新版Wi-Fi网络的道路漫长

虽然新的无线网路技术,可以将目前的网路速度提高20倍之多,但是下一代的技术标准却因为各厂商间的争论不休而无法准时推出。

目前在各版本的Wi-Fi技术中,出现了一个主要的升级版本,可以大幅提高通讯速度跟通讯范围,却不会造成讯号间彼此干扰的问题。这个技术叫MIMO,已经在家庭与小型企业中开始推广。

这一个使用多个天线来让通讯效益大幅提高的通讯技术,目前已经推出市面。比如晶片厂商Airgo目前就已经在与Cisco的Linksys子公司一起进行第四代晶片的开发。Belkin跟Buffalo同时也使用Airgo的晶片来开发产品。而Samsung也打算在他们的手提电脑上使用Airgo的晶片。

许多的专家表示MIMO是无线网路未来的必经方向。“第一波802.11b、11a跟11g是改进讯号调变的技术,”研究机构Gartnet的分析师Leif-Olaf Wallin表示:“而下一步则是让天线变得更聪明”

然而,虽然MIMO(多进多出天线)技术有让WiFi继续演化的潜力,这个技术却尚未标准化。目前几家竞争厂商,包括Intel,已经推出了几个彼此不同而无法相容的产品。这让MIMO面对的问题,跟当初的801.11g技术在标准化之前的几个月所遇到的情形是十分类似的。这些厂商在推出未标准化产品的时候,承诺会在接下来的几个月中使用更新工具让已推出的产品合乎标准。然而以MIMO来说,技术标准(802.11n)还要两年左右才会推出,而且技术规格都还未被同意。

MIMO技术的标准化问题,让许多产业分析师对企业,甚至是一般大众提出了“暂时先不要采用这个技术”的警告。但目前为止,消费者跟小型企业用户似乎都没有听进去的迹象。当然大量的速度提升是原因之一-采用MIMO技术的新型Wi-Fi可以让网路速度有目前 802.11a/g网路的四倍快,而且是旧型的802.11b的二十倍快。

尽管尚未标准化的问题存在,许多的公司仍决定在MIMO WLAN上花费金钱,理由很简单:这是现在最新的技术。“人总会有选择最新事物的倾向”Gartner的分析师Ken Dulaney表示。

制造商表示大型企业同时也是其行销对象。Airgo同时也将大型企业厂商做为目标,同时也承诺在今年之内发布他们有哪些企业级的客户。该公司也表示,许多的大企业同对这个技术“表示相当开放的态度”。目前,有数家相互竞争的晶片厂商,在竞逐此一市场。比如Trapeze Networks就表示会针对企业的特定应用,如无线视讯会议,提供MIMO Wi-Fi产品。

MIMO如何运作

MIMO带来的主要好处,都与其处理讯号的多重天线架构有关。这个多重天线可是隐藏的或外露的。

其中一个多数MIMO晶片广为使用的技术,就是可以同时解决讯号多路径问题的能力。这种情况在技术上来说叫多路径讯号,因为在实际的网路环境中,天线除了收到从基地台直接连线的讯号之外,也会收到来自不同路径,由环境或建筑物的墙壁造成的反射讯号。传统的802.11装置会将这些来自别的路径的讯号视为干扰,但MIMO甚至有办法用他来增加主信号。这代表MIMO技术不但让通讯的干扰更小,也可以让通讯的距离更远。

另外,Airgo所推出的系统中还有一个相关的功能,叫做空间区分多工(SDM),可以在频带中的单一频道里,传送数个独立的资料串流。这个技术可以增加频道中独立的资料串流的数量,因此可以增加系统的总流量。单纯的多路径讯号处理,在接收端只需要传统的普通天线即可,但在“空间区分多工”此一技术里,每个资料串流的每对传收端与接收端,都需要一对传送天线-换言之,如果不在讯号的传送与接送端同时使用MIMO的天线,这个技术无法提供任何好处。

所有MIMO天线都需要更精密的硬体构造,同时,与目前的WiFi技术相较,较高的生产成本也是无可避免的。

由Linksys 与Belkin所生产的路由器,目前使用的是Airgo的True MIMO技术,采用多讯号处理与空间分区多工。而Netgear公司推出的RangeMax无线路由器使用的则是Ruckus Wireless公司的BeamFlex技术,其前身为Video54。这个MIMO 的产品内建七组天线,采用一个叫beamforming的技术,而不是空间多工技术。

Beamforming技术的概念,是同时传送相同的资料串流,而不是不同的资料串流,但结果却是类似的。D-Link的Super-G MIMO无线路由器内建4组天线,使用Atheros公司所提供的晶片组,该公司使用的也是beamforming技术而不是空间多工技术。

一般来说,MIMO的硬体如果与现今一般手提电脑上的传统Wi-Fi 天线搭配使用,所增加的连线距离与效能其实相当有限。这就是让多数企业最最为望之却步的一点-如果要完整利用MIMO技术,公司得丢弃现今已建置的所有 802.11a/g的装置,然后购买支援MIMO的网路卡。

然而这样的花费,可以得到相当大的速度与连线距离的提升:将要出现的 MIMO技术802.11n标准,在设计上的理论速度超过200Mbps,而现实环境下的速度至少100Mbps。相较之下802.11a/g理论速度是 54Mbps,而实际速度大约25Mbps,至于802.11b的实际速度只有5Mbps。

规格纷争

在九月, Airgo开始测试该公司第三代的MIMO晶片,并表示他们已经达到了预期的传输速度目标。该公司宣称,将在明年初开始提供给路由器、手提电脑与其他装置使用的True MIMO Gen3晶片,有高达240Mbps的理论速度,而实际速度也超120Mbps-这个速度甚至将比大多数的有线乙太网路还来得快。

这样的传输速度听起来可能有点夸张,但的确有一些特定的网路应用-特别是家用环境,可以用来当做这个技术推广的切入点。“这个速度对于需要高速的HDTC高画质影像的影音应用与电子家电来说,是十分重要的。”ABI Research机构的分析师Philip Solis表示,“这个技术同时也可以将整个家庭中的家电串连,因为传统的无线网路传讯范围较短,容易被墙阻挡。”

同时,这种无线网路技术也让使用者在同时使用多种网路服务时,比方同时使网路电话与视讯传输时,会感到更为顺畅。一些业界的观察家认为,这么大幅度的速度进展,甚至会让企业发明出新型态的网路应用也不一定。

然而,缺乏标准这个事实,并未困扰这些网路制造商。Airgo的执行长Greg Raleigh在最近的报告中如此表示:“在802.11n标准完成之前就推出MIMO产品并不会有什么损失。”,他同时也表示,企业用户对现今的MIMO技术,“采取开放的态度”。

Gateway 则已经开始重新设计该公司的notebook产品,以容纳MIMO晶片需要的额外天线。而Samsung则更进一步,在六月时该公司已经表示要会在将要推出的X20与X25的手提电脑产品上使用Airgo的晶片组,而不是Intel的Centrino晶片。而至于Intel,则在最近强调他们会在将来的 Centrino产品上推出MIMO功能。

观察家认为这些硬体厂商的狂热是可以理解的,因为这块市场真的很大。“当802.11g的产品推出时,市场会从现在的Wi-Fi移转过去。所以越早卡好位的人,就可以在这个在这块新市场抢得先机。”ABI Research的分析师Philip Solis如此表示。“802.11n将会是一个新竞争的新起点。而新加入的竞争者可以从头开始,而目前占有市场的厂商,也有可能在新竞争中全盘皆输。”

规格上的纷争

然而,许多的业界人士认为,非标准化的MIMO产品,不过是个骗局。“我们看到许多的厂商,借由提早推出产品来欺骗消费大众,”Gartnet的Dulaney这样说道:“技术标准还需要被认可,而产品在上市前还需要经过测试程序。因为不同系统间的相容性是必要的。”

Dulaney 表示,许多人可能会发现,他们花了多余的钱买了一个不是真正需要的技术,而且在许多情况下也无法正常运作。“许多人甚至没有使用到802.11b的完整功能。因为其实一个10Mbps的无线网路就不错了”他说:“而且,以一个802.11a的基地台来说,他有可能会被附近的802.11b网路拖慢速度,使用者甚至浑然不觉。因为使用者没有专业的无线频谱分析工具,而现实生活中有许多拖慢速度的障碍。”

在802.11g的家用装置上也有同样的情形,Dulaney提到-因为这些这样装置可能被邻居的802.11b装备拖慢速度。“长时间来看,我们会需要更多的频宽,但我们都跟使用者说四五年后再担心就好。”

而随著厂商急切地推出自创规格的产品,也让公定标准的推出越来越遥远,这是另一个让问题更复杂的因素。

国际电机工程师学会IEEE在2004年的一月成立了802.11n工作群组(TGn)。在最初,该群组并不认为在不同的提案中找到一个共识会这样困难,因为这些标准之间还算接近。他们希望在2006年底前完成这部分的工作。

但是在其中的WWiSE(全球频宽效率)小组中的Broadcom与Airgo,TGn Sync小组中的Intel跟Philips中间,都产生了意见争执不下的情况。六月这两个小组都声称他们想跟另一个主要的小组MITMOT,使用混合的提案一起来解决这个问题。这样的妥协让共同稿件可望在11月提出,而也让这些技术的最终设定有希望在一月推出。

然而这种纷争不会就此消失,较大的无线网路晶片制造商-Intel、Broadcom、Atheros与Marvell总会在TGn群组之外相互勾结,尤其是他们计划十一月对 IEEE提出的系统互通性部分的技术设定。Marvell在会议中为他们的这种行为辩护,却又激怒了群组中的一些参加者─尤其是Airgo─也引起了一些其他人的不信任。

Intel与其盟友,在上周甚至提高了与Airgo对抗的姿态,成立了一个叫新版无线联盟(EWC)的组织。由 Intel、Broadcom、Marvell与Atheros为主要成员。这个群组可以说是技术史长期以来的常见现象:只要是力量够强、公司够大、总有办法控制技术标准。

分析师Solis表示,现今的发展,可能是这些较大而且在旧标准上既得利益的晶片制造商,不希望让Airgo推出的空间多工变成是最终标准的关键,因而采取的措施。然而这样混乱的情形,可能会使技术标准文件在一月无法如期推出,这也可能让最终的技术标准向后延迟数月,甚至延到2007年。

“这真是一场政治意味相当浓厚的游戏,更与各大厂商的所在立场习习相关,”Gartnet的分析师Wollen表示,“并不是所有的制造商都希望制定标准的流程越快越好,因为许多成员在现今的市场吃得比较开。”

如果标准在2007推出,像是Cisco等的大型厂商在2008年后才可能推出实际产品,Wollen强调,“所以11n要真正打入多数的大型企业市场,可能是2010年以后的事情了。”