802.11ac“千兆Wi-Fi”开始显示出潜力和限制

供应商测试,早期采用率带来11ac性能,应用程序更清晰的焦点

供应商的测试和早期802.11ac客户提供了对“千兆Wi-Fi”的现实检验,但也证实了它的大部分承诺。

供应商已经对他们的11ac产品进行了数月的测试,得出的数据显示了11ac的性能以及哪些变量会影响性能。有些测试是在理想的实验室条件下进行的;其他涉及实际或模拟的生产网络。结果包括:在最佳情况下,11ac客户机的吞吐量保持在400M到800Mbps之间;与11n相比,当范围增加时吞吐量更高;每个接入点提供更多的客户机服务;现有11n客户机的性能得到提升。

无线局域网供应商正在加紧产品介绍,他们都在推出产品,其中包括Aerohive, Aruba Networks,思科(包括其基于云服务的Meraki), Meru,摩托罗拉解决方案,Ruckus, Ubiquiti和Xirrus。

在IEEE 802.11ac的标准做几件事情的三倍11n的吞吐量。它建立在一些802.11n标准引入的技术;使得一些强制性的11n选项;提供了几种方法,以显着提升的Wi-Fi吞吐量;而在未充分利用5GHz频段工作只。[欲了解更多详情,请参阅“11ac会更快,但真正要快多少呢?“]

这是一个强有力的组合。特拉华州纽瓦克的特拉华大学(University of Delaware, Newark)系统程序员迈克•戴维斯(Mike Davis)表示:“我们看到,配备了11ac功能的新款苹果Macbook Air笔记本电脑的速度超过800Mbps,而配备11ac功能的手机(如三星Galaxy S4)的速度超过400Mbps,这些手机(目前)占据了校园内11ac设备的大部分。”

(资源:你最好的“千兆Wi-Fi”资源]

测试:超快Wi-Fi:思科、Ubiquiti接入点最高接近400Mbps

经过较长时间的Aruba网络WLAN客户,大学校园里安装了Aruba的新11AC接入点3700这个夏天,在一个新的工程建设,两个新的宿舍,和一些大型礼堂。目前,有平均约80个11AC客户在线使用的100校园高峰,出大约24 000名的Wi-Fi客户端。

该11AC网络负载似乎再忍耐。“在与11AC Macbook Air的有限测试,我是能够维持400Mbps的上当时载有超过120个客户的11AC接入点,”戴维斯说。并不是所有的客户都“数据饿”,但结果显示“新11AC接入点仍然可以提供优于11n的数据传输速率,比以前更提供服务的客户,”戴维斯说。

11ac的最大数据率高度依赖于几个变量。其中一个问题是11ac无线电是否使用了80 MHz宽的信道(11n通过使用40mhz信道获得了很大的吞吐量提升)。另一个是收音机是否能够使用256 QAM调制方案,而不是64 QAM为11n。这两种情况都取决于11ac客户机与接入点的距离。太远的话,收音机就会“降级”到更窄的频道和更低的调制。

另一个变量是“空间流”的数量,这是11n引入的一种技术,由客户机和接入点无线电支持。图# 1“基于空间流的802.11ac性能,”显示下载吞吐量性能。

802.11交流

在完美的条件下,接近接入点,一个三流11AC无线电能达到1.3Gbps的最大原始数据速率。但是,没有用户会真正认识到,在可用的吞吐量方面。

“通常情况下,如果客户端接近接入点,你会失去约40%的整体原始比特率由于协议开销,确认设置,报警等等,”马修恐吓说,产品管理总监Aerohive网络,刚刚宣布其前11交流产品,AP370 AP390。Aerohive在分布式接入点架构中整合了控制器功能,并为IT组提供了基于云的管理界面。

“在理想条件下,一个非常接近接入点的[11ac]客户端可以获得非常好的速度,”Gast说。“但这并不能反映现实:你有电子‘噪音’、多个竞争客户、11个客户。在某些情况下,11ac的速度可能不会比11n高太多。”

第三个关键变量是由访问点和客户端支持的空间流的数量。大多数新的11ac接入点将支持三个流,通常有三个发射和三个接收天线。但客户会有所不同。在特拉华大学,新的Macbook Air笔记本电脑支持两种流;但新的三星Galaxy S4和HTC One手机支持单流通Broadcom的BCM4335 11ac芯片组。

Broadcom的测试发现,在一个40mhz的信道上,一个11n的数据流可以达到60Mbps。相比之下,80 MHz信道的单流11ac“起步时远高于250Mbps”,Broadcom无线连接部门的业务发展总监Chris Brown说。单流11ac最大输出功率约为433Mbps。

有这些特质一些有趣的结果。其一是,在从接入点任何给定距离的吞吐量是11AC要好得多相比,11N。“即使在60米,单流11AC优于所有,但在40 MHz的2x2的11N,”布朗说。

另一个结果是11ac接入点可以服务比11n接入点更多数量的客户。

“我们已更换了几十11n接入点与高密度报告厅11AC,取得了巨大成功,”特拉华州的迈克·戴维斯的大学说。“虽然我们仍然限制可以与新的AP关联的客户端的最大数目,我们看到他们保持客户端性能甚至从什么上一代的AP可以服务近一倍的客户数。”

11ac的其他特性有助于维持这些容量增长。发射波束形成(TBF)是11n的一个可选特性,在11ac中是强制性的和标准化的。Aruba Networks技术营销工程总监马克•乔丹(Mark Jordan)表示:“TBR可以让你将射频信号‘集中’在一个特定的方向,针对一个特定的客户。”TBF稍微改变相位,让信号传播在一个更高的有效无线电功率水平。其结果是极大地改善了超距离输送能力。”

第二个特征是低密度奇偶校验(LDPC),这是一种提高接收无线电的灵敏度的技术,实际上使其具有更好的“听觉”。

这对Wi-Fi网络的影响将是巨大的。Broadcom在一个办公大楼里建立了一个网络,使用11n和11ac接入点和客户端进行了广泛的测试。根据Brown的说法,它专门测试了11ac数据速率和吞吐量,并在波束形成和低密度奇偶校验开关下进行了测试。

测试表明,随着客户端和接入点之间的距离增加,同时打开TBR和LDPC的11ac连接性能越来越好,显著优于关闭这两种特性的11n连接,甚至优于关闭这两种特性的11ac连接。例如,在一个测试点,一个11n客户端达到32Mbps。与此同时,关闭TBR和LDPC的11ac客户机也取得了差不多的效果。但是当两者都打开时,11ac客户机的吞吐量飙升到102Mbps,是之前吞吐量的三倍多。

阿鲁巴岛发现了类似的结果。其单流银河S4智能手机在15脚,235Mbps,在30英尺,193Mbps达到238Mbps TCP下行吞吐量在75脚。到120英尺,它仍然是154Mbps。出于同样的距离上游的吞吐量分别为:235Mbps,230M,168M,87M和。

“我们重新检查了几次,以确保我们做的是正确的,”阿鲁巴的约旦说。“我们知道我们无法得到理论上的最大值。但是现在,我们可以为今天的客户提供他们需要的所有数据。我们可以在如此高的频率范围内做到这一点,几乎可以保证高质量的(用户)体验。”

11ac还有其他含义。由于具有更高的上下吞吐量,11ac移动设备连接和关闭Wi-Fi频道的速度比11n快得多,消耗的电池电量也更少。更高效的网络使用意味着更少的“每比特能量”和更好的电池寿命。

一个相关的暗示是,因为这一切在11ac中发生得更快,所以有更多的时间让其他客户访问该通道。换句话说,根据Broadcom的Brown,网络容量增加了六倍。他说:“这样就可以腾出时间让其他客户发送和接收信息。”

这一改进可用于减少覆盖给定区域的接入点数量:在Broadcom办公室测试区域,四个思科11n接入点提供连接。一个单一的11ac接入点可以取代它们,Brown说。

但更有可能的是,IT集团将优化11ac网络的容量,尤其是在智能手机、平板电脑、笔记本电脑和其他设备都配备了11ac收音机的情况下。

即使11N的客户会看到11AC网络改进,特拉华大学发现。

“11n客户端在11ac APs上的表现可能是最大的、意想不到的好处,”迈克•戴维斯(Mike Davis)表示。“11n客户端仍然占到客户端总数的80%,我们已经测量了11n客户端在新11ac APs上的性能是上一代(11n) APs的两倍。”

Wi-Fi通过碰撞检测(CSMA/CD)使用以太网的载波感应多路访问,它主要检查一个频道是否被使用,如果是,后退,等待并再次尝试。布朗说:“如果我们花在网络上的时间更少,那么就会有更多的播放时间,这样设备就会有更多机会访问媒体。”更多的可用播放时间意味着更少的碰撞和后退。如果一个超负荷的11n接入点被一个11ac接入点取代,它将增加网络的容量。

在Aruba的内部测试中,一台带有三流11n电台的Macbook Pro笔记本电脑首先被连接到11n Aruba AP-135,然后连接到11ac AP-225。所示图# 2,“11ac将提高在11n客户端的吞吐量”,笔记本电脑的性能在11ac接入点上有很大的改善,特别是当范围增加的时候。

802.11交流

这些改进是“wave 1”11ac的一部分。在波2中,也许在2014年晚些时候开始,新功能将被添加到11 ac收音机:支持四到八个数据流,显式传输波束形成,160 Mhz的选择渠道,“多用户MIMO,”让访问点和多个11交流客户在同一时间。

约翰·考克斯为网络世界覆盖无线网络和移动计算。足球竞猜app软件http://twitter.com/johnwcoxnwwjohn_cox@nww.com

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