802.11n技術(shù)及室內(nèi)部署策略

802.11n技術(shù)及室內(nèi)部署策略 無線傳輸與接入事業(yè)部 提 綱 IEEE 802.11n概述 802.11n關(guān)鍵技術(shù) 802.11n兼容性 802.11n產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀 京信 802.11n解決方案 802.11n室內(nèi)部署策略 IEEE802.11n 發(fā)展歷程 2002年 9月： IEEE高吞吐量研究組成立 2005年 7月： IEEE802.11n draft 1.0通過 2007年 3月： IEEE802.11n draft 2.0通過 2009年 9月： IEEE802.11n 正式發(fā)布 802.11n發(fā)展歷程 IEEE802.11n 歷史上的兩大陣營 WWISE聯(lián)盟 Broadcom / 意法半導(dǎo)體 / TI / linksys TGn Sync聯(lián)盟 Atheros / Cisco / Intel / Marvell / 諾基亞 / 北電 / 三星 兩大陣營產(chǎn)品兼容性 兩大陣營主體技術(shù)類似 OFDM / MIMO / MAC層優(yōu)化 互操作性不存在問題 802.11n發(fā)展歷程 兩大陣營產(chǎn)品兼容性 不同陣營存在“不友善”因素 “不友善”不代表不兼容 測試最佳性能時(shí)，盡量采用相同陣營的設(shè)備 802.11n發(fā)展歷程 802.11n技術(shù)特點(diǎn) 更高的接入速率 40MHz頻寬（ HT40） 單流 : 150Mbps 雙流 : 300Mbps（當(dāng)前主流） 三流： 450Mbps 四流： 600Mbps 802.11n技術(shù)特點(diǎn) 20MHz頻寬（ HT20） 單流 : 65Mbps 雙流 : 130Mbps（當(dāng)前主流） 三流： 195Mbps 四流： 260Mbps 802.11n技術(shù)特點(diǎn) 更高的吞吐量 11a/g設(shè)備吞吐量：大于 20Mbps 11n設(shè)備吞吐量 單流 HT40吞吐量： 大于 90Mbps 雙流 HT40吞吐量： 大于 140Mbps 802.11n技術(shù)特點(diǎn) 更大的覆蓋范圍 MIMO技術(shù)：波束成形改善 SNR MIMO技術(shù)：多經(jīng)或空間分集改善 SNR 同等情況下 11n產(chǎn)品的覆蓋距離至少可達(dá)到 11g產(chǎn)品的兩倍 802.11n技術(shù)特點(diǎn) 更多的并發(fā)接入用戶數(shù) 客戶端帶寬共享 同等接入體驗(yàn)下 11n AP的并發(fā)接入數(shù)為 11g AP的 5倍以上 同等接入用戶下 11n AP的用戶獨(dú)享帶寬是 11g AP用戶獨(dú)享帶寬的5倍以上 典型并發(fā)用戶數(shù) 11g：用戶獨(dú)享帶寬為 1Mbps，并發(fā)用戶數(shù) 20個(gè) 11n：用戶獨(dú)享帶寬為 1Mbps，并發(fā)用戶數(shù) 100個(gè) 802.11n技術(shù)特點(diǎn) 從無線模式分類 AN： 5.8GHz的 11n GN： 2.4GHz的 11n AGN： 2.4GHz/5.8GHz的 11n 802.11n 分類 從發(fā)射 /接收單元分類 1 1：一發(fā)一收，單流 1 2：一發(fā)兩收，單流 2 2：兩發(fā)兩收，雙流 2 3：兩發(fā)三收，雙流 3 3：兩發(fā)（動(dòng)態(tài)選擇三路發(fā)射單元中最優(yōu)的兩路發(fā)射單元）三收，雙流 802.11n 分類 提 綱 IEEE 802.11n概述 802.11n關(guān)鍵技術(shù) 802.11n兼容性 802.11n產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀 京信 802.11n解決方案 802.11n室內(nèi)部署策略 核心技術(shù)： MIMO 提高吞吐量 改善信噪比 提高無線鏈路健壯性 MIMO MIMO技術(shù)：波束成形 通過調(diào)整多天線信號使得接收端信號強(qiáng)度改善 一般用戶于接收端只有單天線和表面反射障礙較少（如空曠環(huán)境） 發(fā)射端通過調(diào)整無線信號相位，接收端進(jìn)行反饋 MIMO MIMO技術(shù)：多徑或空間分集 多徑效應(yīng)：信號通過不同路徑到達(dá)接收端 空間分集：各個(gè)天線將信號通過不同路徑發(fā)送給接收端 通過信號處理，將各路到達(dá)的信號疊加，從而提高 SNR MIMO MIMO技術(shù)：空間復(fù)用 通過多條通道，并發(fā)傳遞多條空間流，成倍提高系統(tǒng)吞吐量 發(fā)射機(jī)及接收機(jī)的增加將會有效提高信噪比 MIMO 兩種頻寬模式： HT20 / HT40 20MHz頻寬：滿足兼容性 40MHz頻寬： 滿足高性能需求 兩個(gè) 20MHz信道被捆綁，一個(gè)是主，一個(gè)是輔 主信道 : 發(fā)送 beacon報(bào)文和部分?jǐn)?shù)據(jù)報(bào)文 輔信道 : 發(fā)送其它報(bào)文 40MHz頻寬 40MHz頻寬 2.412 2.417 2.422 2.432 2.442 2.452 2.462 2.472 2.484 2.427 2.437 2.447 2.457 2.467 2 3 4 5 1 7 8 9 10 6 11 12 13 14 40MHz頻寬 更多的子載波 802.11a/g子載波 每 20MHz的子載波數(shù)為 48個(gè)，接入速率為 54Mbps 802.11n HT20：單條流每 20MHz的子載波數(shù)為 52個(gè) 單流：速率提升至 58.5Mbps 雙流：速率提升至 117Mbps HT40：采用 40MHz頻寬信道時(shí)，單條流子載波數(shù)可提高至 108個(gè)，速率可提升至 135Mbps 單流：速率提升至 121.5Mbps 雙流：速率提升至 243Mbps 更多的子載波 前向糾錯(cuò) FEC提升 802.11a/g 前向糾錯(cuò)碼率為 3/4 802.11n 前向糾錯(cuò)碼率為 5/6 HT20 單流：速率提升至 65Mbps 雙流：速率提升至 130Mbps HT40 單流：速率提升至 135Mbps 雙流：速率提升至 270Mbps 前向糾錯(cuò) FEC 更短的保護(hù)間隔 802.11a/g保護(hù)間隔為 800ns 802.11n保護(hù)間隔為 400ns HT40 單流：速率提升至 150Mbps 雙流：速率提升至 300Mbps 更短的保護(hù)間隔 幀聚合概念 802.11幀除包含有效信息外，還包含射頻前綴及 MAC信息 幀聚合即是把兩個(gè)以上幀聚合成一個(gè)幀傳輸 幀聚合 MAC服務(wù)數(shù)據(jù)單元匯聚（ A-MSDU幀聚合） MAC Service Date Unit MSDU匯聚多個(gè)去往同一目的的以太網(wǎng)幀，將其封裝在一單獨(dú)802.11幀里傳播 因以太網(wǎng)幀遠(yuǎn)小于 802.11幀，因此 MSDU更加有效 幀聚合 MAC協(xié)議數(shù)據(jù)單元匯聚（ A-MPDU幀聚合） MAC Protocol Date Unit MPDU不收集以太網(wǎng)幀，而是將每個(gè)以太網(wǎng)幀轉(zhuǎn)化為 802.11幀，再將這些幀按照目的地址收集起來，這樣可節(jié)省 802.11封裝 幀聚合 確認(rèn)阻止（ Block Acknowledgment） 為增加可靠性，除多播或廣播外的其他幀都將被確認(rèn)， MSDU與此保持一致 MPDU需對每個(gè)成分幀進(jìn)行確認(rèn)，對單個(gè)成分幀的確認(rèn)會被集中為一個(gè)單獨(dú)的幀發(fā)給發(fā)送者。這樣就可以對沒有收到確認(rèn)的成分幀進(jìn)行選擇性重發(fā) 幀聚合 更低的額外開銷：減小幀間空間 當(dāng)無法進(jìn)行幀聚合時(shí)， 11n使用減小幀間空間的機(jī)制 減小接收幀的幀間隔，尤其是確認(rèn)幀和發(fā)送隨后幀的幀間隔 802.11n定義了更小的 RIFS（ Reduced Interframe Space） 縮小了發(fā)送幀間的空閑空間 增加了發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)間 該機(jī)制不能與 802.11a/b/g共用 幀聚合 11n的節(jié)能特性 空間多路節(jié)能 靜態(tài)模式：只保留一個(gè)無線信號 動(dòng)態(tài)模式：保留一個(gè)無線信號，但客戶端能在收到啟用無線信號的幀后快速啟用另外一個(gè)信號 多輪詢節(jié)能 擴(kuò)展 802.11e中的“自動(dòng)傳送節(jié)能” 通過減小沖突減小幀的重傳數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的 節(jié)能 提 綱 IEEE 802.11n概述 802.11n關(guān)鍵技術(shù) 802.11n兼容性 802.11n產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀 京信 802.11n解決方案 802.11n室內(nèi)部署策略 與 802.11a/b/g的兼容性 802.11n采用軟件無線電 NG完全兼容 802.11b/g NA完全兼容 802.11a 802.11n的兼容性 混合模式 工作在混合模式下的 11n會發(fā)送一個(gè)能被 802.11a/b/g設(shè)備讀取的前導(dǎo)信號，說明網(wǎng)絡(luò)有其他標(biāo)準(zhǔn)信號傳輸，傳輸時(shí)間會維持多久。 前導(dǎo)信號之后， 11n設(shè)備使用新標(biāo)準(zhǔn)發(fā)送數(shù)據(jù) 除發(fā)送前導(dǎo)信號外， 11n設(shè)備能發(fā)送“ CTS-to-self” 來保護(hù) 11n傳輸不被舊標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備干擾 802.11n的兼容性 802.11n與 802.11a/b/g的前向兼容性 802.11n的兼容性 提 綱 IEEE 802.11n概述 802.11n關(guān)鍵技術(shù) 802.11n兼容性 802.11n產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀 京信 802.11n解決方案 802.11n室內(nèi)部署策略 WIFI芯片 50%以上是 11n的產(chǎn)品 手機(jī) 據(jù)市場調(diào)研公司 ABI Research最近發(fā)表的一份研究報(bào)告 2011年蜂窩 /Wi-Fi雙模手機(jī)出貨量將遠(yuǎn)高于 3億部。 國內(nèi)支持 WIFI的雙模手機(jī)款式全面放開 資深分析師 Philip Solis表示 2011年在上述 3億多部手機(jī)中，基于 802.11n協(xié)議的手機(jī)數(shù)量將高于其它協(xié)議。 筆記本 新款筆記本 80%以上為 11n產(chǎn)品 11n的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀 芯片廠商 2010年后的新芯片全部支持 802.11n 11n芯片價(jià)格將逐步降低 11g芯片將逐步停產(chǎn) 典型廠家 Atheros 倡導(dǎo)使用 HT20替代 802.11a/b/g 802.11n產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀 AR91系列 AR9106：支持 802.11agn， 300Mbps接入速率 AR92系列 AR9220：支持 802.11agn,300Mbps接入速率，硬件支持 WAPI AR9223：支持 802.11gn， 300Mbps接入速率，硬件支持 WAPI AR9280：支持 802.11agn， 300Mbps接入速率，硬件支持 WAPI AR93系列 AR9380： 支持 802.11agn， 450Mbps接入速率，硬件支持 WAPI Atheros 11n芯片介紹 Intel 5100 支持 802.11agn， 1 2， 300Mbps接入速率 Intel 5300（性能優(yōu)異） 支持 802.11agn， 3 3,450Mbps接入速率 Intel 1000 支持 802.11gn， 1 2， 300Mbps接入速率 Intel 11n芯片介紹 提 綱 IEEE 802.11n概述 802.11n關(guān)鍵技術(shù) 802.11n兼容性 802.11n產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀 京信 802.11n解決方案 802.11n室內(nèi)部署策略 豐富的 AP產(chǎn)品形態(tài) 室分合路型 1 1，高功率，最高 150Mbps接入速率 室內(nèi)放裝型 2 2， 3 3， MIMO，支持單 radio，雙 radio 室外型 1 1（ 150Mbps）， 2 2（ 300Mbps） 京信 11n AP簡介 成熟的技術(shù)實(shí)現(xiàn) MIMO / ShortGI / FEC / 40MHz頻寬 / 信道綁定 / 在 1 1模式下吞吐量可高達(dá) 107Mbps以上 在 2 2模式下吞吐量可高達(dá) 180Mbps以上 向前兼容 802.11a/b/g 更大的覆蓋范圍，更多的無線接入用戶數(shù) 支持集中控制，支持胖瘦互轉(zhuǎn) 京信 11n AP簡介 AP2400,0500N室內(nèi)分布型 11n AP 支持 802.11b/g/n 1 1， 150Mbps接入速率 低功耗，單網(wǎng)卡輸出 500mW射頻信號 硬件支持 WAPI 有效吞吐量可高達(dá) 108Mbps 京信 11n AP簡介 AP2400,0100N室內(nèi)放裝型 11n AP 支持 802.11b/g/n 2 2， 300Mbps接入速率 內(nèi)置天線 低功耗 硬件支持 WAPI 有效吞吐量可高達(dá) 180Mbps 京信 11n AP簡介 AP2600,0101N室內(nèi)放裝型 11n AP 支持 802.11a/b/g/n 2 2， 300Mbps接入速率 內(nèi)置天線 低功耗 硬件支持 WAPI 有效吞吐量可高達(dá) 180Mbps 京信 11n AP簡介 AP2400,0500N室外 11n AP 支持 802.11b/g/n 1 1， 150Mbps接入速率 低功耗 硬件支持 WAPI 有效吞吐量可高達(dá) 108Mbps 京信 11n AP簡介 AP2400,0300N室外 11n AP 支持 802.11b/g/n 2 2， 300Mbps接入速率 低功耗 硬件支持 WAPI 有效吞吐量可高達(dá) 180Mbps 京信 11n AP簡介 F1024/2048 F4096及以上 新一代高性能 AC簡介 高性能 AC技術(shù)實(shí)現(xiàn) 支持 802.11n、支持管理眾多的 AP，支持零配置 支持業(yè)務(wù)板 1 1備份、支持設(shè)備間的 N 1備份 支持完善的交換路由特性 支持豐富的業(yè)務(wù)功能，如 :BAS 大容量的處理能力 產(chǎn)品形態(tài) AC2400， F1024 AC2400， F2048 AC2400， F4096 新一代高性能 AC簡介 京信 802.11n解決方案詳解 通過物理層及 MAC層各關(guān)鍵技術(shù)，達(dá)到數(shù)倍于 11g的性能 向前兼容 802.11a/b/g 硬件支持 WAPI，在 WAPI加密下，依然實(shí)現(xiàn) 11n的高吞吐量 通過室內(nèi)分布、室內(nèi)放裝、室外等形式滿足 11n應(yīng)用 AP接入層次 千兆 PoE交換機(jī) 11n AP以太網(wǎng)口為千兆 11n AP的實(shí)際吞吐量均超過百兆 PoE交換機(jī) 高性能、大容量處理 使用多核 CPU方案，解決大容量的問題 本地轉(zhuǎn)發(fā) 對 AC業(yè)務(wù)處理能力相對要求不高 集中轉(zhuǎn)發(fā) 對 AC業(yè)務(wù)能力處理要求極高 N+1備份提高系統(tǒng)穩(wěn)定性 AC接入層次 提 綱 IEEE 802.11n概述 802.11n關(guān)鍵技術(shù) 802.11n兼容性 802.11n產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀 京信 802.11n解決方案 802.11n室內(nèi)部署策略 11n應(yīng)用需要重點(diǎn)考慮的問題 802.11n部署方式探討 500mW 單流 11n應(yīng)用 優(yōu)點(diǎn) 無需改造現(xiàn)有室分系統(tǒng) 相比 11g，