802.11ac無線區域網路(Wi-Fi)市場目前正呈現高速發展態勢。來自ABI Research的資料顯示，2013年802.11ac Wi-Fi裝置在消費性與企業市場滲透率分別為8%和6%。ABI公司產業分析師Khin Sandi Lynn表示，2013年消費級Wi-Fi裝置出貨量中，雖然802.11n裝置仍然占據了最大的市場占有率，但預測從2014年開始，802.11n的出貨量將開始下滑，取而代之的是802.11ac裝置的快速增長，並可望在2014年底達到消費級Wi-Fi裝置市場整體數量的45%。
通道應變力實現資料傳輸彈性
802.11ac是一種演進技術，使得在無線網路中實現1Gbit/s傳輸性能得以成真。11ac性能約比11n高三倍(每條資料流)，1-stream 11n用戶端能夠提供150Mbit/s
的實體層速率，相比之下，1-stream 11ac用戶端則可以提供433Mbit/s的實體層速率(實際傳輸量接近300Mbit/s)。目前，在2.4GHz頻段中工作的Wi-Fi裝置數量已超過10億，最終採用5GHz頻段實現頻寬密集型和延遲敏感型應用已成為業界共識。
但802.11ac標準在提高傳輸量、改善距離、提高效率的同時，也帶來了新挑戰，例如轉向80MHz通道並同時提升速度，將要求能夠產生和測試更寬的波形；256QAM改善了頻譜效率，但也意味著更高品質的電路板設計，以適應較低的雜訊容忍度；另外，多使用者多重輸入多重輸出(MU-MIMO)在提高系統效率的同時，也要求複雜的工作，確保存取點和用戶端之間正確通訊。
為了使行動通訊、電腦、消費性電子以及家庭和企業網路等領域的終端客戶能夠透過端對端連接獲得802.11ac的實際好處，高通創銳訊(Qualcomm Atheros)提出VIVE 802.11ac Wi-Fi解決方案，並透過通道應變力(Channel Agility)和StreamBoost技術將802.11ac家用路由器提升到更高層次；同時以智慧方式識別、分類和管理家庭中日益增長的多媒體應用流，動態分配每個應用流所需的頻寬和速度，以確保最佳的用戶體驗。
VIVE 802.11ac網路平台可提供1×1、2×2和3×3選項，最高可分別提供433Mbit/s、866Mbit/s與1.3Gbit/s的資料傳輸速率。為發揮最大的無線性能，特別是在具有挑戰性的擁擠環境內，以逐個封包為基礎(Per-packet Basis)提供優異的通道應變力，同時支援動態頻寬分配(Dynamic Bandwidth Selection)。這樣可使以VIVE技術為基礎的路由器，依據可用頻寬和連接用戶端裝置的容量，在20MHz、40MHz或80MHz通道上彈性傳輸資料，結果將可在有效範圍內提供高傳輸量，即使是在企業和熱點等高密度的部署環境中也是一樣(圖1)。
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| 圖1 具備通道應變力的高通VIVE 802.11ac方案 |
在實際應用場景中，例如當隔壁鄰居也正在使用Wi-Fi下載檔案、觀賞影片時，常常會因為通道衝突，導致雙方傳輸速率出現明顯下降。具備通道應變力的VIVE 802.11ac方案此時就會自動切換通道進行避讓，並主動尋找有效通道繼續提供高傳輸速率，而反觀競爭對手，由於不具備上述功能的產品，其資料傳輸將被限制在狹窄通道內，從而大幅影響性能。
動態頻寬分配對提高傳輸量而言至關重要。相比傳統基於軟體的頻寬分配方案，以逐個封包為基礎的硬體方案將更為彈性有效，因為它能依據需要即時監測並捕捉未被占用的通道。反觀，儘管軟體方案雖然能夠為每一個通道提供傳輸速率和封包長度，但缺乏即時反應的彈性。也就是說，如果80MHz通道的一部分遭遇壅塞，封包資料將被鎖定在另一部分的可用通道內傳輸，即便後來80MHz通道全部空閒，但封包也長時間被鎖定在原先的部分通道中。
以下從實測資料來看一看通道應變力技術是如何確保網路在遇到干擾情況下依然呈現完美性能。在圖2a中，當遭遇OBSS干擾時，裝置傳輸速率始終維持在120M?150Mbit/s左右，直至OBSS干擾消失才反彈至300Mbit/s；而在圖2b中，具備通道應變力技術的裝置在遭遇OBSS干擾10秒後就迅速升至300M?330Mbit/s速率，且在剩餘時間內完全不受影響。
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| 圖2 通道應變力技術確保網路在遇到干擾情況下依然呈現完美性能 |
StreamBoost讓頻寬自動分配
連接家用電器和高畫質視訊需要更佳的控制頻寬和資料流程，可以透過更智慧的技術實現。在所有連接的裝置之間有效地分配頻寬，是提供最佳化性能的最好方案。StreamBoost技術可以識別網路上的所有裝置和應用程式，能提供給每個應用程式正常運行所需的頻寬。為避免一個應用程式占用所有的網路頻寬，StreamBoost讓所有的連接保持最佳狀態。
StreamBoost支援的路由器可以根據目前的流量智慧控制資料流程，例如針對802.11ac網路上的高畫質視訊流、視訊會議、線上遊戲分配更多的頻寬，為用戶提供流暢無延遲的體驗。StreamBoost還可以限制分配給對延遲不敏感的工作量的頻寬，如網頁瀏覽或檔案分享，保證讓使用者在802.11ac網路上的玩遊戲，開視訊會議等獲得良好的體驗。
另外，StreamBoost為用戶和在家用網路上大多數執行的應用程式提供自動設置最佳的頻寬分配原則。服務品質(QoS)簡單控制著連接埠，離散的資料流程和媒體存取控制(MAC)位址優先順序，StreamBoost可以即時提供智慧和彈性的應用程式資料流程量控制。
QoS連接埠優先順序的原則在頻寬管理不是很有效。使用者可以將視訊會議設置為最高的優先順序，路由器將它的埠排在其他應用程式之前。這樣QoS只有在使用者有一個或兩個程式應用時，才能有效作用。
不過，當用戶將高頻寬的埠切換到瀏覽網頁時，具備QoS功能的路由器無法區分其中的差別，還會分配更多的頻寬用於網頁瀏覽，從而造成其他新增的應用程式無法得到所需的頻寬。
重要的是，儘管StreamBoost能夠智慧監測和控制資料頻寬，但應用程式的內容卻無法監測到。StreamBoost只是簡單地按內建的演算法比較常用應用程式的模式，迅速切換到最佳化管理策略，絲毫不會危及資料的安全性。實際上，深層的資料和資料封包分析需要大量的處理能力，會加劇資料延遲，更不用提及對隱私權形成侵害。
StreamBoost不會去識別資料封包的具體內容，只是利用特殊的資料串流分析演算法，將所有應用程式的頻寬最佳化。StreamBoost引擎會與路由器記憶的即時資料對比，來判斷應用程式。例如，YouTube上的影片有720p或1,080p不同的畫面等級，各有其不同的資料模式。Skype通話和線上遊戲也是如此。StreamBoost演算法識別應用程式資料，並自動分配優先順序，最佳化802.11ac網路，而此最佳化等級也會顯示在使用者介面上。
(本文作者為高通創銳訊資深工程師經理)