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Wi-Fi革命!高通MU-MIMO技術:秒傳統802.11ac

瀏覽次數:2444   發布日期:2016-08-06

    也許你從未聽說過MU-MIMO,但如果你是一名重度無線網絡依賴者,我們強烈建議你讀完下面的文字,因為,WiFi無線網絡技術的下一輪革命已經悄悄來臨,而MU-MIMO,就是開啟大門的鑰匙。

    在今年的臺北電腦展(Computex 2014)上,高通的全資子公司高通創銳訊展示了全球首款支持MU-MIMO技術的VIVE 4-stream 802.11ac芯片組,效率比現有802.11ac提高了兩到三倍。我們可以向你保證,這絕不是什么技術噱頭,它是一次從01的巨大飛躍。今后若干年時間內,只要是WiFi網絡所及之處,你將無數次看到它的身影,并真正從中受益。

 

【從你身邊說起:WiFi網絡最大的瓶頸在哪?】

    讓我們拋開冗長繁瑣的技術細節,請你捫心自問:現如今的WiFi網絡,最大瓶頸是什么?除了傳輸距離這個不可逾越的物理障礙,你有沒有發現,同一個WiFi網絡內,設備越多越慢?自己家中還好,購物城、咖啡店里等公共WiFi網絡人多時,簡直慢的難以忍受。不管你是802.11abc還是xyz,只要有大量設備和你接入同一個WiFi網絡,網速就會變成上班高峰期的北京地鐵,擠得讓你絕望,這是為何?

原因很簡單:根據現有802.11ac標準,AP(就是路由器、熱點)一次只能和一個客戶端通訊。

    看明白了嗎?同一個AP,在同一個時間段內,只能與同一個接入設備交換信息。這就像《鹿鼎記》里的韋小寶,后宮佳麗再多,每天晚上也只能寵幸一個。聽起來很悲哀,但在三年前,WiFi聯盟制定802.11ac標準時,卻沒有考慮這么多。

    按照WiFi聯盟的路線圖,802.11ac標準被生生分成了兩個階段,第一個階段大約在一年半之前開始推出,目標是迅速推出產品,讓無線盡快達到1Gbps的速率,而信號發送方式依然沿用了老舊802.11n的模式:AP360度范圍內的所有方向發送信號,一次只能向一個客戶端溝通來做傳輸,當一個客戶端服務完之后,才會服務下一個,數據傳輸是“輪流”進行。

由于802.11ac有高達80MHz的頻寬,在接入設備少的時候,問題還不大,但當接入的設備增加到數十、上百個,問題就來了,80MHz的頻寬和傳輸總量被大量設備分割,大部分設備都在等待和路由器通訊,互相爭搶資源,結果是大家都慢得一塌糊涂。

 

【救世主出現:何謂MU-MIMO?】

    那么,有沒有辦法讓AP同時與多個設備通訊呢?解鈴還須系鈴人,WiFi聯盟可沒這么笨,他們留了一手,這就是802.11ac Triple E標準,又稱為802.11ac 2.0

在這個階段,802.11ac終于不再“單打獨斗”了,WiFi聯盟引入了名為MU-MIMO的新功能,有了它,你的路由器就能同時跟多臺設備通信了。你可以這么認為:MU-MIMO就是為了提高傳統WiFi網絡的低效率而生。

    MU-MIMO是“Multi-User Multiple-Input Multiple-Output”的縮寫,聽起來很拗口的一個技術名詞,字面含義卻很好理解,直譯就行了——“多用戶多入多出技術”。

顧名思義,MU-MIMO是一種讓你的路由器同時與多個設備溝通的技術,它是802.11ac標準第二階段的里程碑,這種進步甚至比802.11b/g802.11n,再到802.11ac來得還要大,因為版本號的進化只是提升了理論速率,MU-MIMO才是真正改善了網絡資源利用率,換句話說,它的性能提升都是你看得見摸得著的。

    聽起來是不是很有意思?嗯,我們現在還要再給MU-MIMO戴上一頂帽子:只有具備MU-MIMO技術的設備,才能被稱作“完整版802.11ac”,目前市面上炒得火熱的那些智能路由,全都是“不完整版802.11ac”。

 

【直擊問題根源:MU-MIMO是如何工作的?

     OK,我們已經知道了MU-MIMO的主要目的是提升WiFi網絡的效率,但它究竟用什么手段提高效率?帶著這個問題,我們在Computex 2014現場采訪了高通創銳訊產品管理暨網路事業群副總裁Todd D.Antes,看看他是怎么說的。

    首先,為了便于理解,你可以把傳統的802.11ac路由器信號想象成是一個“圓圈”,這個圓圈就是信號的覆蓋范圍,天線在圓心,呈360度向外發射信號。在“圓圈”內的設備,路由器會依次與它們進行通訊,每次都是一個對一個,多了不行。

 

    802.11ac擁有80MHz的頻寬,實際數據傳輸速率約為350Mbps左右,按照“一次只能服務一個”的原理,如果有兩個設備同時接入網絡,802.11ac就只能“輪著來”了,這樣每個設備只能得到40MHz頻寬,數據傳輸速率當然也會減半。

    而使用了MU-MIMO技術的802.11ac 2.0路由器則不同,它的信號并非360度全向發射,實際上,你可以把MU-MIMO路由的信號看作是“三道射線”,高通利用波束成型(Beamforming)和多用戶分集技術,將信號在時域、頻域、空域三個維度上分成三部分,看起來就像是同時發出三個不同的信號,射向三臺不同的設備,這樣,MU-MIMO路由就能同時“1 vs 3”。由于三個信號互不干擾,因此每臺設備得到的資源是相等的,而且數據傳輸能同時進行,從路由器角度衡量,數據傳輸速率提高了2.53倍。

    當一個網絡內同時存在幾十臺甚至上百臺設備時,這種互不干擾的工作模式好處就很明顯了,路由器能用傳統802.11ac三倍的速度處理請求,負載被大大分散,整個網絡的延遲會有明顯的下降。從手機角度來說,支持MU-MIMO的手機除了網速更快,還能更迅速的連上路由器,減少無謂的等待時間,接入WiFi網絡時功耗也會變小。

不過,遺憾的是,MU-MIMO技術需要發送和接受設備兩端都提供硬件支持,也就是說,你的路由器和手機必須同時支持MU-MIMOWiFi才能能同時與多個設備通訊,市面上現有的家用路由器和大部分手機均無法支持MU-MIMO

 

【速度實測:秒殺傳統802.11ac

     高通在自家的Computex 2014展臺上展示了一大波MU-MIMO設備,包括采用MU-MIMO技術、專供智能路由器使用的QCA998xQCA999x網絡解決方案,從演示來看,MU-MIMO速度確實驚人,它可以輕易將一臺802.11ac路由器的數據傳輸速率提升兩倍以上,從273Mbps提升至638Mbps,比802.11n802.11ac升級還管用!

MU-MIMO802.11ac路由

 

普通802.11ac路由


【最快明年商用:這里承載著WiFi技術的未來】 

    最后,還有一個最關鍵的問題——我們什么時候才能用上MU-MIMO

    根據Todd D.Antes的說法,MU-MIMO技術在微型基站上其實早有用過,WiFi聯盟也已經將其引入802.11ac,作為下一階段的規范標準,但是,把MU-MIMO的成本壓縮至家用路由器也能接受,高通創銳訊花了足足7年時間,技術難度之大可想而知。

    目前,高通已有不少合作伙伴在測試QCA998xQCA999x芯片,Todd D.Antes表示,搭載MU-MIMO的路由器、智能網關等,到今年底、明年初就會問世。而手機方面,高通驍龍801芯片已經率先給予了支持,下一代的驍龍810808805也會支持802.11ac MU-MIMO

    相比家用路由,公共空間安裝的熱點、企業的AP才是網絡最擁擠的地方,我們很樂意看到MU-MIMO在公共場所的普及,那才是MU-MIMO真正的用武之地。

智能路由的概念炒作讓2014年的家用網絡設備市場狠狠的火了一把,但浮華褪去,你會發現,真正能改變世界,為我們帶來更優秀用戶體驗的,依然是那些最核心、最基礎的技術進步。

隨著MU-MIMO腳步的臨近,無線網絡設備市場很快將面臨新一輪的洗牌。

 

    拓達君有話說:從過去的消息,我們得知MU-MIMO技術是大時代數據發展趨勢,業界專業人士稱之:必將顛覆WiFi革命!而放眼當今,WiFi科技迅猛發展,MU-MIMO技術作為新一代信息科技,必將成為行業的發展主流和技術生力軍。而拓達作為行業崛起的新銳精英,創新思變是我們一直以來的發展追求,相信在不久的將來,拓達將攜手核心研發團隊率先進軍,帶給行業全新的核心科技。

Ps:文章轉自網絡



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