无线互联新通道 5.8GHz无线技术解析
- 2012-6-29 15:19:26
- 类型：原创
- 来源：电脑报
- 报纸编辑：熊乐
- 作者：
【电脑报在线】2.4GHz无线技术在过去几年中得到了广泛的应用,但用户似乎不清楚2.4GHz除了用在键鼠、耳机上之外，无绳电话、无线路由器、蓝牙等无线设备都是采用的这一技术。在这种情况下，2.4G无线发展遇到了瓶颈——在这个频段工作的设备越来越多，设备受到的干扰也就多了，因此另辟新路势在必行。
2.4GHz无线技术在过去几年中得到了广泛的应用,但用户似乎不清楚2.4GHz除了用在键鼠、耳机上之外，无绳电话、无线路由器、蓝牙等无线设备都是采用的这一技术。在这种情况下，2.4G无线发展遇到了瓶颈——在这个频段工作的设备越来越多，设备受到的干扰也就多了，因此另辟新路势在必行。在这种情况下，全新的5.8GHZ无线连接技术的出现给整个行业带来新的希望。
5.8GHz是个什么东西？
通俗的讲，5.8GHz指的就是5.8GHz频段，是一个比目前无线键盘、无线耳机及802.11a、802.11b、802.11g、802.11n 所采用的2.4GHZ频率更高的ISM频段。ISM频段是工业、科学和医用频段。一般来说世界各国均保留了一些无线频段，以用于工业、科学研究和微波医疗方面的应用。应用这些频段无须许可证，只需要遵守一定的发射功率（一般低于1W），并且不要对其它频段造成干扰即可。ISM频段在各国的规定并不统一，而5.8GHz 与2.4GHz一样为各国共同的ISM频段，这意味着IEEE 802.11、蓝牙、ZigBee等无线网络均可以工作在5.8GHz频段上。5.8GHz共提供了3个100MHz U-NII频段用于高速无线数据通信：
5.15～5.25GHz，规定其EIRP不大于23dBm适用于室内无线通信；
5.25～5.35GHz，规定其EIRP不大于30dBm，适用于中等距离通信；
5.725～5.825GHz，主要进行社区的宽带无线接入，以获得更佳的性能价格比。
目前民用无线设备，如WiFi、蓝牙、ZigBee都是采用2.4GHz频段，这意味着任一个无线设备只要一经连接就不得不面临与其它设备，如婴儿监视器、蓝牙耳机，甚至是微波炉等来抢通道。由于所有的设备都在争夺2.4GHz频段的通道，就像公路上挤满了汽车，所有人的行驶速度都会降了下来。尽管厂商们已经通过跳频技术暂时缓解了这一压力，但2.4GHz的使用环境已经大不如前了。
而相对于2.4GHz，5.8GHz是一个纯净宽阔的无线传输频段——目前仅有部分高端无线路由器、高端数字无绳电话使用设备在不太拥挤或者说更“清洁”的5.8GHz频段上工作的，争用带宽的无线设备较少，因此速度也有保障。这就像一条刚刚开通8车道高速公路，车辆极少，你可以随心所欲地飙车。特别是在一个干净的环境下5.8GHz产品可以稳定在一个频段，无需频繁调频，从而也降低了设备的能耗。
传输率更高、传输距离更远
从技术上看，5.8GHz采用直接序列扩频技术进行无线信号传播。扩频技术是将信息信号的带宽扩展很多倍进行通信的技术，让传输信号带宽远大于信息信号的带宽——即尽可能使用最大带宽数，同样的能量在一个大的带宽上传播。例如，传输一个64Kbps的数据流，其基带带宽只有64KHz左右，但用扩频技术传送时，它所占据的信道带宽可以被扩展到5MHz，10MHz，甚至更大。由于支持扩频技术，5.8GHz可以满足高带宽应用支持大量用户的需要——8个不重叠信道使部署的可扩展性和灵活性更高。
因此可以将8个接入点编成一组，提供高达432Mbit/s的共享吞吐量来支持同一地区的多个用户。这为没有部署无线局域网的用户、期待增加或扩展现有无线局域网的用户提供了最有价值的高性能网络选择。比如5.8G宽带无线接入系统工作在5.8GHz 频段，空中速率高达72Mbps，相当于以太网44.9Mbps的单项速率，足以满足大容量数据的传输需求。
此外，5.8GHz还支持OFDM技术，可利用多径反射的信号完成信息的发送和接收，在非视距的无线环境下，拥有更无的直线传输距离---在视距条件下，可超过50公里，而在非视距条件下，可达5-10公里。所以5.8GHz的系统比较适合于在城市进行相对短距离的传输(约9公里)，在郊区进行长距离的传输(约20公里)。
不过“物无完物”， 5.8GHz同样也存在一些不足：5.8GHz的波长较短、绕射能力较差、传输带宽也比2.4GHz要小些。
四大应用领域
无线键盘、鼠标外设
2.4GHz 无线传输技术在外设，比如键鼠领域应用得非常广泛，因此无线键盘、鼠标理所当然成为最先支持5.8Ghz外设。目前不少厂商都推出了5.8Ghz无线键盘、鼠标。在2011年，国内外设厂商雷柏以率先推出了5.8GHz的鼠标、键盘。相对其它应用而言，5.8GHz外设相比2.4GHz而言，性能上并没有质的飞跃，但其稳定性确实更胜一筹，因为5.8GHz频段的干扰更少，这对于无线外设产品来说至关重要。
雷柏５．８ＧＨｚ无线鼠
高品质无线音频传输
2.4GHz作为目前比较流行的无线方案，它从2.4GHz鼠标、耳机一路发展过来。相比其它无线方案，它的优势是成本低不需缴纳专利费，功率小续航时间长，所以在价格低廉的无线耳机中大量使用，进而又进入音箱领域。2.4GHz的传输速率为2Mbps，虽然超过了CD级音质传输的需求，但余量较小，难免有信号损失---比如当麦克风开启时，音质往往会有所下降。这在一定程度上阻挠2.4GHz在专业音箱中推广的是，只能普及应用到要求不高普通音箱及无线耳机中。
创新ＺｉｉＳｏｕｎｄ ＤＳｘ５．８Ｇ无线音箱
而拥有更高传输率的5.8Ghz无线技术将有望改变这个状况——5.8GHz的空中速率高达72Mbps。这样的速度足可以避免信号损失，应付CD级音质传输已经是绰绰有余，将能很好地解决人们多年来追求无线HiFi的梦想。
WiFi无线网络——802.11ac标准
最新的WiFi无线标准——802.11ac就是采用了5.8GHz频段，无线传输速度已经提升至1Gbps的水平。802.11ac的推出将让用户能体验到更高速度的无线网络，特别是移动设备用户，他们将是最大的受益者。初级的802.11ac产品将提供433Mbit/s的数据传输速率，比目前普遍使用的802.11n装置速率至少快上三倍，将能轻易满足使用者体验。
高品质无线视频传输
目前业界正在推动的新一代WiFi标准，除了强调互连便利的WiFi Direct和WiFi Display这两项之外，还有为大幅提升传输速率所设计的VHT（Very High Throughput）标准，其中就包括支持5.8GHz的IEEE 802.11ac这种规格，旨在通过建立支持5.8Ghz的新一代Wi-Fi规格，来进一步主导WLAN多媒体视频传输的霸主地位。
目前以英特尔积极推动的Intel Wireless Display（WiDi）和三星电子主导的WiFi Display都是这方面的代表。WiDi是以传输压缩过的影像为主，强调可让PC/NB屏幕内容直接显示于到TV上。WiFi Display则是直接加大带宽、传输不需要经过压缩的视讯数据，强调的是蓝光、手机视讯文件和游戏机内容，都可以由WiFi相互传。至于在高速传输多媒体视讯的VHT规格领域，近年相关业界的竞争态势又将更是热闹滚滚。不经压缩格式、可传输高分辨率视讯影像的WiFi技术，不会有封包传输会导致画素漏失的难题，也可解决有线传输缆线布线复杂不利空间便利性的老问题。随着支持5.8GHz的IEEE 802.11ac的推出，无疑为这两种无线视频方案提供了强有力的支持。
英特尔WiDi连接示意图
总结：无线领域的“年轻人”
@电脑报熊乐：需要说明的是，5.8GHz并非替换2.4GHz技术的产品，而是在2.4GHz没有过多潜能可挖的时候，5.8GHz的出现解决了相关产品的创新难题，为消费者提供更多样化的升级的选择，用户可以根据自己的喜好来选择不同的产品。然而一项技术的成熟必定会经历一系列的过程，目前采5.8GHz无线技术的产品还不是很多，毕竟5.8GHz技术还存在成本以及其他技术门槛，想很快复制是不现实的。所以这目前的5.8GHz产品，相比于传统2.4GHz产品来说售价也较高，而带来的性能提升并不明显。不过目前行业内已经看到5.8GHz的潜力，
例如按照信息产业部的规定，2.4GHz设备将退出室外远距离应用领域，这给5.8GHz设备带来巨大的市场机会。我们相信，随着技术的发展，成本会不断降低，很快就会有更具性价比的产品出现，并速度普及开来。
5.8GHz是个什么东西？
通俗的讲，5.8GHz指的就是5.8GHz频段，是一个比目前无线键盘、无线耳机及802.11a、802.11b、802.11g、802.11n 所采用的2.4GHZ频率更高的ISM频段。ISM频段是工业、科学和医用频段。一般来说世界各国均保留了一些无线频段，以用于工业、科学研究和微波医疗方面的应用。应用这些频段无须许可证，只需要遵守一定的发射功率（一般低于1W），并且不要对其它频段造成干扰即可。ISM频段在各国的规定并不统一，而5.8GHz 与2.4GHz一样为各国共同的ISM频段，这意味着IEEE 802.11、蓝牙、ZigBee等无线网络均可以工作在5.8GHz频段上。5.8GHz共提供了3个100MHz U-NII频段用于高速无线数据通信：
5.15～5.25GHz，规定其EIRP不大于23dBm适用于室内无线通信；
5.25～5.35GHz，规定其EIRP不大于30dBm，适用于中等距离通信；
5.725～5.825GHz，主要进行社区的宽带无线接入，以获得更佳的性能价格比。
目前民用无线设备，如WiFi、蓝牙、ZigBee都是采用2.4GHz频段，这意味着任一个无线设备只要一经连接就不得不面临与其它设备，如婴儿监视器、蓝牙耳机，甚至是微波炉等来抢通道。由于所有的设备都在争夺2.4GHz频段的通道，就像公路上挤满了汽车，所有人的行驶速度都会降了下来。尽管厂商们已经通过跳频技术暂时缓解了这一压力，但2.4GHz的使用环境已经大不如前了。
而相对于2.4GHz，5.8GHz是一个纯净宽阔的无线传输频段——目前仅有部分高端无线路由器、高端数字无绳电话使用设备在不太拥挤或者说更“清洁”的5.8GHz频段上工作的，争用带宽的无线设备较少，因此速度也有保障。这就像一条刚刚开通8车道高速公路，车辆极少，你可以随心所欲地飙车。特别是在一个干净的环境下5.8GHz产品可以稳定在一个频段，无需频繁调频，从而也降低了设备的能耗。
传输率更高、传输距离更远
从技术上看，5.8GHz采用直接序列扩频技术进行无线信号传播。扩频技术是将信息信号的带宽扩展很多倍进行通信的技术，让传输信号带宽远大于信息信号的带宽——即尽可能使用最大带宽数，同样的能量在一个大的带宽上传播。例如，传输一个64Kbps的数据流，其基带带宽只有64KHz左右，但用扩频技术传送时，它所占据的信道带宽可以被扩展到5MHz，10MHz，甚至更大。由于支持扩频技术，5.8GHz可以满足高带宽应用支持大量用户的需要——8个不重叠信道使部署的可扩展性和灵活性更高。
因此可以将8个接入点编成一组，提供高达432Mbit/s的共享吞吐量来支持同一地区的多个用户。这为没有部署无线局域网的用户、期待增加或扩展现有无线局域网的用户提供了最有价值的高性能网络选择。比如5.8G宽带无线接入系统工作在5.8GHz 频段，空中速率高达72Mbps，相当于以太网44.9Mbps的单项速率，足以满足大容量数据的传输需求。
此外，5.8GHz还支持OFDM技术，可利用多径反射的信号完成信息的发送和接收，在非视距的无线环境下，拥有更无的直线传输距离---在视距条件下，可超过50公里，而在非视距条件下，可达5-10公里。所以5.8GHz的系统比较适合于在城市进行相对短距离的传输(约9公里)，在郊区进行长距离的传输(约20公里)。
不过“物无完物”， 5.8GHz同样也存在一些不足：5.8GHz的波长较短、绕射能力较差、传输带宽也比2.4GHz要小些。
四大应用领域
无线键盘、鼠标外设
2.4GHz 无线传输技术在外设，比如键鼠领域应用得非常广泛，因此无线键盘、鼠标理所当然成为最先支持5.8Ghz外设。目前不少厂商都推出了5.8Ghz无线键盘、鼠标。在2011年，国内外设厂商雷柏以率先推出了5.8GHz的鼠标、键盘。相对其它应用而言，5.8GHz外设相比2.4GHz而言，性能上并没有质的飞跃，但其稳定性确实更胜一筹，因为5.8GHz频段的干扰更少，这对于无线外设产品来说至关重要。
雷柏５．８ＧＨｚ无线鼠
高品质无线音频传输
2.4GHz作为目前比较流行的无线方案，它从2.4GHz鼠标、耳机一路发展过来。相比其它无线方案，它的优势是成本低不需缴纳专利费，功率小续航时间长，所以在价格低廉的无线耳机中大量使用，进而又进入音箱领域。2.4GHz的传输速率为2Mbps，虽然超过了CD级音质传输的需求，但余量较小，难免有信号损失---比如当麦克风开启时，音质往往会有所下降。这在一定程度上阻挠2.4GHz在专业音箱中推广的是，只能普及应用到要求不高普通音箱及无线耳机中。
创新ＺｉｉＳｏｕｎｄ ＤＳｘ５．８Ｇ无线音箱
而拥有更高传输率的5.8Ghz无线技术将有望改变这个状况——5.8GHz的空中速率高达72Mbps。这样的速度足可以避免信号损失，应付CD级音质传输已经是绰绰有余，将能很好地解决人们多年来追求无线HiFi的梦想。
WiFi无线网络——802.11ac标准
最新的WiFi无线标准——802.11ac就是采用了5.8GHz频段，无线传输速度已经提升至1Gbps的水平。802.11ac的推出将让用户能体验到更高速度的无线网络，特别是移动设备用户，他们将是最大的受益者。初级的802.11ac产品将提供433Mbit/s的数据传输速率，比目前普遍使用的802.11n装置速率至少快上三倍，将能轻易满足使用者体验。
高品质无线视频传输
目前业界正在推动的新一代WiFi标准，除了强调互连便利的WiFi Direct和WiFi Display这两项之外，还有为大幅提升传输速率所设计的VHT（Very High Throughput）标准，其中就包括支持5.8GHz的IEEE 802.11ac这种规格，旨在通过建立支持5.8Ghz的新一代Wi-Fi规格，来进一步主导WLAN多媒体视频传输的霸主地位。
目前以英特尔积极推动的Intel Wireless Display（WiDi）和三星电子主导的WiFi Display都是这方面的代表。WiDi是以传输压缩过的影像为主，强调可让PC/NB屏幕内容直接显示于到TV上。WiFi Display则是直接加大带宽、传输不需要经过压缩的视讯数据，强调的是蓝光、手机视讯文件和游戏机内容，都可以由WiFi相互传。至于在高速传输多媒体视讯的VHT规格领域，近年相关业界的竞争态势又将更是热闹滚滚。不经压缩格式、可传输高分辨率视讯影像的WiFi技术，不会有封包传输会导致画素漏失的难题，也可解决有线传输缆线布线复杂不利空间便利性的老问题。随着支持5.8GHz的IEEE 802.11ac的推出，无疑为这两种无线视频方案提供了强有力的支持。
英特尔WiDi连接示意图
总结：无线领域的“年轻人”
@电脑报熊乐：需要说明的是，5.8GHz并非替换2.4GHz技术的产品，而是在2.4GHz没有过多潜能可挖的时候，5.8GHz的出现解决了相关产品的创新难题，为消费者提供更多样化的升级的选择，用户可以根据自己的喜好来选择不同的产品。然而一项技术的成熟必定会经历一系列的过程，目前采5.8GHz无线技术的产品还不是很多，毕竟5.8GHz技术还存在成本以及其他技术门槛，想很快复制是不现实的。所以这目前的5.8GHz产品，相比于传统2.4GHz产品来说售价也较高，而带来的性能提升并不明显。不过目前行业内已经看到5.8GHz的潜力，
例如按照信息产业部的规定，2.4GHz设备将退出室外远距离应用领域，这给5.8GHz设备带来巨大的市场机会。我们相信，随着技术的发展，成本会不断降低，很快就会有更具性价比的产品出现，并速度普及开来。
本文出自2012-06-25出版的《电脑报》第25期 E.硬件发烧友
(网站编辑：黄旭)
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