802.11ac“千兆Wi-Fi”开始显示出潜力和局限性

供应商测试,早期采用者带来11ac性能,应用程序更清晰的焦点

供应商的测试和非常早期的802.11ac客户提供了“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产品进行了几个月的测试,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式条件下进行的;其他涉及实际或模拟生产网络。结果如下:在最佳情况下,11ac客户端吞吐量一致为400M到800Mbps,与11n相比,随着范围的增加,吞吐量更高,每个接入点服务的客户端更多,现有11n客户端性能提高。

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

IEEE 802.11ac标准做了几件事,将11n的吞吐量提高了两倍。它建立在802.11n中引入的一些技术之上;强制一些11n选项;提供了几种大幅提高Wi-Fi吞吐量的方法;只能在未充分利用的5GHz频段工作。[欲知更多详情,请参阅"11ac会更快,但实际快多少?”)

这是一个强有力的组合。特拉华州纽瓦克特拉华大学(University of Delaware, Newark)系统程序员迈克•戴维斯(Mike Davis)表示:“我们发现,配备11ac ac的新款Macbook Air笔记本电脑的速度超过了800Mbps,配备11ac ac ac的新款三星Galaxy S4等手机的速度超过了400Mbps。(目前)这类手机在校园11ac ac设备中占了很大比例。”

(资源:你最好的“千兆Wi-Fi”资源

测试:超快Wi-Fi:思科、Ubiquiti接入点的最高速度接近400Mbps

作为阿鲁巴无线局域网的长期客户,该大学今年夏天在校园内安装了3700个新的11ac接入点,包括一座新的工程大楼、两间新的宿舍和一些大型礼堂。目前,校园内约24,000个Wi-Fi客户端中,平均约有80个11ac客户端在线,峰值为100个。

11ac网络似乎能承受负载。戴维斯说:“在一次使用11ac Macbook Air的有限测试中,我在一个11ac接入点上的带宽达到了400Mbps,当时有超过120个客户端。”并非所有的客户都“急需数据”,但结果显示,“新的11ac接入点仍然可以提供比11n更好的数据速率,同时为更多的客户提供服务,”戴维斯说。

11ac的最大数据速率高度依赖于几个变量。其一是11ac无线电是否使用80兆赫信道(11n通过使用40兆赫信道获得了很大的吞吐量提升)。另一个问题是无线电是否能够使用256 QAM调制方案,而11n使用64 QAM调制方案。这两者都取决于11ac客户端离接入点有多近。太远,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,这是一种引入11n的技术,由客户端和接入点无线电支持。图# 1,“基于空间流的802.11ac性能”,展示了下载吞吐量性能。

802.11交流

在完美的条件下,接近接入点,一个三流11ac无线电可以实现最大的原始数据速率1.3Gbps。但是没有用户会真正意识到可用吞吐量。

“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集成了控制器功能,并为IT团队提供了基于云的管理接口。

加斯特说:“在理想条件下,离接入点非常近的单个[11ac]客户端可以获得非常好的速度。”“但这并不能反映现实:你有电子‘噪音’,有多个竞争客户,有11n个客户。在某些情况下,[11ac]速度可能并不比11n高多少。”

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3个流,通常有3个发射天线和3个接收天线。但客户会有所不同。在特拉华大学(University of Delaware),新款Macbook Air笔记本电脑支持两种流;但是新的三星Galaxy S4和HTC One手机支持一种流媒体Broadcom的BCM4335 11ac芯片组。

Broadcom的测试发现,在一个40mhz信道上,一个11n的数据流可以提供高达60Mbps的带宽。博通无线连接业务发展主管克里斯•布朗(Chris Brown)表示,相比之下,在80兆赫信道中,单流11ac“起步速度远远超过250Mbps”。单流11ac最大输出约433Mbps。

这些品质带来了一些有趣的结果。一个是,在任何给定的距离访问点11ac的吞吐量比11n要好得多。Brown说:“即使是在60米的情况下,单流11ac的性能也超过了除了40mhz的2x2 11n之外的所有性能。”

另一个结果是11ac接入点可以服务比11n接入点更多的客户端。

特拉华大学的迈克·戴维斯说:“我们已经在一个高密度的演讲大厅中用11ac取代了几十个11n ap,取得了巨大的成功。”“虽然我们仍在限制与新ap关联的最大客户数量,但我们看到,即使客户数量几乎是上一代ap的两倍,它们仍能保持客户性能。”

11ac的其他特点有助于维持这些容量增加。发射波束形成(TBF)在11n中是一个可选特性,在11ac中是强制性和标准化的。Aruba Networks技术营销工程总监马克·乔丹(Mark Jordan)表示:“TBR可以让你针对特定客户,将射频信号‘集中’在特定方向。”“TBF稍微改变相位,以允许信号以更高的有效无线电功率水平传播。其结果是大大提高了距离吞吐量。”

第二个特点是低密度奇偶校验(LDPC),这是一种提高接收无线电灵敏度的技术,实际上使其拥有更好的“听力”。

对Wi-Fi网络的影响将是巨大的。Broadcom在一个办公大楼的网络中进行了广泛的测试,使用了11n和11ac接入点和客户端。根据布朗的说法,它专门测试了11ac的数据速率和吞吐量,同时还开关着波束形成和低密度校验。

测试表明,随着客户端和接入点之间的距离增加,TBR和LDPC都打开的11ac连接,越来越明显地优于11n,甚至是关闭了这两个功能的11ac连接。例如,在一个测试点,11n的客户端达到了32Mbps。在同一点,11ac客户端与TBR和LDPC关闭,实现了大约相同。但当两者都“打开”时,11ac客户端飙升至102Mbps,是之前吞吐量的三倍多。

阿鲁巴发现了类似的结果。其单流Galaxy S4智能手机在15英尺处TCP下游吞吐量达到238Mbps,在30英尺处达到235Mbps,在75英尺处达到193Mbps。在120英尺时,仍然是154Mbps。对于相同的上游距离,吞吐量速率为:235Mbps、230M、168M和87M。

“我们重新检查了好几次,以确保我们做得对,”阿鲁巴的乔丹说。“我们知道我们无法得到理论上的最大值。但现在,我们可以为今天的客户提供他们所需的所有数据。我们可以在一定的范围内实现这一目标,我们可以接近于保证高质量的用户体验。”

11ac还有其他含义。由于11ac的上下传输速率要高得多,与11n相比,11ac的移动设备打开和关闭Wi-Fi频道的速度要快得多,消耗的电量也更少。更有效的网络使用将意味着更少的“每位能量”和更好的电池寿命。

一个相关的暗示是,因为这一切都发生在11ac更快,有更多的时间让其他客户访问该频道。据博通的布朗称,换句话说,网络容量增加了6倍。他说:“这为其他客户腾出了时间来传送和接收信息。”

这种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,四个思科11n接入点提供了连接。布朗说,一个11ac的接入点就可以取代它们。

但更有可能的是,IT集团将优化11ac网络的容量,特别是随着智能手机、平板电脑、笔记本电脑和其他设备都配备了11ac收音机。

特拉华大学(University of Delaware)发现,即使是11n客户也会看到11ac网络的改善。

“11ac ap上的11n客户端的性能可能是最大的、意想不到的好处,”Mike Davis说。“11n客户仍占总客户数量的80%,我们测量的11n客户在新11ac ap上的性能是上一代[11n] ap的两倍。”

Wi-Fi使用以太网的载波感知多路访问和碰撞检测(CSMA/CD),它基本上检查一个通道是否被使用,如果是,后退,等待并再次尝试。布朗说:“如果我们花更少的时间在网络上,那么就会有更多的播放时间,这样设备就有更多的机会访问媒体。”“更多可用的通话时间意味着更少的碰撞和后退。如果超负荷的11n接入点被11ac接入点取代,它将增加网络的容量。”

在阿鲁巴的内部测试中,一台配备三流11n收音机的Macbook Pro笔记本电脑首先连接到11n阿鲁巴AP-135,然后连接到11ac AP-225。所示图# 2,“11ac将提高11n客户端的吞吐量”,笔记本电脑在11ac接入点上的性能大大提高,特别是当范围增加时。

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。

John Cox为Network World研究无线网络和移动计算。有个足球雷竞技apphttp://twitter.com/johnwcoxnwwjohn_cox@nww.com

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