　隨著視頻和多媒體等高清(HD)內(nèi)容在互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的不斷發(fā)展，在各種信息和通信技術(shù)(ICT)設(shè)備不斷涌現(xiàn)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)來穿梭在“三屏一云”(即：計(jì)算機(jī)、手機(jī)、電視，以及云服務(wù))的生活已經(jīng)是許多人平常不過的事了。

　　面對(duì)這些大大小小的設(shè)備通過寬帶無線網(wǎng)絡(luò)接入互聯(lián)網(wǎng)的需求，目前主流的無線局域網(wǎng)(WLAN)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)802.11n顯然有些捉襟見肘。因此，業(yè)界開始推動(dòng)下一代的高速多流無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)802.11ac，以協(xié)助用戶擁抱三屏一云的天空。

　　IEEE(美國(guó)電氣和電子工程師學(xué)會(huì))802.11ac標(biāo)準(zhǔn)目前仍在發(fā)展中，而搭載此標(biāo)準(zhǔn)草案的產(chǎn)品預(yù)計(jì)將在2013年第一季度取得Wi-Fi聯(lián)盟認(rèn)證。802.11ac標(biāo)準(zhǔn)使用世界公用的免費(fèi)5GHz寬帶頻段，所以避開了日益擁擠繁忙的2.4GHz無線頻段。相較于2.4GHz 頻段僅提供三個(gè)頻道，5GHz頻段擁有多達(dá)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(jí)傳輸能力。

　　代表著新一波無線局域網(wǎng)革新的802.11ac，是第一個(gè)支持超過千兆位(Gigabit)水平的Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于手機(jī)上的應(yīng)用，如網(wǎng)頁瀏覽、觀看高清視頻、下載音樂、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(yīng)用，也都將因這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的問世，使得家中各種設(shè)備都能接入互聯(lián)網(wǎng)，而且允許用戶更簡(jiǎn)便地接入云內(nèi)容和服務(wù)。

　　ICT標(biāo)準(zhǔn)可支持多達(dá)八組流，802.11n僅支持四組，而802.11ac將可達(dá)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(shù)據(jù)傳輸速率是150Mbps，而802.11ac單流的數(shù)據(jù)傳輸速率則可達(dá)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(dá)1.3Gbps的傳輸帶寬。

　　通過生態(tài)系統(tǒng)推動(dòng)802.11ac解決方案

　　當(dāng)前整個(gè)業(yè)界已有不少芯片廠商積極投入802.11ac相關(guān)技術(shù)的開發(fā)，部分腳步較快的原始設(shè)備制造商(OEM)或原始品牌制造商(OBM)已經(jīng)開始測(cè)試開發(fā)中的相關(guān)產(chǎn)品。然而依照歷史經(jīng)驗(yàn)，802.11n標(biāo)準(zhǔn)出爐后，從芯片到設(shè)備的開發(fā)，到正式成為消費(fèi)市場(chǎng)上的領(lǐng)導(dǎo)規(guī)格，將要花費(fèi)四、五年的時(shí)間。

　　802.11ac所采用的是5GHz的頻段，對(duì)于沒有長(zhǎng)期深耕此頻段的芯片廠商來說，也將面臨一些挑戰(zhàn)，而設(shè)備開發(fā)商也要鉆研這項(xiàng)技術(shù)，以提升最終產(chǎn)品的性能。持續(xù)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(xù)對(duì)于雙頻段(2.4GHz與5GHz)的移動(dòng)設(shè)備(智能手機(jī))、計(jì)算機(jī)平臺(tái)(平板電腦和筆記本電腦)、消費(fèi)電子(電視和游戲平臺(tái))、網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品(無線路由器、接入點(diǎn)和熱點(diǎn))等有著長(zhǎng)久的耕耘。有了這些專有技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，高通創(chuàng)銳訊將能從容協(xié)助客戶面對(duì)這些技術(shù)挑戰(zhàn)。

　　為了讓這些技術(shù)能力得以擴(kuò)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(tǒng)，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(shè)計(jì)以符合許多客戶端設(shè)備的需求，進(jìn)一步幫助開發(fā)人員快速將設(shè)計(jì)概念轉(zhuǎn)化為實(shí)際產(chǎn)品。

　　此外，盡管每一件終端產(chǎn)品都需要通過預(yù)計(jì)在2013年2月起開始實(shí)施的Wi-Fi認(rèn)證測(cè)試，但有了高通創(chuàng)銳訊的經(jīng)驗(yàn)做輔佐，以及參考設(shè)計(jì)做基礎(chǔ)，采用了高通創(chuàng)銳訊的802.11ac解決方案的客戶，屆時(shí)要通過這些認(rèn)證將會(huì)容易很多。高通創(chuàng)銳訊不但為全球頂尖的手機(jī)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(zhǎng)期合作伙伴，而各大電信級(jí)網(wǎng)絡(luò)和通信網(wǎng)關(guān)設(shè)備供應(yīng)商都與高通創(chuàng)銳訊有不少合作。大多數(shù)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)設(shè)備OEM、前十大個(gè)人計(jì)算機(jī)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(zhǎng)期的合作伙伴們和上下游廠商的整合，組成的生態(tài)系統(tǒng)將有助于讓802.11ac標(biāo)準(zhǔn)早日一統(tǒng)天下，并達(dá)成端對(duì)端連接的最高質(zhì)量。

　　廣泛的解決方案可滿足不同細(xì)分市場(chǎng)的需求

　　正因?yàn)樯鷳B(tài)系統(tǒng)中有著各種不同的應(yīng)用，在推動(dòng)802.11ac時(shí)，同樣必須有符合不同類別終端產(chǎn)品需求的解決方案。如果芯片設(shè)計(jì)供應(yīng)商無法滿足個(gè)別細(xì)分市場(chǎng)，就無法充分掌握802.11ac技術(shù)的應(yīng)用全局?；蛟S有些人以為在移動(dòng)設(shè)備上占有重要地位的高通，只能提供適合于移動(dòng)應(yīng)用市場(chǎng)的產(chǎn)品。然而，就上述所提的OEM與各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的制造商的支持成果來看，過去十年來，高通創(chuàng)銳訊顯然已為市場(chǎng)上提供不僅限于移動(dòng)設(shè)備的解決方案。

　　從實(shí)際應(yīng)用的區(qū)域來看，802.11ac的應(yīng)用范圍主要分為四個(gè)部分：移動(dòng)設(shè)備、計(jì)算機(jī)平臺(tái)、消費(fèi)電子、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

　　帶動(dòng)整體生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵激勵(lì)因素WCN3680，是移動(dòng)1x1 802.11ac結(jié)合Wi-Fi/藍(lán)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(duì)平板電腦應(yīng)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(duì)智能手機(jī)和平板電腦等移動(dòng)消費(fèi)設(shè)備而設(shè)計(jì)，提供高傳輸量，可快速傳送數(shù)據(jù)和低功耗，為高需求的應(yīng)用程序提供更長(zhǎng)的電池使用壽命與優(yōu)異性能。WCN3680支持各種主要操作系統(tǒng)，提供最高達(dá)433 Mbps的數(shù)據(jù)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(fèi)者簡(jiǎn)便升級(jí)到802.11ac性能。

　　在計(jì)算機(jī)平臺(tái)方面，QCA9860 802.11ac解決方案具備了2x2和3x3的設(shè)計(jì)選項(xiàng)，而且支持802.11ac/a/b/g/n標(biāo)準(zhǔn)。它同樣包括了廣泛用于計(jì)算機(jī)產(chǎn)品的PCIe接口，以及集成了藍(lán)牙和USB連接。2x2和3x3計(jì)算機(jī)解決方案可提供延長(zhǎng)電池壽命、尺寸和集成的協(xié)同、強(qiáng)化多媒體體驗(yàn)和優(yōu)化傳輸性能。對(duì)于目前流行的Ultrabook而言，將可因此如虎添翼。

　　在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備方面，高通創(chuàng)銳訊的QCA9890解決方案不僅具備了消費(fèi)者、企業(yè)應(yīng)用和電信運(yùn)營(yíng)商所重視的2x2和3x3選項(xiàng)，同時(shí)也支持802.11ac/a/b/g/n等標(biāo)準(zhǔn)，尤其業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的PCIe接口也是其重點(diǎn)之一。當(dāng)然，正因?yàn)橛兄L(zhǎng)久以來的通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，也使得高通創(chuàng)銳訊的各類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(hào)精準(zhǔn)度的256 QAM技術(shù)、核心基于SoC的架構(gòu)以便搭配不同的終端產(chǎn)品設(shè)計(jì)等特色、高度集成能力以減少材料清單(BOM)的無源器件和低功耗等。不管是在電信級(jí)、企業(yè)級(jí)，或大眾市場(chǎng)的家用設(shè)備而言，高通創(chuàng)銳訊可以通過各種渠道，將802.11ac技術(shù)應(yīng)用于主流設(shè)備上。

　　高速多流、省電省資源

　　802.11ac為Wi-Fi終端用戶提供了強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)。除先前提到的高速多流能力外，低功耗和節(jié)約資源則是談?wù)?02.11ac規(guī)格時(shí)較少提及的話題。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(dāng)然802.11ac技術(shù)也不例外。

　　在節(jié)省資源方面，也就是節(jié)省系統(tǒng)其他組件(尤其是CPU和RF電路)的運(yùn)作資源。舉例來說，當(dāng)一臺(tái)無線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(tái)，而不需要升級(jí)路由器里面負(fù)責(zé)指揮調(diào)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(diào)度的運(yùn)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(jié)省電源，或借此減少系統(tǒng)的發(fā)熱以及間接所需的冷卻能源(空調(diào))。

　　而假如是在個(gè)人計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的筆記本電腦產(chǎn)品里，2x2和3x3 802.11ac的運(yùn)算解決方案同樣擁有先進(jìn)硬件加速功能，開發(fā)商不需要因此將計(jì)算機(jī)的CPU升級(jí)，多出來的運(yùn)算資源可以提供視頻和多媒體譯碼等應(yīng)用調(diào)配。此外，節(jié)省下來的電源，可使計(jì)算機(jī)擁有更長(zhǎng)的續(xù)航時(shí)間。如果再加上在不同區(qū)塊的應(yīng)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(shè)備、計(jì)算機(jī)平臺(tái)、移動(dòng)設(shè)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的附加整合和性能表現(xiàn)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處理器和無線廣域網(wǎng) (wireless WAN) 整合在一起，所搭建出的綜效不是只有運(yùn)算表現(xiàn)而已，在制造過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(tǒng)成本(total system cost)都是立竿見影的整合效益。而且，通過了高度整合，我們的802.11ac無線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(nèi)傳送WLAN信號(hào)的整體表現(xiàn)，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(shù)據(jù)傳輸在最短的工作周期(duty cycle)內(nèi)完成，如果再結(jié)合上述的高通創(chuàng)銳訊設(shè)計(jì)參考來看，比起原本的802.11n解決方案，甚至能達(dá)到“馬快跑、少吃草”的整體效果。對(duì)于需要更好傳輸性能的產(chǎn)品來說，假如采用的是3x3的設(shè)計(jì)，除了能達(dá)到最高1.3Gbps的速度水平。在一般使用情況下，用賽車與道路的比喻來形容的話，可以帶來的是足夠?qū)挸ǖ牡缆?即：容量)，以及非常穩(wěn)定的路面跑道(即：通信必須的穩(wěn)定性)。這對(duì)于重視高視頻質(zhì)量和流暢的幀速率的高分辨率影音應(yīng)用而言，更是有助于提升用戶的多媒體體驗(yàn)。

　　結(jié)論：11ac的美好新世界指日可待

　　隨著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(duì)于帶寬的渴求，在大大小小各式各樣的無線上網(wǎng)設(shè)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，相信在過去面對(duì)802.11a/b/g/n的歷練下，應(yīng)該非常確定802.11ac的美好新世界指日可待。