802.11ac Wave 2规格助力 Wi-Fi系统效能/容量大跃进

向龟速的无线区域网路(Wi-Fi)说再见，因为802.11ac Wave 2的时代来临了，Wi-Fi系统的效能与容量将迈入新境界。许多人大声疾呼Wave 2无线基地台(AP)无法为既有Wi-Fi基础架构创造价值，但事实证明并非如此。  
接下来的内文，我们将说明802.11ac Wave 2的AP如何让射频(RF)频谱运用得更有效率，因为用户端可以迅速连线至基地台与离线，让其他用户端获得更多传输时间，即便是不支援Wave 2的用户端也能受惠。由于Wi-Fi是共享媒介，因此缩短某些用户端的传输时间能嘉惠所有用户端(图1)。  


图1　Wave 2带领Wi-Fi系统效能迈入新境界。 资料来源：Ruckus Wireless
今年Wi-Fi网路将出现更多支援多用户多重输入多重输出(MU-MIMO)的用户端设备，而Wave 2 AP能将资料同时传送给这些用户端，让其他用户端能更快存取RF频谱，若把这想像成共乘的概念，当大家响应共乘，路上车辆就会减少，其他自行开车的也会受益。  

不论用户端的空间串流是一个、二个或三个，当可用的空间串流愈多，表示空间多样性愈高，天线数量增加则可提高可靠性与讯号品质，进而改善MIMO效能，让资料传输率更贴近资料速率。  

部署Wave 2 AP的另一个重要优势是保障既有投资，客户已经厌倦每两年就要建置或重新架设Wi-Fi网路，只因为既有网路架构无法让新装置的新功能发挥优势，然而，Wave 2 AP可大幅降低此风险，延长Wi-Fi架构更新的周期。  

选择Wave 1 AP时，有些厂商会表示，Wave 1就够用了，何必买Wave 2呢？对此，我们将详细探讨射频传输，破解上述负面宣传，协助你做出正确的购买决定。  

如果要在众多说明Wave 2是正确选择的理由中选出最重要的原因，那就是MU-MIMO技术可让AP将下行链路的讯框同时传送到多个基地台，进而提供比单用户MIMO技术更高的容量。  

MU-MIMO提高Wi-Fi容量　实现高传输率/低干扰 

传统Wi-Fi技术一次只能服务一个用户端，遇到速度很慢的装置时，传输时间会拉长，以致于该基地台服务的所有装置都会受影响，如果网路中充斥着行动装置，这个情况就更加严重，不巧的是，现在的网路已经被智慧型行动装置所占据。  

目前市面上还没有太多4×4架构的用户端，但即使只有1×1、2×2或3×3架构的用户端，增加射频链仍可获得更高可靠性的优势。  

增加传输用的射频链可改善下行链路效能，特别是MU-MIMO架构，多加的传输装置可加强讯号导引控制、达到更高资料速率，并降低干扰。  

增加接收用的射频链则可改善上行链路效能，藉由最大比率合成(MRC)技术，如果AP支援双极化天线，AP可以在多个天线与不同极化方向下接收，达到更高品质的讯号，并结合这些讯号提高接收品质，对于天线数量少，且传输功率弱的单串流或双串流用户端是特别有用的设计，例如智慧型手机。  

如果你还在因不支援MU-MIMO的用户端装置而质疑此技术的优势，是改变思维的时候了，因为传统的用户端包括单用户或不支援MU的装置，将会因MU用户端而受益。  

MU技术提升工作效率　具备更多空间串流 
这是因为MU技术可提升两至三倍的工作效率，而增加的生产力会变成多余的传输时间，供更多装置使用，特别是传输耗时的传统用户端(图2)。  


图2　MU技术之高工作效率可供更多装置使用。资料来源：Ruckus Wireless
空间串流数量和传输频宽，与传输效能和支援的装置数量息息相关。初期的Wave 2射频晶片是4×4：4架构，亦即四个传输与四个接收射频链，并支援四个空间串流，而大部分的Wave 1晶片都是3×3：3架构。 

虽然四串流的Wi-Fi装置尚未普及，空间串流数量增加仍具有独特优势，特别是在无线网状网路上，但Wi-Fi网状网路常因多重跳跃的路由机制导致传输率降低，而透过更多、更高频宽的串流，AP的无线连线能力将能达到Gigabit等级的速度。  

MU-MIMO用户端的支援将于今年开始。事实上，市面上已有MU用户端装置，今日许多行动装置中的晶片都具备支援多用户的能力，只要升级韧体就能获得此功能，因此，如果看到现有装置经由软体升级获得MU支援，而无须购买新装置，别太惊讶。由于MU-MIMO需要用户端支援，因此并非所有11ac用户端都可以使用此技术，但预计近期内就能看到具备MU-MIMO支援的用户端。  

MU-MIMO是长期投资，因为缺乏MU用户端，而把Wave 2拒于门外，是短视近利的做法，短期的AP投资通常为期3年，与其执着于当下有限的用户端支援，不如把眼光放远到6个月后的用户端发展，因此，部署支援MU的AP，将AP投资年限延长至4至5年更为合理。  

MU-MIMO也能让不完美的设计达到更高效益，尤其是Wi-Fi顾问与网路管理员无法让频谱发挥最大效益时，例如适当地重复使用通道、AP位置、传输功率、天线选择等。在预算、时间、架构与业务需求等考量下，使用者可以持续调整Wi-Fi设备，直到达到最佳境界，至于其他人，即便网路管理者并不是专家，只要能让尽力传送的网路设计获得更高效益，就是最大化投资者效益。  

新世代的Wi-Fi晶片通常拥有更高工作效率与效能，而硬体经过改良的AP通常具备更优良的射频元件、更完善的架构，以及更强大天线子系统，因此能提升整体效能。11ac AP刚问世时，产业的网路效能大幅提升，即便是11n用户端也深受其惠，不仅规格不变，且效能提升，所以不论是哪一种用户端，都可以期待新AP带来的速率提升(图3)。  


图3　802.11ac Wave 2无线基地台让射频频谱运用更有效率。 资料来源：Ruckus Wireless
新世代的Wi-Fi晶片　拥有强大天线子系统 

当射频链增加时，AP需要更多电力。支援Wave 2的Ruckus R7105能提供符合802.3at标准的电力，并可将2.4GHz射频输出功率降低至25dBm，同时停用USB与第二个乙太网路(Ethernet)连接埠，以802.3af节能模式运作。  

聪明的ZoneFlex R710会自动侦测电力供应状况，不论是直流(DC)电源、802.3at PoE或802.3af PoE电力，它都会自动调整，达到最佳的802.11ac效能。  

Wave 2价位比目前Wave 1 AP高一些，如果预算有限，还是可以选择Wave 1基地台，只是效能差很多。  

或许你想等Wave 2达到160MHz通道后再购买相关设备，但由于高频宽通道会影响企业的频谱效率，且大多数用户端装置都不太可能支援160MHz，所以这只是另一个“史上最快速AP”的宣传口号，并不值得痴痴守候。  

以现实环境中的装置与流量而言，Wave 2 AP很少会需要1Gbit/s以上的上行链路，即使有这个需求，也可以透过汇集电路方式达成，不必担心802.11ac会影响您的骨干网路。