802.11n技术及室内部署策略

802.11n技术及室内部署策略 无线传输与接入事业部 提 纲 IEEE 802.11n概述 802.11n关键技术 802.11n兼容性 802.11n产业现状 京信 802.11n解决方案 802.11n室内部署策略 IEEE802.11n 发展历程 2002年 9月： IEEE高吞吐量研究组成立 2005年 7月： IEEE802.11n draft 1.0通过 2007年 3月： IEEE802.11n draft 2.0通过 2009年 9月： IEEE802.11n 正式发布 802.11n发展历程 IEEE802.11n 历史上的两大阵营 WWISE联盟 Broadcom / 意法半导体 / TI / linksys TGn Sync联盟 Atheros / Cisco / Intel / Marvell / 诺基亚 / 北电 / 三星 两大阵营产品兼容性 两大阵营主体技术类似 OFDM / MIMO / MAC层优化 互操作性不存在问题 802.11n发展历程 两大阵营产品兼容性 不同阵营存在“不友善”因素 “不友善”不代表不兼容 测试最佳性能时，尽量采用相同阵营的设备 802.11n发展历程 802.11n技术特点 更高的接入速率 40MHz频宽（ HT40） 单流 : 150Mbps 双流 : 300Mbps（当前主流） 三流： 450Mbps 四流： 600Mbps 802.11n技术特点 20MHz频宽（ HT20） 单流 : 65Mbps 双流 : 130Mbps（当前主流） 三流： 195Mbps 四流： 260Mbps 802.11n技术特点 更高的吞吐量 11a/g设备吞吐量：大于 20Mbps 11n设备吞吐量 单流 HT40吞吐量： 大于 90Mbps 双流 HT40吞吐量： 大于 140Mbps 802.11n技术特点 更大的覆盖范围 MIMO技术：波束成形改善 SNR MIMO技术：多经或空间分集改善 SNR 同等情况下 11n产品的覆盖距离至少可达到 11g产品的两倍 802.11n技术特点 更多的并发接入用户数 客户端带宽共享 同等接入体验下 11n AP的并发接入数为 11g AP的 5倍以上 同等接入用户下 11n AP的用户独享带宽是 11g AP用户独享带宽的5倍以上 典型并发用户数 11g：用户独享带宽为 1Mbps，并发用户数 20个 11n：用户独享带宽为 1Mbps，并发用户数 100个 802.11n技术特点 从无线模式分类 AN： 5.8GHz的 11n GN： 2.4GHz的 11n AGN： 2.4GHz/5.8GHz的 11n 802.11n 分类 从发射 /接收单元分类 1 1：一发一收，单流 1 2：一发两收，单流 2 2：两发两收，双流 2 3：两发三收，双流 3 3：两发（动态选择三路发射单元中最优的两路发射单元）三收，双流 802.11n 分类 提 纲 IEEE 802.11n概述 802.11n关键技术 802.11n兼容性 802.11n产业现状 京信 802.11n解决方案 802.11n室内部署策略 核心技术： MIMO 提高吞吐量 改善信噪比 提高无线链路健壮性 MIMO MIMO技术：波束成形 通过调整多天线信号使得接收端信号强度改善 一般用户于接收端只有单天线和表面反射障碍较少（如空旷环境） 发射端通过调整无线信号相位，接收端进行反馈 MIMO MIMO技术：多径或空间分集 多径效应：信号通过不同路径到达接收端 空间分集：各个天线将信号通过不同路径发送给接收端 通过信号处理，将各路到达的信号叠加，从而提高 SNR MIMO MIMO技术：空间复用 通过多条通道，并发传递多条空间流，成倍提高系统吞吐量 发射机及接收机的增加将会有效提高信噪比 MIMO 两种频宽模式： HT20 / HT40 20MHz频宽：满足兼容性 40MHz频宽： 满足高性能需求 两个 20MHz信道被捆绑，一个是主，一个是辅 主信道 : 发送 beacon报文和部分数据报文 辅信道 : 发送其它报文 40MHz频宽 40MHz频宽 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频宽 更多的子载波 802.11a/g子载波 每 20MHz的子载波数为 48个，接入速率为 54Mbps 802.11n HT20：单条流每 20MHz的子载波数为 52个 单流：速率提升至 58.5Mbps 双流：速率提升至 117Mbps HT40：采用 40MHz频宽信道时，单条流子载波数可提高至 108个，速率可提升至 135Mbps 单流：速率提升至 121.5Mbps 双流：速率提升至 243Mbps 更多的子载波 前向纠错 FEC提升 802.11a/g 前向纠错码率为 3/4 802.11n 前向纠错码率为 5/6 HT20 单流：速率提升至 65Mbps 双流：速率提升至 130Mbps HT40 单流：速率提升至 135Mbps 双流：速率提升至 270Mbps 前向纠错 FEC 更短的保护间隔 802.11a/g保护间隔为 800ns 802.11n保护间隔为 400ns HT40 单流：速率提升至 150Mbps 双流：速率提升至 300Mbps 更短的保护间隔 帧聚合概念 802.11帧除包含有效信息外，还包含射频前缀及 MAC信息 帧聚合即是把两个以上帧聚合成一个帧传输 帧聚合 MAC服务数据单元汇聚（ A-MSDU帧聚合） MAC Service Date Unit MSDU汇聚多个去往同一目的的以太网帧，将其封装在一单独802.11帧里传播 因以太网帧远小于 802.11帧，因此 MSDU更加有效 帧聚合 MAC协议数据单元汇聚（ A-MPDU帧聚合） MAC Protocol Date Unit MPDU不收集以太网帧，而是将每个以太网帧转化为 802.11帧，再将这些帧按照目的地址收集起来，这样可节省 802.11封装 帧聚合 确认阻止（ Block Acknowledgment） 为增加可靠性，除多播或广播外的其他帧都将被确认， MSDU与此保持一致 MPDU需对每个成分帧进行确认，对单个成分帧的确认会被集中为一个单独的帧发给发送者。这样就可以对没有收到确认的成分帧进行选择性重发 帧聚合 更低的额外开销：减小帧间空间 当无法进行帧聚合时， 11n使用减小帧间空间的机制 减小接收帧的帧间隔，尤其是确认帧和发送随后帧的帧间隔 802.11n定义了更小的 RIFS（ Reduced Interframe Space） 缩小了发送帧间的空闲空间 增加了发送数据的时间 该机制不能与 802.11a/b/g共用 帧聚合 11n的节能特性 空间多路节能 静态模式：只保留一个无线信号 动态模式：保留一个无线信号，但客户端能在收到启用无线信号的帧后快速启用另外一个信号 多轮询节能 扩展 802.11e中的“自动传送节能” 通过减小冲突减小帧的重传数，从而实现节能的目的 节能 提 纲 IEEE 802.11n概述 802.11n关键技术 802.11n兼容性 802.11n产业现状 京信 802.11n解决方案 802.11n室内部署策略 与 802.11a/b/g的兼容性 802.11n采用软件无线电 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会发送一个能被 802.11a/b/g设备读取的前导信号，说明网络有其他标准信号传输，传输时间会维持多久。 前导信号之后， 11n设备使用新标准发送数据 除发送前导信号外， 11n设备能发送“ CTS-to-self” 来保护 11n传输不被旧标准设备干扰 802.11n的兼容性 802.11n与 802.11a/b/g的前向兼容性 802.11n的兼容性 提 纲 IEEE 802.11n概述 802.11n关键技术 802.11n兼容性 802.11n产业现状 京信 802.11n解决方案 802.11n室内部署策略 WIFI芯片 50%以上是 11n的产品 手机 据市场调研公司 ABI Research最近发表的一份研究报告 2011年蜂窝 /Wi-Fi双模手机出货量将远高于 3亿部。 国内支持 WIFI的双模手机款式全面放开 资深分析师 Philip Solis表示 2011年在上述 3亿多部手机中，基于 802.11n协议的手机数量将高于其它协议。 笔记本 新款笔记本 80%以上为 11n产品 11n的产业现状 芯片厂商 2010年后的新芯片全部支持 802.11n 11n芯片价格将逐步降低 11g芯片将逐步停产 典型厂家 Atheros 倡导使用 HT20替代 802.11a/b/g 802.11n产业现状 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芯片介绍 Intel 5100 支持 802.11agn， 1 2， 300Mbps接入速率 Intel 5300（性能优异） 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芯片介绍 提 纲 IEEE 802.11n概述 802.11n关键技术 802.11n兼容性 802.11n产业现状 京信 802.11n解决方案 802.11n室内部署策略 丰富的 AP产品形态 室分合路型 1 1，高功率，最高 150Mbps接入速率 室内放装型 2 2， 3 3， MIMO，支持单 radio，双 radio 室外型 1 1（ 150Mbps）， 2 2（ 300Mbps） 京信 11n AP简介 成熟的技术实现 MIMO / ShortGI / FEC / 40MHz频宽 / 信道绑定 / 在 1 1模式下吞吐量可高达 107Mbps以上 在 2 2模式下吞吐量可高达 180Mbps以上 向前兼容 802.11a/b/g 更大的覆盖范围，更多的无线接入用户数 支持集中控制，支持胖瘦互转 京信 11n AP简介 AP2400,0500N室内分布型 11n AP 支持 802.11b/g/n 1 1， 150Mbps接入速率 低功耗，单网卡输出 500mW射频信号 硬件支持 WAPI 有效吞吐量可高达 108Mbps 京信 11n AP简介 AP2400,0100N室内放装型 11n AP 支持 802.11b/g/n 2 2， 300Mbps接入速率 内置天线 低功耗 硬件支持 WAPI 有效吞吐量可高达 180Mbps 京信 11n AP简介 AP2600,0101N室内放装型 11n AP 支持 802.11a/b/g/n 2 2， 300Mbps接入速率 内置天线 低功耗 硬件支持 WAPI 有效吞吐量可高达 180Mbps 京信 11n AP简介 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 有效吞吐量可高达 108Mbps 京信 11n AP简介 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 有效吞吐量可高达 180Mbps 京信 11n AP简介 F1024/2048 F4096及以上 新一代高性能 AC简介 高性能 AC技术实现 支持 802.11n、支持管理众多的 AP，支持零配置 支持业务板 1 1备份、支持设备间的 N 1备份 支持完善的交换路由特性 支持丰富的业务功能，如 :BAS 大容量的处理能力 产品形态 AC2400， F1024 AC2400， F2048 AC2400， F4096 新一代高性能 AC简介 京信 802.11n解决方案详解 通过物理层及 MAC层各关键技术，达到数倍于 11g的性能 向前兼容 802.11a/b/g 硬件支持 WAPI，在 WAPI加密下，依然实现 11n的高吞吐量 通过室内分布、室内放装、室外等形式满足 11n应用 AP接入层次 千兆 PoE交换机 11n AP以太网口为千兆 11n AP的实际吞吐量均超过百兆 PoE交换机 高性能、大容量处理 使用多核 CPU方案，解决大容量的问题 本地转发 对 AC业务处理能力相对要求不高 集中转发 对 AC业务能力处理要求极高 N+1备份提高系统稳定性 AC接入层次 提 纲 IEEE 802.11n概述 802.11n关键技术 802.11n兼容性 802.11n产业现状 京信 802.11n解决方案 802.11n室内部署策略 11n应用需要重点考虑的问题 802.11n部署方式探讨 500mW 单流 11n应用 优点 无需改造现有室分系统 相比 11g，