详解无线传输802.11ac协议及5GHz频段

在无线网络如此流行的今天，越来越多的IT设备使用在2.4GHz频段。尽管2.4GHz频段可容纳13条通道，但如手机、PC、iPad、游戏机等多台设备同时使用时，无线吞吐量数值严重下降，同时蓝牙、微波炉、无线鼠标等也使用2.4GHz频段，大量设备的存在更容易造成彼此干扰。原来的路太堵，就得修一条新路解决拥堵问题，这就是5GHz频段出现的主要原因。那么，5GHz是如何解决这一问题的，又有哪些特点呢？

了解这一点，首先要明白802.11协议簇（IEEE制定的无线局域网通信标准）。电子产品中常见的无线通信标准是802.11a/b/g/n以及最新的802.11ac，而区分这些802.11的一个重要参考标准就是工作频段，比如802.11b/g主要工作频段是2.4GHz，802.11a/ac主要工作频段是5GHz，802.11n同时运行在2.4GHz和5GHz双频段。其中802.11ac是在802.11n标准之上建立起来的第五代无线传输技术标准，运行在5Ghz频段，具有更高的无线传输速度。

FCC规定无线局域网802.11协议可用两个无需授权的频段：ISM频段以及UNII频段。其中ISM频段有三个（分别为902-928MHz，2.400-2.4835GHz，5.725-5.875GHz），保留给工业、科学或者医疗设备使用；UNII共四个频段（即UNII 5GHz频段，分别是UNII-1低频段5.150-5.250GHz，UNII-2中频段5.250-5.350GHz，新增UNII-2扩展频段5.470-5.7250GHz，UNII-3高频段5.7250-5.825GHz），主要供无须许可证的国家信息基础设施使用。

对于UNII-1低频段和UNII-2中频段，最边缘的信道其中心频率与频段边界需有30MHz的距离；而对于UNII-3高频段，其距离为20MHz。根据IEEE定义，相邻两个物理信道中心频率相距20MHz才算互不干扰信道，可以采用以下公式计算每个信道的中心频率：f(中心频率）=5000+5×n ch(MHz)，n为信道。据此，5GHz上有23个互不干扰的20MHz信道。

图一UNII-1低频段和UNII-2中频段

802.11n定义了两种频段宽度：20MHz频宽和40MHz频宽，其中40MHz频宽使用两个20MHz信道进行捆绑，其中一个是主信道，一个是辅信道。而802.11ac使用信道绑定的技术来获得更高的带宽。其基本思想是将临近的20MHz的带宽绑定在一起形成一条40MHz 的带宽，再将临近的40MHz的带宽绑定在一起形成一条80MHz的带宽，进而还可以形成160MHz（80+80MHz模式，两个80MHz频带可以不连续）的带宽。如图二。

图二802.11ac信道绑定

这样，与802.11n相比，运行在5GHz频段的802.11ac协议具有更多的数据传输通道，很好的解决了拥堵问题。再加上大约10%的实际频率调制效率提升，最终理论传输速度将由802.11n最高的600Mbps跃升至1Gbps（实际速率可能在300Mbps～400Mbps之间，接近目前802.11n实际传输率的3倍）。

在国内，通常5GHz也指5.8GHz，只不过这个5.8GHz是ISM频段的5.8GHz，即频宽范围是5725～5875MHz，频宽为150MHz，其上有5个互不重叠20MHz信道，这一点与UNII-3高频段略有不同。

图三ISM 5.8GHz信道分布图

5GHz Wi-Fi频率、速度以及传输距离都比2.4GHz强很多，并且因为是新频段，支持2.4GHz 的设备一般搜索不到，干扰少，逐渐成为用户和供应商青睐的无线网络。