802.11ac開始顯現(xiàn)潛力以及局限性
來源：cnw.com.cn
摘要： 供應(yīng)商測試以及早期802.11ac部署者對“千兆Wi-Fi”進(jìn)行了真正的考驗，這些考驗也印證了其承諾。數(shù)月來，供應(yīng)商一直在測試他們的11ac產(chǎn)品，測試結(jié)果顯示了11ac的性能以及哪些變量會其影響。一些測試是在理想的實驗室環(huán)境下進(jìn)行;...
Abstract：
Key words :
供應(yīng)商測試以及早期802.11ac部署者對“千兆Wi-Fi”進(jìn)行了真正的考驗，這些考驗也印證了其承諾。
數(shù)月來，供應(yīng)商一直在測試他們的11ac產(chǎn)品，測試結(jié)果顯示了11ac的性能以及哪些變量會其影響。一些測試是在理想的實驗室環(huán)境下進(jìn)行;其他測試則設(shè)計實際或模擬的生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)。測試結(jié)果包括：在最佳情況下，11ac客戶端能夠享受一致的400M到800Mbps的吞吐量;每個接入點服務(wù)于更多的客戶端，以及為現(xiàn)有11n客戶端提高性能。
無線局域網(wǎng)供應(yīng)商正在加緊推出產(chǎn)品，包括Aerohive、Aruba、思科(包括其Meraki云計算產(chǎn)品)、Meru、摩托羅拉、Ruckus、Ubiquiti和Xirrus。
IEEE 802.11ac標(biāo)準(zhǔn)使吞吐量增加至11n的三倍，主要是這樣實現(xiàn)的：它建立在從802.11n引進(jìn)的一些技術(shù)之上;強制執(zhí)行某些11n選項;提供多種方式來提高Wi-Fi吞吐量;僅在5GHz頻段下運作。
這是一個強有力的組合。特拉華大學(xué)系統(tǒng)程序員Mike Davis表示：“我們看到配備11ac的新的蘋果Macbook Air筆記本吞吐量超過800Mbps，11ac手機(例如三星S4)為400Mbps，校園內(nèi)11ac設(shè)備正在逐漸增加。”
特拉華大學(xué)是Aruba公司長期的WLAN客戶，該大學(xué)今年夏天已經(jīng)安裝了3700個Aruba的新的11ac接入點，目前，平均有80個11ac客戶端在線，高峰為100，該校有共有約24000Wi-Fi客戶端。
11ac網(wǎng)絡(luò)似乎“游刃有余”，Davis說道：“在對11ac Macbook Air的有限的測試中，在負(fù)荷超過120個客戶端的11ac接入點，我能夠維持400Mbps。”并不是所有的客戶端都是數(shù)據(jù)密集型，但結(jié)果顯示當(dāng)服務(wù)于比以前更多的客戶端時，11ac接入點仍然能夠提供比11n更好的數(shù)據(jù)傳輸速率。
11ac的最大數(shù)據(jù)傳輸速率高度依賴于幾個因素。首先是11ac無線電是否使用80Mhz寬的信道(11n通過使用40MHz信道來提高吞吐量)。另一個因素是，無線電是否能夠使用256 QAM調(diào)制方案，11n使用的是64 QAM。這些都取決于11ac客戶端與接入點的距離。距離太遠(yuǎn)的話，無線電會“下調(diào)到”較窄的信道和較低的調(diào)制方案。
還有一個因素是“空間流”的數(shù)量，空間流是在11n引進(jìn)的技術(shù)，受到客戶端和接入點無線電的支持。在圖1“基于空間流的802.11ac性能”中，顯示了下載吞吐量性能。
在完美的條件下，靠近接入點時，三股流11ac無線電可以實現(xiàn)1.3Gbps的最大原始數(shù)據(jù)傳輸速率。但沒有用戶會意識到可用吞吐量的情況。
Aerohive Networks 公司產(chǎn)品管理主管Mathew Gast表示：“通常情況下，如果客戶端靠近接入點，由于協(xié)議開銷(設(shè)置、信標(biāo)等)，你可以預(yù)計將損失約40%的總體原始比特率。”該公司剛剛推出了其第一批11ac產(chǎn)品—AP 370和AP390.Aerohive在分布式接入點架構(gòu)中集成了控制器功能，并為IT部門提供云計算管理界面。
第三個重要因素是空間流的數(shù)量。大多數(shù)11ac接入點會支持三股流，通常有三個發(fā)射和接收天線，但客戶端會有所不同。在特拉華大學(xué)，新的Macbook Air筆記本支持兩個流，而三星S4和HTC One收集支持一個流。
Broadcom公司的測試發(fā)現(xiàn)，在40 MHz信道，單個11n數(shù)據(jù)流可以提供高達(dá)60Mbps的吞吐量。相比之下，在80MHz信道的單流11ac“開始超過250Mbps”。單流11ac最大會超過約433Mbps。
從這些數(shù)據(jù)中我們可以得出一些有趣的結(jié)果：在任何給定的距離，11ac的吞吐量都比11n更好;11ac接入點可以比11n提供更多的客戶端數(shù)量。
“在高密度的演講大廳，我們已經(jīng)使用11ac取代了11n接入點，”特拉華大學(xué)的Mike Davis表示，“雖然我們?nèi)匀辉谙拗瓶梢允褂眯陆尤朦c的客戶端的數(shù)量，但我們看到客戶端的性能非常高。”
11ac的其他功能實現(xiàn)了性能的提升。發(fā)射波束成形(TBF)是11n中的可選功能，而在11ac中測試標(biāo)準(zhǔn)功能。“TBR讓你可以將RF信號集中在特定地方，用于特定客戶端，”Aruba公司技術(shù)營銷工程主管Mark Jordan表示，“TBF小幅改變了定相來允許信號在更高效的無線電功率水平傳播，結(jié)果是極大地提高了吞吐量距離。” 第二個功能是低密度奇偶校驗(LDPC)，這是提高接收無線電密度的技術(shù)。
這對Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)的影響將是巨大的。Broadcom在辦公樓設(shè)立的網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行了廣泛的測試，該網(wǎng)絡(luò)同時使用11n和11ac接入點和客戶端。他們專門測試了在打開和關(guān)閉波束成形和低密度奇偶校驗的情況下，11ac數(shù)據(jù)傳輸速率以及吞吐量。
測試結(jié)果顯示，在TBR和LDPC打開的情況下，11ac連接顯著優(yōu)于11n，即使在這兩個功能都關(guān)閉的情況下，11ac也更加優(yōu)越。例如，在一個測試點，11n客戶端達(dá)到32Mbps，在同一個測試點，關(guān)閉TBR和LDPC的11ac客戶端實現(xiàn)相同的吞吐量。當(dāng)開啟功能時，11ac客戶端猛增至102Mbps。
Aruba公司也發(fā)現(xiàn)了類似的結(jié)果。其單流三星S4智能手機在15英尺達(dá)到238Mbps TCP下行吞吐量，30英尺為235Mbps，75英尺為193Mbps。而在120英尺，仍然有154Mbps。在相同距離上行吞吐率為：235Mbps、230M、168M和87M。
11ac還有其他方面的優(yōu)勢。由于更高的向上和向下吞吐量，11ac移動設(shè)備更快地接入和退出Wi-Fi信道，需要更少的電耗。更高效的網(wǎng)絡(luò)使用意味著更少的“每比特電耗”，以及更好的電池壽命。
另外，由于對于11ac而言，這一切都進(jìn)行得更快，就有更多事情讓其他客戶端來訪問信道。換句話說，網(wǎng)絡(luò)容量增加了六倍。
這方面的改進(jìn)可以用來減少覆蓋特定區(qū)域的接入點數(shù)量：在Broadcom辦公測試區(qū)，四個思科11n接入點提供連接，單個11ac接入點就可以替換它們。
更可能的情況是，IT部門將優(yōu)化11ac網(wǎng)絡(luò)的容量，尤其是隨著智能手機、平板電腦、筆記本和其他設(shè)備逐漸配備11ac時。11n客戶也會意識到11ac網(wǎng)絡(luò)的改進(jìn)。
Wi-Fi使用以太網(wǎng)的載波監(jiān)聽多路訪問以及碰撞測試(CSMA/CD)--基本上檢查信道是否正在被使用，如果正在使用，它將退出，等待再次嘗試。“如果我們在網(wǎng)絡(luò)上花更少的實際，就有更多可用的時間，就可以讓更多設(shè)備訪問。更多可用的時間轉(zhuǎn)化為更少的碰撞和退避。如果不堪重負(fù)的11n接入點被11ac接入點取代，這將會增加網(wǎng)絡(luò)的容量。”
在Aruba的內(nèi)部測試中，Macbook Pro筆記本具有三個流11n無線電，首先被連接到11n Aruba AP-135，然后是11ac AP-225。正如圖2“11ac將提高11n客戶端的吞吐量”中所示，該筆記本的性能比在11n上好得多，特別是隨著范圍擴大。
這些改進(jìn)只是“第一波”11ac的一部分。第二波可能將會在2014年晚些時候開始，其中將會有新功能添加到11ac：支持4到8個數(shù)據(jù)流，明確的發(fā)射波束成形，160Mhz信道選項，以及“多用戶MIMO”—允許接入點同時應(yīng)對多個11ac客戶端。
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