进入21世纪以来,全球移动化的趋势越来越明显,主要表现在:
移动设备爆发性增长。根据咨询公司数据显示2014年全球IT终端设备出货量达到惊人的25亿台,与2013年相比,增长7.6%。移动性正在不断改变人们的生活和办公习惯。全球有1.2亿的企业员工使用移动办公,35%的企业员工经常使用移动设备。而在我们的家庭中正在越来越多的使用无线互联设备:观看无线互联的智能电视,用PAD上网。
移动流量和带宽需求呈爆炸式增长。预计2010年到2020年全球移动数据流量增长将超过200倍。到2020年及未来,移动互联网将推动人类社会信息交互方式的进一步升级,为用户提供增强现实、虚拟现实、超高清视频、移动云等更加身临其境的极致业务体验,并将带来移动流量超千倍增长。
在全球移动化的大趋势下,各大无线设备厂商也在不断更新技术和产品,以满足大众对移动互联网的高涨需求。以无线局域网厂商为例,从1999年至今,无线接入技术已经经历了4代技术更迭:802.11b,802.11a/802.11g,802.11n,802.11ac,市场主流产品的物理接入速率也从2Mbps,54Mbps,450Mbps发展到1.3Gbps,今年各厂商主推的最新的11ac wave2产品物理接入速率可以达到1.7Gbps。为了应对不断增加的智能设备、应用程序和数据,对带宽的急剧膨胀的需求,各厂商除了相继推出了技术比较成熟的802.11ac的产品以外还在着手研制基于IEEE 802.11ad标准(也被称为WiGig)的无线产品。
那么WiGig究竟是一种什么技术,适合于什么使用场景,存在什么样的使用限制呢,接下来我们就对这个协议做一个比较深入的介绍。
WiGig最初由WiGig(无线吉比特联盟)主导开发,在2010年被WiGig移交给IEEE 802.11ad标准化任务组,并于2010年5月被确认为802.11ad标准草案的基础。2012年年底,802.11ad获得IEEE批准。2013年WiGig联盟与WiFi联盟合并。WiFi联盟非常重视WiGig技术,认为WiGig技术是对WiFi技术的有益补充,从而拓展到新的应用。目前,WiFi联盟已发布了WiGig CERTIFIED认证计划,以进行产品互操作性验证。
下面我们再来看看WiGig的技术优势:
运行在60GHz频段
在过去10年中,我们看到了802.11技术虽然在不断演进,但工作频率基本没有变化:802.11n在2.4GHz和5GHz频段运行,新的802.11ac产品则在5GHz频段运行。而WiGig在使用的频段上是一个阶跃变化,它向现有产品增加了新的频段60 GHz。60GHz频段是一个无需注册的、开放的ISM频段,在目前2.4GHz和5.2GHz ISM频段已经被大量使用的情况下,人们的注意力自然转向了尚未被开发和利用的60GHz频段来。与2.4 GHz和5 GHz两种频段相比,该频段的特点有:
绝对带宽很宽,高达9GHz带宽
波长短,具有毫米波的属性
在空气中衰耗得比较快
适合室内使用,以支持包括视频在内的多媒体应用
支持高达7Gbps的数据传输速率
熟悉802.11ac标准的朋友都知道,通过8个空间流、256QAM调制和160MHz信道捆绑,11ac标准的理论无线传输速率同样可达7Gbps;但要知道,WiGig达到7Gbps的速度,仅需通过一个空间流、64QAM调制和单个信道即可实现。我们可以这样认为WiGig现在使用的60GHz技术只相当于802.11技术演进中的“.11b阶段”,利用802.11在过去十年中用来提高传统频段性能的所有技术(信道绑定、MIMO和更高的调制),我们可以很容易地将WiGig开发到新的性能高度。
高容量
16~32天线阵列可以产生真正的空间分离,并让高容量无线部署成为现实。具有如此大的天线阵列的波束成形可以允许高度定向的通信,并允许多个设备在同一房间内相互之间没有干扰地运行。
多模无缝切换,提升用户体验
WiGig在60GHz频段连接不可用的情况下可以向2.4GHz或5GHz WiFi无缝切换,从而可极大提升用户体验(例如当用户距离AP较远,其无线连接将选择传输速度较慢但传输距离更远的WiFi频段;而当用户距离AP较近时,系统将自动切换到60GHz频段,以获得更高的连接速率)。另外,在信号加密方面,WiGig设备将兼容802.11的WPA2加密算法,确保了它与现有无线网络的互联互通。
终端更节能
WiGig设备可以利用调度接入机制减少功耗:通过定向链路通信的两台设备可以预定它们进行通信的时间段,在这些时间段之外的期间,设备开始休眠。利用此功能设备可以根据实际流量负荷进行电源管理——这对于手机等对电量敏感的设备尤其重要。
非常低的延迟
WiGig可以提供类比有线网络的低延迟(大约10微秒延迟)。而一旦WiGig网络与有线网络的延迟性非常接近,你就可以让系统以为在有线网络上运行,从而重复使用为有线网络开发的软件。例如,无线WiGig总线扩展(WBE)能够在空中运行PCI-E总线,从而无缝地重新使用已经开发的主机控制器和设备驱动程序。
通过以上的描述我们初步了解了WiGig的技术优势,但世上永远没有完美的事物,WiGig也有自己的“软肋”。我们知道,频段越高,无线穿透物体的能力就越差,工作在5GHz频段的11ac相比工作在2.4GHz频段的11n已经可以看出差异,因此工作在60GHz频段的11ad,基本上不具备“穿墙”能力。正因为这个使用限制,当前的WiGig技术本身瞄准的是家庭内部的无线高清传输市场。随着高通宣布即将推出三频802.11ad芯片组(同时支持WiGig和WiFi),我们可以大胆的预测WiFi结合WiGig的混合组网覆盖方式会是未来企业网无线组网的一个新方向,利用WiFi的广覆盖+WiGig的高性能可以为企业用户提供更丰富多样的移动应用。