高速通信双行道

时间:2022-07-19 06:08:13

高速通信双行道

相对于摩尔定律驱动下的半导体性能飞速提升和爆发式增长的无线接入设备,无线网络的性能提升显得步履蹒跚。即便是最新的IEEE 802.11n技术,也已经走过几个年头,曾经引人注目的高速度、大覆盖能力等早已优势不再,特别是受无线设备类型及数量增加的影响,运行于2.4GHz频段的IEEE 802.11n标准已经不堪重负。

早在IEEE 802.11n的上一代标准IEEE 802.11g出现之前,IEEE就已经注意到了2.4GHz这个公共免授权频段使用设备众多,而可使用信道资源有限的问题,于是和速度仅有11Mb/s的IEEE 802.11b前后脚推出了工作在5GHz频段的IEEE 802.11a标准,将传输速度大幅提升到54Mb/s。然而遗憾的是,具有多种优秀素质的IEEE 802.11a成本始终居高不下,当时仅有非常少的高端设备可以同时支持2.4GHz和5GHz双频,就连IEEE 802.11协议的主要倡导者英特尔也放弃了对5GHz频段的支持,其第一、二代迅驰平台都仅支持2.4GHz频段,分别采用了IEEE 802.11b和IEEE 802.11b/g协议。

直到802.11n协议难产,英特尔才无奈地推出了支持双频的第三代迅驰平台网络模块PRO/Wireless 3945ABG。但是此时IEEE 802.11a已经不再先进,各种超越其性能的非IEEE标准(如Super A、Super G)满天飞,而曾经在推广Wi-Fi技术普及过程中功不可没的迅驰平台,已经由当初的高性价比解决方案沦为了高价低能的代名词。

n时代的困扰

几经周折,draft(草案)两个大版本之后,单信道连接速度可达150Mb/s的IEEE 802.11n协议终于获得了通过。当人们弹冠相庆传输速度的同时,2.4GHz频段却再次无可避免地占据了主流:IEEE 802.11n虽然采纳了2.4GHz和5GHz双频的规范,但是前者在向下兼容性以及成本、功耗方面的优势,再次将5GHz信道打入冷宫。几年来Wi-Fi速度一路从130Mb/s、150Mb/s提升至双信道捆绑的270Mb/s和300Mb/s,但实际应用环境中本地无线网络的速度鲜有提升,预示着2.4GHz信道已经饱和。

工作于2.4GHz频段下的设备非常多,仅数字化支持自动跳频的常见应用就包括无线键盘鼠标、蓝牙、无绳电话等,它们都与Wi-Fi一样,挤在仅有的2.412GHz~2.472GHz的13个信道中。而开启20Mb/s和40Mb/s双信道捆绑后,链接速度虽然提升到最大300Mb/s,但是设备间会相互干扰,特别是Wi-Fi设备间的干扰更加严重,密集的Wi-Fi设备已使跳频技术失效――频段资源已经枯竭。

另一种优化无线性能的方法就是增加天线数量,使用多组发射和接收天线组成MIMO系统,这种物理上分割天线功能的方式,比时分天线、收发复用的方式更能充分利用信道资源,从而在链接速度不变的情况下,使实际网络速度提高50%。不过,在双信道捆绑情况下,3T3R仅比2T2R有着更好的信号质量,而对速度的贡献不大。

以目前的技术,2.4GHz频段下的无线技术已经走到了发展瓶颈,拓宽思路、开启新的通道势在必行。

5GHz重启

Wi-Fi技术一直没有把5GHz频段拒之门外,随着2.4GHz信道资源的枯竭,5GHz频段成为新无线技术出现之前,最为成熟且相对低成本的解决方案。作为IEEE 802.11技术的主要推进者和IEEE 802.11n标准的主导者,英特尔一直为5GHz的重启留有“后门”,从支持IEEE 802.11a的PRO/Wireless 3945ABG开始,4000、5000和6000系列产品全部支持包括5GHz频段在内的双频IEEE 802.11n模式。按照全新的Centrino认证标准,在最新一代Sandy Bridge平台上,Ultimate-N和Advanced-N两个子品牌下的6300和6200系列产品都能满足这一要求,因此可以说,中档以上的Sandy Bridge笔记本电脑都几乎配备了双频功能。

仅有无线接入端支持双频还远远不够,作为无线发射端的路由器,也必须支持双频模式。目前这样的产品还比较昂贵,价格普遍超过1000元。此外,同是支持双频,还存在双频切换和双频同时发射之别,前者只能在两个频段之间选择其一工作,而后者则可同时工作于两个频段下,可以被看作两个不同的AP,自然其价格也会更高。

无线再提速

IEEE 802.11n通过两种方式提升无线速度,除了改进算法使每信道通讯能力提升到150Mb/s以外,另一项技术就是多信道捆绑。在2.4GHz频段下,300Mb/s的速度就是捆绑了20Mb/s和40Mb/s双信道的结果。从理论上说,2.4GHz频段下,仍有机会捆绑第三个信道,即使用仅有的1、7、13信道组合,从而实现450Mb/s的无线连接速度。虽然这样可以得到更快的速度,但是只有极个别产品采用了这种设计。成本因素还是其次,更重要的是,在信道资源紧张的情况下,占据整个频段而造成他人无法使用是相当不道德的,是个不折不扣的“坏邻居”。

在5GHz频段下,则完全不用担心这样的问题,在这里有上百个开放频段,相互干扰的可能性大大降低。只要你愿意且设备设计有足够多的天线对,更多的信道就可以这样被不断地捆绑下去,以至于速度达600Mb/s(4信道捆绑)的设备都见诸于报端。

不断地捆绑信道是个不错的提速理论,而现实再次给我们打击。每一个150Mb/s链路需要1组天线,由1条或1对天线组成,1条天线要收发复用,影响性能,1对天线性能虽好但占用空间太大,多组布局也会带来相互影响的问题。如果说体积较大的路由器都难以解决众多天线布局问题,那么内置于笔记本电脑的无线模块更没有空间。基于同样原因,目前内置的无线网络模块还没有支持600Mb/s模式的产品,而能达到450Mb/s的也只有Centrino Ultimate-N 6300等几款配备3T3R复用天线的模块。

高集成度的华硕RT-N56U

在我们的通常概念里,高性能的网络设备体积都比低端产品的大,无线产品更为明显,其中很重要的原因就是内部芯片数量、发热量以及多天线的影响。在第一眼看到华硕RT-N56U的时候,纤薄而时尚的外观、小巧的体积,让我们不由得惯性地认为它是一个以外观为卖点的“花瓶”型产品。实际上,RT-N56U不仅有着高性能无线路由器的最优性能表现,而且功能超越常规产品,可堪全能小力士。

RT-N56U外形与外置超薄光驱相仿,不安装底座的时候只有162mm×135mm×25mm。其特殊的楔形造型与黑色光洁的钻石花纹外壳,一改无线路由器产品呆板的外观设计,跃然成为桌面上时尚的小摆件,让你不忍心将它藏在暗处。特殊的楔形设计使其后部网络接口处翘起,平放在桌面上使用,但是为了要发挥其特别的Ai Radar智能天线技术的功能,垂直摆放于桌面,并且面向无线设备,方可获得最佳效果。

作为高端无线路由器产品,RT-N56U全面升级了网络连接能力,不仅提供了包括WAN接口在内的5个千兆以太网接口,同时支持2.4GHz与5GHz的双频无线网络。该产品尽显高端无线配置,其主控芯片为Ralink RT3662F,用以提供5GHz基带功能,而同时可工作的2.4GHz频段,则使用额外的Ralink RT3092L基带芯片提供。除此之外,RT-N56U为两个频段独立“印制”了天线,其中2.4GHz有两条,可实现300Mb/s速度,而5GHz频段有3条天线,并且预留有扩展接口――虽然现实没有安装扩展天线的空间。与常规5GHz天线使用的功率放大器不同,RT-N56U使用的SiGe 2567L同时具备功率检测功能,正是这种特性使其实现了对特定方向上通讯设备的信号优化,即Ai Radar功能。

RT-N56U的路由器基本功能非常丰富,难能可贵的是它采用了结构非常简单的图形化向导式设置界面,产品使用上手简单,利于用户充分运用其功能。在常规的路由器、网桥等基本功能外,RT-N56U利用背后两个USB 2.0接口提供了更丰富的功能,它的3G路由器功能也给我们带来了惊喜,竟支持包括TD-SCDMA在内的全部3种标准,而且支持设备类型众多,大大方便了国内用户。此外其USB接口还支持WCR配置传输、打印机共享功能以及常规却更出色的FTP和IPS存储共享功能。RT-N56U使用了与华硕Eee PC兼容的19V电源适配器,对Eee PC的用户来说是个福音,借助更高的输出功率,RT-N56U的两个USB接口可以输出最大30W功率,驱动移动硬盘、为iPad充电都不在话下。

与安装3天线的Centrino Ultimate-N 6300搭配测试中,2.4GHz频段下300Mb/s连接时,网络传输速度为7.24MB/s,逊色于配备3T3R天线的参照产品D-Link DIR-655;而改用5GHz频段后,3信道捆绑自动开启,链接速度达到450Mb/s,而华硕官方标称值仅为双信道捆绑下的300Mb/s,可谓非常保守。在此连接速度下,RT-N56U的峰值速度可达11.31MB/s,正好为2.4GHz模式下的1.5倍,速度提升明显。另一方面,由于避开了其他设备的干扰,RT-N56U的信号覆盖质量有所提高,在原本2.4GHz勉强能够保持联通的位置上,5GHz模式下信号质量可达40%以上。

RT-N56U有着秀外慧中、小巧多能的出色性能表现,是高端用户升级无线网络的理想选择。

环保的NETGEAR WNDR4000

网络设备大厂们早已看到了2.4GHz频段的不足,但是苦于双频设备成本高昂,一直耐着性子等待推出产品的时机,如今这个时机来了――网络芯片厂商先后推出双频集成解决方案。NETGEAR一口气升级了旗下Ultimate Performance系列以及High Performance系列的多款双频产品,其中最高端的N900系列WNDR4500集中双450Mb/s和千兆以太网功能于一身,而High Performance N750系列的WNDR4000则在N600系列基础上,将5GHz频段下信道捆绑能力提升到3个,从而实现了比之前N600系列更高的450Mb/s连接能力。

新的WNDR4000保持了NETGEAR产品的基本外观设计,以及独特的垂直桌面式安装支架。该机安装模式更为灵活,桌面水平/垂直以及墙挂方式均可。不过考虑到WNDR4000印刷天线平行于底部安装平面,垂直安装将获得更好的信号质量。

使用过NETGEAR产品的用户,上手使用WNDR4000会非常容易,其基本设置模式几代产品以来没有改变过。WNDR4000较其他品牌产品增加了硬件电源开关以及无线功能的硬件开关,使设备更易管理。其管理的含义中不仅包括断电这种手动节能方式,而且该机也提供了多种自动节能功能,可在无人干预的情况下实现自动节能。与华硕以1%幅度调整无线发射功率不同,WNDR4000对发射功率分为简单的3档,每一级为25%,设置简单,界面清晰明了。而在有线连接方面,其5个千兆以太网接口(包括1个WAN)都具备无连接自动关闭、连接设备未开启自动降低功率以及自动探测网线长度优化输出功率的功能。此外,该产品还可自动定时发出启动信号,激活支持Wake On LAN技术的电脑、打印机等设备,以平衡待机功耗和随时可用之间的关系。

除了节能,WNDR4000还通过了欧美的多种环保认证,如RoHS(有害物残留)、WEEE(废弃物回收)、CEC(美国加州节能认证)、REACH(化学品安全性)、Battery Directive(电池有害物排放)等。

WNDR4000与RT-N56U类似,提供了2+3的2.4GHz/5GHz内置平板天线,不过它为所有天线预留了扩展接口。该产品使用了全套Broadcom解决方案,USB及千兆交换机芯片为BCM53115;无线的核心控制芯片为BCM4718,主要负责传统的2.4GHz及其基带功能;而5GHz无线功能则使用全新单频的BCM4331和3颗SiGe SE2594L基带放大器完成,4颗芯片被封闭于独立的屏蔽舱,减少与其他通讯模块串扰。

在实际测试中,WNDR4000在5GHz频段下信号良好,性能表现出色,网络传输速度可达12.45MB/s,测试点信号强度为50%。不过在2.省略

收稿日期:2011-09-21

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