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802.11n:下一代无线局域网技术

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2024年6月2日发(作者:瞿舒云)

维普资讯

Broadcom公司供稿 

802.1I n: 下一代无线局域网技术 

802.I I n:Next-Generation Wireless LAN Technology 

概述 

个WLAN新标准,承诺提供更高的 

过去几年,人们对无线局域网 

数据传输率和可靠性,IEEE正住敲定 

是80 2 1

lb 

(WLAN)硬件的需求有了显著的增长, 

是 . ,该标准采用一个叫补耄码 写舞键 蹬.

该标准的最后细节。虽然预计该规范 

控(CCK)的调制技术提供最高1 1Mbps 

无线局域网很快从新奇的技术发展成 要到2007年才能最后定稿,但是由于 

的原始数据传输率,该标准还支持早 

为生活必需品。2005年WLAN芯片组 已经通过了IEEE的正式审核过程,所 期8 o 2.1 1规范的直接序列扩频 

出货量突破1亿套大关,k ̄2oo]年不足 

以这个草案已证明相当稳定。与此同 

(DSSS)。和802.1 lb标准差不多同时推

1000万套增长了10多倍,这些数字说 时,符合802、1 In草案的硬件已开始面 

出的802.1 la标准采用了一个叫正交频 

明WLAN市场正在快速扩张。 市,消费者可抢在标准之前建立高速 分多路复用(OFDM)的更有效的传输 

Wi—Fi普及率的提高有助于这项技 

无线网络,既保证高速互操作性,同时 方法。OFDM支持最高54Mbps的原始 

术拓展到电脑以外,进入互联网电话、 又仍可支持现有WLAN硬件。 

数据传输率,这正是802.1 la的最高数 

音乐流播、游戏、甚至照片欣赏和家庭 

本文旨在介绍即将到来的802.1 In 

据传输率。尽管802.1 la有更高的数据 

视频传送等消费电子应用。加速这一 标准,以及它如何助力WLAN支持新 传输率,但它没有成为802.1 lb的下一 

发展趋势的还有把内容集中起来供全 兴的多媒体应用。还将对802.1In和现 

代标准技术,因为它采用了和802、1lb 

家欣赏的个人录像机和其他AV存储专 有WLAN标准做详细比较,并为考虑 不兼容的射频频带5GHz,802.1 lb采用 

用设备。这些新用途,再加上普通 

部署高带宽替代技术的用户提出采购 2.4GHz。(注:所有WLAN标准都规定 

WLAN用户的增多,使现有Wi—Fi网络 

策略。 

了多个传输速率选项,以便在通信受 

越来越力不从心。行业已经就802.1 In 

环境干扰的时候,网络可降速到较低 

的各组成部分达成了协议,802.1 In是 

Wi—Fi标准比较 

的数据传输率(更容易维持)。在大多 

1,、lI,.ecnchina.tom日CI 2006.1 0・ 

0 

;l 

-4 

Il■ 

_ 

维普资讯

数良好环境里,802.1 1a和802.1 lb分别 

所包含功能的实质性协议。尽管标准 

802.1 In草案的第一个规定是支持 

支持最高54Mbps和1 1Mbps的数据传 可能要到2007年才能批准,但是该规 

改进的OFDM,即用更高的最大码率和 

输率。) 

2003年6月,IEEE批准了802.1 1g, 

范已经非常稳定,足以使荸案n Wi—Fi 

略宽的带宽改进802.1 1aJg标准所用的 

板卡和路由器应用于各类电子产品的 

OFDM。这个改变可把可达到的最高原 

该标准把OFDM调制技术用在了 设计。 

2.4GHz频带。它集合了两者的优点:在 

802.11n选项菜单 

和流行的802.1 lb相同的射频频带上提 

新出现的802.1l n规范和以往 

供最高54Mbps的数据传输率。基于 

WLAN标准的不同之处在于它规定了 

—,, 

802.1 1g的WLAN硬件很快受到寻求更 具有不同最大原始数据传输率的多种 

高带宽的消费者和企业追捧。事实上, 

可选模式和配置。这样该标准既为所 

消费者非常渴望能有一个替代802.1 lb 有802.11n设备规定_r基本性能参数, 

的高性能技术,以致他们在标准尚未 

同时又允许厂商增强或调整性能,以 

卫 

I厂 

最终定稿前一年左右就开始购买 适应不同的应用和价位。如果启用所 

WLAN客户端和接入点硬件。 

有可选项,802.11 n可能会提供最高 

今天销售的绝大多数计算机网络 

600Mbps的原始数据传输率。不过符合 

硬件都支持802.1 lg。随着技术的改进, 该标准的WLAN硬件不必支持每一个 

在同一芯片组中既支持2.4GHz又支持 选项。举例来说,2006年多数可用的草 

5GHz越来越容易、越来越经济,双频 案n WLAN硬件有望支持最高300Mbps 

硬件也就越来越常见。事实上,目前可 

的原始数据传输率。 

用的大量WLAN客户端硬件都支持 比较起来,每一款符合802.11b的 

802.1 la和802、1 1g。 

产品必须支持最高l1Mbps的数据传输 

现在,和802、1 1g草案现象相似的 率,所有802.11a和802.11g硬件必须支 

情景又出现在了802.1 1n上,产业在 持最高54Mbps的数据传输率。 

2006年初达成了有关高速802、1 In标准 

更好的OFDM 

表1 802、11n草案的主要组成部分 

功能 定义 规范状态 

更好的OFDM 夏持曼r昌】带觅午Ⅱ曼局哟率,化最大 强制性 

数据传输率提高f[]65Mbps 

空分多路复用 把数据分割成多个流,通过多单元 最多可选四个空间流 

天线发送,以此改善性能 

利用多单元天线改善覆盖范围和可 

分集 靠性,通常用于接收端天线数量多 最多可选四个天线 

于被发送的空间流数量时。 

MIMO省电 只在需要时才使用多单元天线,以 必备 

此降{k ̄MIMO功耗 

40MHz信道 1萏坦带觅 ̄X2UMHZ邪借 -r选 

f[]40MHz,使数据传输率有效加倍 

聚集 允许在系统开销通信『日】突发传送多 必备 

数据包,以此改善效率 

精简帧间间隔 用来提高效率的几个草案n功能之 

(RIFS) 

在OFDM传输间提供 必备 

 ̄L802.1 1a或g更短的延迟。 

(Greenf

绿场模式 

ield Mode) 

在全草案n网络取消对802.1

设备的支持,以此改善效率 

 1a/b/g 

目前可选 

2006.10日C 、I,、『I,、I,.ecnchina.com 

始数据传输率从现行标准的54Mbps提 

高到65Mbps。 

MIMO改善性能 

该草案规范最广为人知的一部分 

叫多人多出(MIMO)。MIMO利用了 

个叫多径(multipath)的无线电波现 

象:被发送的信息从墙壁、门和其他物 

体反射回,通过不同路径在略有不同 

的时间内多次到达接收天线。不受控 

市『J的多径使原始信号失真,难以译解, 

降低了wi—Fi的性能。MIMO用一个叫 

空分多路复用(S P a c e—di vi Si O n 

multiplexing)的技术来利用“多径”。发 

送信息的WLAN设备实际上把数据流 

分割成叫空间流(spatial streams)的多 

个部分,每个空间流通过不同的天线 

被发送到接收端的相应天线。目前的 

802、1 In草案规定最多分割四个空间流, 

但并不要求相容硬件支持这么多。 

把空间流从一个加倍到两个可有 

效地使原始数据传输率提高一倍。不 

过也要做一些权衡,比如功耗会增加, 

成本也会少量增加。草案n规范包含一 

个MIMO省电模式,只有在网络通信确 

实需要更高性能时才利用多路径,以 

此降低功耗。MIMO省电模式是草案n 

规范的一个必备功能。 

MIMO增强 

草案n规范有两个功能是为改善 

MIMO性能设计的,一个叫聚束(beam— 

forming),一个叫分集(diversity)。聚 

束是一个把无线电信号直接聚向目标 

天线,从而降低干扰,改善覆盖范围和 

维普资讯

性能的技术。 

能,就要在其他客户端需要保持网络 

网络效率。网络效率基本上和发送数 

分集利用多单元天线,如果天线 连接的情况下权衡某些客户端的高带 

据的可用带宽成正比,和管理网络通 

在数量上多于接收空间流所需的天线, 

宽需求。 

信的系统开销(overhead)或协议成反 

则把多个天线的输出组合在一起或者 

本文包含802 1 1n草案规范的众多 比。无线环境比有线网络更难协调组 

选择天线的最佳子集。这个功能非常 

主要的强制性或可选功能,当然,不会 

织,因此通常需要更多的系统开销,以 

重要,因为草案n规范最多支持四个天 

事无巨细都涵盖。举例来说,草案n硬 

保证发送的数据确实被收到,保证其 

线,所以设备可能会遇到装有不同数 

件的其他可选功能还有高吞吐率复制 他客户端在发送数据期间让信道开放。 

量天线的其他设备。举例来说,带两个 

模式(high—throughput duplicate mode) ̄fl 

由于存在802,1 1b节点,所以在 

天线的笔记本电脑可能会连接到带三 

短保护区间(short guard interva1),高 

2,4GHz频带下通信有些困难,因为这 

个天线的接人点。在这个例子中,即使 吞吐率复制模式有助于扩大网络覆盖 

个较早的标准不认识802 1 1g和草案n 

接人点能支持三个空间流,也只能用 

范围,短保护区『日】进‘步降低系统管 

所用的OFDM。这意味着OFDM客户 

两个空间流。 

理开销,以此改善效率。 

端如果想存存在802,1 lb客户端的环境 

有了分集,就可以很好地利用多 有了所有可选模式和回馈(back— 

通信,就至少需要使用这个老标准的 

余的天线。天线较多的设备可利用多 off)的选项,功能和相应数据传输率的 

通信协议,才能保护更高速率的OFDM 

余的天线覆盖更大的范围。举例来说, 可能组合多得令人吃惊。确切地说,目 数据传送。这会大大降低网络效率,因 

两个天线的输出可以组合起来接收一 

前的802.1 1n草案规定_r 576个可能的 

为用802.1 lg和草案n发送数据包所用 

个空间流,获得更远的传输距离。这个 数据传输率配置。比较起来,802.1 1g规 

的时间远远短于在802.1 lb标准下发送 

概念也可以扩展到把三个天线的输出 定了12个可能的数据传输率,802.1 1a 

的时间。 

组合起来接收两个空间流,获得更高 和802.11b分别规定了8个和4个。 

些WLAN芯片组供应商,如博 

的数据传输率和覆盖范围。 

表21:L较了IEEE 802.1 1的主要规范。 

通公司(Br0adc0m),设计了改善 

分集并不局限于802.1 1 n甚至 

和已有WLAN共存802.1 1n草案规 

802.1 lb/g混合网络效率的创新方案。幸 

WLAN。它可用于改善任何无线电通 

范是在以前标准的基础上制定的,旨 

运的是,这个问题在草案n规范里被完 

信。事实上,分集已用在一些现有的 

在保证和目前在用的2亿多件Wi—Fi设 

全解决了。 

802.1 1a、802.1 1b和802.1 1g硬件里,用 

备兼容。草案n接人点将用5GHz频带 

草案n规范改善混合模式性能的一 

于选择两个天线中最好的。 

和802.1 1a设备通信,用2.4GHz频带和 

个最重要的功能是汇聚(aggregation)。 

提高吞吐率和数据传输率 

802.1 lb、802.1 1g硬件通信。除了设备 

发送数据的客户端不是发送单个数据 

802.11n草案的另一个可选模式是 之间的基本互操作性外,802.1 1n还为 

帧,而是把几个数据帧捆绑在一起。因 

把WLAN信道带宽从20MHz加倍到 混合模式提供了高于802.11g所提供的 

此,汇聚通过提高发送数据的时间百分 

40MHz,从而有效地把数据传输率提 

高一倍。这里需要权衡的主要是供其 

表2主要IEEE 802.11规范 

他设备使用的信道会减少。2.4GHz频 

802.11a 802.11b 802.11g 802.11n 

带有足够的空间容纳三个不重叠的 

标准批准时间 1999午7月 1999年7月 2003年6月 尚未批准 

20MHz信道。不用说,40MHz信道没 

最大数据传输率 54Mbps 11MbpS 54Mbps 600Mbps 

有为在同样频带加入网络或发送信启、 

调制技术 0FDM DSSS或CCK DSSS或CCK DSSS或CCK 

或OFDM 或OFDM 

的其他设备留出多少空间。这意味着 

射频频带 5GHZ 2.4GHz 2.4GHz 2.4GHz或5GHz 

智能动态管理非常重要,为了保证 

空间流数量 1 1 1 1、2、3或4 

40MHz信道选项能改善整个WLAN性 

信道宽度 20MHz 20MHz 20MHz 20MHz或40MHz 

、II,1『I,、II,.ecnchina.com 2006.1 0・ 

刁]II 

I广 

- 

维普资讯

比而改善效率,如图1所示。 

网络应用进入家庭,越来越多的消费 

接的应用。成千上万的消费者通过拷 

11n不仅是对现有网 

贝CD唱片和在互联网上购买数字录 

草案n设备和802.1lg、802.1la硬 

者最终会认为802.

 

件共存要容易得多,因为它们都采用 

络的增强,而且是必不可少的。

音,在他们的个人电脑里建立了数字 

OFDM。虽然如此,规范仍有一些功能 

由于多数互联网连接速度低于 

音乐库。此外,越来越多的流式音乐是 

 

用于提高纯OFDM网络的效率。精简帧 

5Mbps,所以只是通过WLAN上网的消 

从互联网上直接下载的。

间间隔(RIFS)就是这样一个功能,可 

费者不会不满意现有网络,至少是在 

缩短数据传输间的延迟。 

短距离使用时。不过,即使这类消费者 

一 

为获得优良性能,草案n规范规定 

也会对升级到草案n WLAN硬件所带 

了一个叫绿场(greenfield)模式的模式, 

来的覆盖范围和可靠性提高感到惊喜。 

在这个模式,网络可被设置成忽略所 

些推动802.11n需求的当前和新兴应 

有的早期标准。在802.1 In最终草案里 

用包括IP电话(VoIP)、流式视频与音 

绿场模式是成为强制功能还是可选功 

乐、游戏和网络附加存储等。 

I卫 

 

●广 

能目前还不明朗,但是很可能会成为 

VoIP正在快速发展,消费者和企 

可选功能。 

业都清楚:用互联网代替传统电话业 

在现实中,一段时间内,用电池供 务可以在打长途时省钱。一个日益流 

电的WLAN硬件仍将继续以802.1 lg甚 行的拨打互联网电话的方式是用VoIP 

至802.1lb为基础。不过,草案n规范 

电话,这是用电池供电的话机,一般靠 

尽管加入了改善的效率,也难以消除 

内置的802,11b或802.11g连接互联网。 

802.1 lb的所有障碍。这意味着期待优 

虽然电话通信需要可靠的网络连接, 

良网络性能的消费者可能要考虑更新 

但是并不需要高带宽。802.11 b和 

他们网络中的802.1 lb WLAN硬件。 

802.11g的功耗都低于MIMO模式的 

802.11n,而单流802、11n也许会在VoIP 

消费类应用需要802.1 1n 

电话中流行。今天,VoIP电话可从草案 

因为802.1In承诺更高的带宽、更 n接入点增强的覆盖范围和可靠性中获 

大的覆盖范围和更好的可靠性,所以 

益。和IP电话的情况一样,流式音乐也 

适合多种网络配置。而且随着新兴的 

是一个能够进入家庭的需要高可靠连 

2006.1 0日C www.ecnchina.com 

随着数字音乐收藏的增多,越来 

越多的消费者发现他们希望能通过起 

居室的立体声音响或其他房间的音乐 

播放器来听音乐。虽然更高带宽并非 

绝对必要,但是草案n提供的更大覆盖 

范围和更高的可靠性可能比上一代 

WLAN硬件更适合流式音乐。 

游戏是一个日益用到家庭WLAN 

的应用,无论用户是用电脑或便携式 

游戏机无线连接互联网,还是用 

WLAN网络和家人打游戏。 

个需要802.1 In所能提供的一切 

高数据传输率、覆盖范围和可靠 

性——的发展中的应用是网络附加存 

储(NAS)。NAS作为一种经济、易用 

的数据备份替代方法受到企业欢迎。 

近来,随着用户希望保护他们越来越 

多的数字相册不致因硬盘损坏而丢失, 

以及随着整套NAS备份系统售价下降 

到远远低于1000美元,NAS正在进入 

小型办公室甚至一些家庭。NAS令人 

兴奋的新应用正在出现,比如需要可 

靠的高带宽连接的视频存储中心,可 

向家里的电视、电脑流播预先录制的 

电视节目 音乐视频和整部故事片。 

为了方便出门时观看,需要把个 

人录像机预先录制的电视节目等大文 

件拷贝到笔记本电脑或便携式媒体播 

放机中,而通过较早的WLAN做这件 

事需要提早准备和耐心。图2比较了拷 

贝30分钟视频文件需要的时间。在最 

高数据传输率,用802.1 lb拷贝文件需 

维普资讯

要42分钟,用双天线草案n客户端只需 

要不到一分钟。 

不同设备在如何实现草案n的功 

能方面也有差异。例如,在为网络上的 

博通公司对于草案n的支持 

博通公司的Intensi—i系列WLAN f

1 In草案标准。而且尽 

从草案n标准承诺的更高原始数 

某个需要和其他用户通信的客户端平 

芯片组符合802.

 

据传输率中获益最多的可能是企业。 

衡高带宽通信需求上,一些支持 

管草案n标准目前看来相当稳定,

ntensi—i的可编程程度仍非常高,这意 f

白领员工逐渐习惯了办公室有WLAN 40MHz信道化的草案n硬件要比另一 

的好处。他们可以把笔记本电脑带到 

会议室、同事的办公桌甚至休息区,同 

时仍可访问电子邮件、即时消息、互联 

网和企业数据。 

但是一些日常应用,比如从集团 

服务器拷贝大文件、访问企业数据库 

和系统备份,如果通过54Mbps WLAN 

来做,可能会慢得令人心焦。对于这种 

大流量应用,许多平常不受网线羁绊 

的员工也不得不把他们的电脑固定到 

以太网线,以100Mbps甚至1Gbps的速 

度连接网络。有了草案n硬件,用户就 

能集合两者的优点:有线以太网的速 

度和WLAN的移动性。 

建议 

今天,几乎所有的企业都能从更 

高带宽的WLAN获益。不过,预计许 

多大企业可能要等到802.1 In被批准后 

才会大规模部署这个新标准。准备部 

署的企业以及渴望更高数据传输率、 

覆盖范围和可靠性的消费者和小企业 

应该谨慎购买。并不是所有支持 

MIMO、分集及其他类似802.1In功能 

的WLAN硬件都能号称符合这个新标 

准。购买者应该寻找标明“符合IEEE 

802.1In草案标准”的产品。 

应用者还应记住:草案n规范有大 

量的可选功能。其中许多功能,比如信 

道化和绿场模式,是为提高原始数据 

传输率设计的,需要链路两端都支持 

该功能才可用。 

些硬件好。 

对计划提升家庭WLAN的数据传 

输率和覆盖范围的消费者来说,一个 

好策略是从草案n路由器入手,在预算 

允许范围内购买支持最多空间流和可 

选功能的产品。购买个人录像机和备 

份存储设备等高带宽文件共享专用设 

备也遵循类似的策略。 

对于不需要高数据传输率的固定 

客户端,例如流播数字家庭音乐库或 

互联网上的内容的音乐播放器,草案n 

可能有助于改善覆盖范围和可靠性。 

为用电池供电的设备选择适当的 

草案n替代产品可能是购物清单上最棘 

手的项目,功耗成为和数据传输率 覆 

盖范围和成本一样需要考虑的重要事 

项。举例来说,VoIP电话是低带宽设 

备,虽然在覆盖范围和可靠性不好的 

环境也能受益于MIMO技术,但是要以 

电池寿命为代价。 

笔记本电脑在进行文件传输和数 

据备份时也可能受益于MIMO、信道化 

和绿场模式等高性能功能。请记住,通 

过信道化和MIMO省电模式——即只 

在需要时才支持多空间流——某些情 

况下性能功能也能达到省电目的,因 

为笔记本电脑在WLAN上处于工作状 

态的时间比较短。 

图3示出选择草案n WLAN硬件时 

需要考虑的一些因素。 

味着它能适应规范无法预料和预料不 

到的改变。凭借博通公司设计的信号 

处理技术,Intensi—if芯片组具有主动分 

集(Active Dive ̄ity)功能,使双天线 

设备之间的网络连接有更高的性能、 

覆盖范围和可靠性,而且没有因第三 

个天线引起的成本和功耗。 

Intensi—if无线电通信的保真度首屈 

指,这意味着它可以在较远的距离 

和较不利的条件下保持较高的数据传 

输率。对于可选的40MHz信道模式, 

Intensi—if芯片组能在性能和WLAN上 

的其它成员的需要之间提供良好的平 

衡。Intensi—if的“好邻居”信道化方式 

包括频繁扫描其他网络流量,以及在 

其他客户端要求通信时迅速返回全 

20MHz信道的机制。 

Intensi—if芯片组支持保障WLAN 

安全的最新标准,包括WPA2和CCX 

第4版。此外,I n t e n s i—fi支持 

SecureEasySemp--键安全设置,使架设 

安全WLAN更容易。Intensi—if支持125 

High Speed Mode高速模式(又叫 

SpeedBooster),这是博通公司的54g 

802.1 1 g系列芯片组的专有高速模式; 

还支持改善wi—Fi设备扩大覆盖能力的 

BroadRange信号处理技术。如果网络中 

所有WLAN设备都采用Intensi—if或54g 

芯片组,就能启用125高速模式。另一 

方面,BroadRange能改善802.1 lg模式 

的网络性能,无论网络中的其他设备 

采用什么芯片组。■ 

wvvw.ecnchina.com 2006.1 0・ 

卫 

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I广 

■一 

口 

2024年6月2日发(作者:瞿舒云)

维普资讯

Broadcom公司供稿 

802.1I n: 下一代无线局域网技术 

802.I I n:Next-Generation Wireless LAN Technology 

概述 

个WLAN新标准,承诺提供更高的 

过去几年,人们对无线局域网 

数据传输率和可靠性,IEEE正住敲定 

是80 2 1

lb 

(WLAN)硬件的需求有了显著的增长, 

是 . ,该标准采用一个叫补耄码 写舞键 蹬.

该标准的最后细节。虽然预计该规范 

控(CCK)的调制技术提供最高1 1Mbps 

无线局域网很快从新奇的技术发展成 要到2007年才能最后定稿,但是由于 

的原始数据传输率,该标准还支持早 

为生活必需品。2005年WLAN芯片组 已经通过了IEEE的正式审核过程,所 期8 o 2.1 1规范的直接序列扩频 

出货量突破1亿套大关,k ̄2oo]年不足 

以这个草案已证明相当稳定。与此同 

(DSSS)。和802.1 lb标准差不多同时推

1000万套增长了10多倍,这些数字说 时,符合802、1 In草案的硬件已开始面 

出的802.1 la标准采用了一个叫正交频 

明WLAN市场正在快速扩张。 市,消费者可抢在标准之前建立高速 分多路复用(OFDM)的更有效的传输 

Wi—Fi普及率的提高有助于这项技 

无线网络,既保证高速互操作性,同时 方法。OFDM支持最高54Mbps的原始 

术拓展到电脑以外,进入互联网电话、 又仍可支持现有WLAN硬件。 

数据传输率,这正是802.1 la的最高数 

音乐流播、游戏、甚至照片欣赏和家庭 

本文旨在介绍即将到来的802.1 In 

据传输率。尽管802.1 la有更高的数据 

视频传送等消费电子应用。加速这一 标准,以及它如何助力WLAN支持新 传输率,但它没有成为802.1 lb的下一 

发展趋势的还有把内容集中起来供全 兴的多媒体应用。还将对802.1In和现 

代标准技术,因为它采用了和802、1lb 

家欣赏的个人录像机和其他AV存储专 有WLAN标准做详细比较,并为考虑 不兼容的射频频带5GHz,802.1 lb采用 

用设备。这些新用途,再加上普通 

部署高带宽替代技术的用户提出采购 2.4GHz。(注:所有WLAN标准都规定 

WLAN用户的增多,使现有Wi—Fi网络 

策略。 

了多个传输速率选项,以便在通信受 

越来越力不从心。行业已经就802.1 In 

环境干扰的时候,网络可降速到较低 

的各组成部分达成了协议,802.1 In是 

Wi—Fi标准比较 

的数据传输率(更容易维持)。在大多 

1,、lI,.ecnchina.tom日CI 2006.1 0・ 

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维普资讯

数良好环境里,802.1 1a和802.1 lb分别 

所包含功能的实质性协议。尽管标准 

802.1 In草案的第一个规定是支持 

支持最高54Mbps和1 1Mbps的数据传 可能要到2007年才能批准,但是该规 

改进的OFDM,即用更高的最大码率和 

输率。) 

2003年6月,IEEE批准了802.1 1g, 

范已经非常稳定,足以使荸案n Wi—Fi 

略宽的带宽改进802.1 1aJg标准所用的 

板卡和路由器应用于各类电子产品的 

OFDM。这个改变可把可达到的最高原 

该标准把OFDM调制技术用在了 设计。 

2.4GHz频带。它集合了两者的优点:在 

802.11n选项菜单 

和流行的802.1 lb相同的射频频带上提 

新出现的802.1l n规范和以往 

供最高54Mbps的数据传输率。基于 

WLAN标准的不同之处在于它规定了 

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802.1 1g的WLAN硬件很快受到寻求更 具有不同最大原始数据传输率的多种 

高带宽的消费者和企业追捧。事实上, 

可选模式和配置。这样该标准既为所 

消费者非常渴望能有一个替代802.1 lb 有802.11n设备规定_r基本性能参数, 

的高性能技术,以致他们在标准尚未 

同时又允许厂商增强或调整性能,以 

卫 

I厂 

最终定稿前一年左右就开始购买 适应不同的应用和价位。如果启用所 

WLAN客户端和接入点硬件。 

有可选项,802.11 n可能会提供最高 

今天销售的绝大多数计算机网络 

600Mbps的原始数据传输率。不过符合 

硬件都支持802.1 lg。随着技术的改进, 该标准的WLAN硬件不必支持每一个 

在同一芯片组中既支持2.4GHz又支持 选项。举例来说,2006年多数可用的草 

5GHz越来越容易、越来越经济,双频 案n WLAN硬件有望支持最高300Mbps 

硬件也就越来越常见。事实上,目前可 

的原始数据传输率。 

用的大量WLAN客户端硬件都支持 比较起来,每一款符合802.11b的 

802.1 la和802、1 1g。 

产品必须支持最高l1Mbps的数据传输 

现在,和802、1 1g草案现象相似的 率,所有802.11a和802.11g硬件必须支 

情景又出现在了802.1 1n上,产业在 持最高54Mbps的数据传输率。 

2006年初达成了有关高速802、1 In标准 

更好的OFDM 

表1 802、11n草案的主要组成部分 

功能 定义 规范状态 

更好的OFDM 夏持曼r昌】带觅午Ⅱ曼局哟率,化最大 强制性 

数据传输率提高f[]65Mbps 

空分多路复用 把数据分割成多个流,通过多单元 最多可选四个空间流 

天线发送,以此改善性能 

利用多单元天线改善覆盖范围和可 

分集 靠性,通常用于接收端天线数量多 最多可选四个天线 

于被发送的空间流数量时。 

MIMO省电 只在需要时才使用多单元天线,以 必备 

此降{k ̄MIMO功耗 

40MHz信道 1萏坦带觅 ̄X2UMHZ邪借 -r选 

f[]40MHz,使数据传输率有效加倍 

聚集 允许在系统开销通信『日】突发传送多 必备 

数据包,以此改善效率 

精简帧间间隔 用来提高效率的几个草案n功能之 

(RIFS) 

在OFDM传输间提供 必备 

 ̄L802.1 1a或g更短的延迟。 

(Greenf

绿场模式 

ield Mode) 

在全草案n网络取消对802.1

设备的支持,以此改善效率 

 1a/b/g 

目前可选 

2006.10日C 、I,、『I,、I,.ecnchina.com 

始数据传输率从现行标准的54Mbps提 

高到65Mbps。 

MIMO改善性能 

该草案规范最广为人知的一部分 

叫多人多出(MIMO)。MIMO利用了 

个叫多径(multipath)的无线电波现 

象:被发送的信息从墙壁、门和其他物 

体反射回,通过不同路径在略有不同 

的时间内多次到达接收天线。不受控 

市『J的多径使原始信号失真,难以译解, 

降低了wi—Fi的性能。MIMO用一个叫 

空分多路复用(S P a c e—di vi Si O n 

multiplexing)的技术来利用“多径”。发 

送信息的WLAN设备实际上把数据流 

分割成叫空间流(spatial streams)的多 

个部分,每个空间流通过不同的天线 

被发送到接收端的相应天线。目前的 

802、1 In草案规定最多分割四个空间流, 

但并不要求相容硬件支持这么多。 

把空间流从一个加倍到两个可有 

效地使原始数据传输率提高一倍。不 

过也要做一些权衡,比如功耗会增加, 

成本也会少量增加。草案n规范包含一 

个MIMO省电模式,只有在网络通信确 

实需要更高性能时才利用多路径,以 

此降低功耗。MIMO省电模式是草案n 

规范的一个必备功能。 

MIMO增强 

草案n规范有两个功能是为改善 

MIMO性能设计的,一个叫聚束(beam— 

forming),一个叫分集(diversity)。聚 

束是一个把无线电信号直接聚向目标 

天线,从而降低干扰,改善覆盖范围和 

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性能的技术。 

能,就要在其他客户端需要保持网络 

网络效率。网络效率基本上和发送数 

分集利用多单元天线,如果天线 连接的情况下权衡某些客户端的高带 

据的可用带宽成正比,和管理网络通 

在数量上多于接收空间流所需的天线, 

宽需求。 

信的系统开销(overhead)或协议成反 

则把多个天线的输出组合在一起或者 

本文包含802 1 1n草案规范的众多 比。无线环境比有线网络更难协调组 

选择天线的最佳子集。这个功能非常 

主要的强制性或可选功能,当然,不会 

织,因此通常需要更多的系统开销,以 

重要,因为草案n规范最多支持四个天 

事无巨细都涵盖。举例来说,草案n硬 

保证发送的数据确实被收到,保证其 

线,所以设备可能会遇到装有不同数 

件的其他可选功能还有高吞吐率复制 他客户端在发送数据期间让信道开放。 

量天线的其他设备。举例来说,带两个 

模式(high—throughput duplicate mode) ̄fl 

由于存在802,1 1b节点,所以在 

天线的笔记本电脑可能会连接到带三 

短保护区间(short guard interva1),高 

2,4GHz频带下通信有些困难,因为这 

个天线的接人点。在这个例子中,即使 吞吐率复制模式有助于扩大网络覆盖 

个较早的标准不认识802 1 1g和草案n 

接人点能支持三个空间流,也只能用 

范围,短保护区『日】进‘步降低系统管 

所用的OFDM。这意味着OFDM客户 

两个空间流。 

理开销,以此改善效率。 

端如果想存存在802,1 lb客户端的环境 

有了分集,就可以很好地利用多 有了所有可选模式和回馈(back— 

通信,就至少需要使用这个老标准的 

余的天线。天线较多的设备可利用多 off)的选项,功能和相应数据传输率的 

通信协议,才能保护更高速率的OFDM 

余的天线覆盖更大的范围。举例来说, 可能组合多得令人吃惊。确切地说,目 数据传送。这会大大降低网络效率,因 

两个天线的输出可以组合起来接收一 

前的802.1 1n草案规定_r 576个可能的 

为用802.1 lg和草案n发送数据包所用 

个空间流,获得更远的传输距离。这个 数据传输率配置。比较起来,802.1 1g规 

的时间远远短于在802.1 lb标准下发送 

概念也可以扩展到把三个天线的输出 定了12个可能的数据传输率,802.1 1a 

的时间。 

组合起来接收两个空间流,获得更高 和802.11b分别规定了8个和4个。 

些WLAN芯片组供应商,如博 

的数据传输率和覆盖范围。 

表21:L较了IEEE 802.1 1的主要规范。 

通公司(Br0adc0m),设计了改善 

分集并不局限于802.1 1 n甚至 

和已有WLAN共存802.1 1n草案规 

802.1 lb/g混合网络效率的创新方案。幸 

WLAN。它可用于改善任何无线电通 

范是在以前标准的基础上制定的,旨 

运的是,这个问题在草案n规范里被完 

信。事实上,分集已用在一些现有的 

在保证和目前在用的2亿多件Wi—Fi设 

全解决了。 

802.1 1a、802.1 1b和802.1 1g硬件里,用 

备兼容。草案n接人点将用5GHz频带 

草案n规范改善混合模式性能的一 

于选择两个天线中最好的。 

和802.1 1a设备通信,用2.4GHz频带和 

个最重要的功能是汇聚(aggregation)。 

提高吞吐率和数据传输率 

802.1 lb、802.1 1g硬件通信。除了设备 

发送数据的客户端不是发送单个数据 

802.11n草案的另一个可选模式是 之间的基本互操作性外,802.1 1n还为 

帧,而是把几个数据帧捆绑在一起。因 

把WLAN信道带宽从20MHz加倍到 混合模式提供了高于802.11g所提供的 

此,汇聚通过提高发送数据的时间百分 

40MHz,从而有效地把数据传输率提 

高一倍。这里需要权衡的主要是供其 

表2主要IEEE 802.11规范 

他设备使用的信道会减少。2.4GHz频 

802.11a 802.11b 802.11g 802.11n 

带有足够的空间容纳三个不重叠的 

标准批准时间 1999午7月 1999年7月 2003年6月 尚未批准 

20MHz信道。不用说,40MHz信道没 

最大数据传输率 54Mbps 11MbpS 54Mbps 600Mbps 

有为在同样频带加入网络或发送信启、 

调制技术 0FDM DSSS或CCK DSSS或CCK DSSS或CCK 

或OFDM 或OFDM 

的其他设备留出多少空间。这意味着 

射频频带 5GHZ 2.4GHz 2.4GHz 2.4GHz或5GHz 

智能动态管理非常重要,为了保证 

空间流数量 1 1 1 1、2、3或4 

40MHz信道选项能改善整个WLAN性 

信道宽度 20MHz 20MHz 20MHz 20MHz或40MHz 

、II,1『I,、II,.ecnchina.com 2006.1 0・ 

刁]II 

I广 

- 

维普资讯

比而改善效率,如图1所示。 

网络应用进入家庭,越来越多的消费 

接的应用。成千上万的消费者通过拷 

11n不仅是对现有网 

贝CD唱片和在互联网上购买数字录 

草案n设备和802.1lg、802.1la硬 

者最终会认为802.

 

件共存要容易得多,因为它们都采用 

络的增强,而且是必不可少的。

音,在他们的个人电脑里建立了数字 

OFDM。虽然如此,规范仍有一些功能 

由于多数互联网连接速度低于 

音乐库。此外,越来越多的流式音乐是 

 

用于提高纯OFDM网络的效率。精简帧 

5Mbps,所以只是通过WLAN上网的消 

从互联网上直接下载的。

间间隔(RIFS)就是这样一个功能,可 

费者不会不满意现有网络,至少是在 

缩短数据传输间的延迟。 

短距离使用时。不过,即使这类消费者 

一 

为获得优良性能,草案n规范规定 

也会对升级到草案n WLAN硬件所带 

了一个叫绿场(greenfield)模式的模式, 

来的覆盖范围和可靠性提高感到惊喜。 

在这个模式,网络可被设置成忽略所 

些推动802.11n需求的当前和新兴应 

有的早期标准。在802.1 In最终草案里 

用包括IP电话(VoIP)、流式视频与音 

绿场模式是成为强制功能还是可选功 

乐、游戏和网络附加存储等。 

I卫 

 

●广 

能目前还不明朗,但是很可能会成为 

VoIP正在快速发展,消费者和企 

可选功能。 

业都清楚:用互联网代替传统电话业 

在现实中,一段时间内,用电池供 务可以在打长途时省钱。一个日益流 

电的WLAN硬件仍将继续以802.1 lg甚 行的拨打互联网电话的方式是用VoIP 

至802.1lb为基础。不过,草案n规范 

电话,这是用电池供电的话机,一般靠 

尽管加入了改善的效率,也难以消除 

内置的802,11b或802.11g连接互联网。 

802.1 lb的所有障碍。这意味着期待优 

虽然电话通信需要可靠的网络连接, 

良网络性能的消费者可能要考虑更新 

但是并不需要高带宽。802.11 b和 

他们网络中的802.1 lb WLAN硬件。 

802.11g的功耗都低于MIMO模式的 

802.11n,而单流802、11n也许会在VoIP 

消费类应用需要802.1 1n 

电话中流行。今天,VoIP电话可从草案 

因为802.1In承诺更高的带宽、更 n接入点增强的覆盖范围和可靠性中获 

大的覆盖范围和更好的可靠性,所以 

益。和IP电话的情况一样,流式音乐也 

适合多种网络配置。而且随着新兴的 

是一个能够进入家庭的需要高可靠连 

2006.1 0日C www.ecnchina.com 

随着数字音乐收藏的增多,越来 

越多的消费者发现他们希望能通过起 

居室的立体声音响或其他房间的音乐 

播放器来听音乐。虽然更高带宽并非 

绝对必要,但是草案n提供的更大覆盖 

范围和更高的可靠性可能比上一代 

WLAN硬件更适合流式音乐。 

游戏是一个日益用到家庭WLAN 

的应用,无论用户是用电脑或便携式 

游戏机无线连接互联网,还是用 

WLAN网络和家人打游戏。 

个需要802.1 In所能提供的一切 

高数据传输率、覆盖范围和可靠 

性——的发展中的应用是网络附加存 

储(NAS)。NAS作为一种经济、易用 

的数据备份替代方法受到企业欢迎。 

近来,随着用户希望保护他们越来越 

多的数字相册不致因硬盘损坏而丢失, 

以及随着整套NAS备份系统售价下降 

到远远低于1000美元,NAS正在进入 

小型办公室甚至一些家庭。NAS令人 

兴奋的新应用正在出现,比如需要可 

靠的高带宽连接的视频存储中心,可 

向家里的电视、电脑流播预先录制的 

电视节目 音乐视频和整部故事片。 

为了方便出门时观看,需要把个 

人录像机预先录制的电视节目等大文 

件拷贝到笔记本电脑或便携式媒体播 

放机中,而通过较早的WLAN做这件 

事需要提早准备和耐心。图2比较了拷 

贝30分钟视频文件需要的时间。在最 

高数据传输率,用802.1 lb拷贝文件需 

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要42分钟,用双天线草案n客户端只需 

要不到一分钟。 

不同设备在如何实现草案n的功 

能方面也有差异。例如,在为网络上的 

博通公司对于草案n的支持 

博通公司的Intensi—i系列WLAN f

1 In草案标准。而且尽 

从草案n标准承诺的更高原始数 

某个需要和其他用户通信的客户端平 

芯片组符合802.

 

据传输率中获益最多的可能是企业。 

衡高带宽通信需求上,一些支持 

管草案n标准目前看来相当稳定,

ntensi—i的可编程程度仍非常高,这意 f

白领员工逐渐习惯了办公室有WLAN 40MHz信道化的草案n硬件要比另一 

的好处。他们可以把笔记本电脑带到 

会议室、同事的办公桌甚至休息区,同 

时仍可访问电子邮件、即时消息、互联 

网和企业数据。 

但是一些日常应用,比如从集团 

服务器拷贝大文件、访问企业数据库 

和系统备份,如果通过54Mbps WLAN 

来做,可能会慢得令人心焦。对于这种 

大流量应用,许多平常不受网线羁绊 

的员工也不得不把他们的电脑固定到 

以太网线,以100Mbps甚至1Gbps的速 

度连接网络。有了草案n硬件,用户就 

能集合两者的优点:有线以太网的速 

度和WLAN的移动性。 

建议 

今天,几乎所有的企业都能从更 

高带宽的WLAN获益。不过,预计许 

多大企业可能要等到802.1 In被批准后 

才会大规模部署这个新标准。准备部 

署的企业以及渴望更高数据传输率、 

覆盖范围和可靠性的消费者和小企业 

应该谨慎购买。并不是所有支持 

MIMO、分集及其他类似802.1In功能 

的WLAN硬件都能号称符合这个新标 

准。购买者应该寻找标明“符合IEEE 

802.1In草案标准”的产品。 

应用者还应记住:草案n规范有大 

量的可选功能。其中许多功能,比如信 

道化和绿场模式,是为提高原始数据 

传输率设计的,需要链路两端都支持 

该功能才可用。 

些硬件好。 

对计划提升家庭WLAN的数据传 

输率和覆盖范围的消费者来说,一个 

好策略是从草案n路由器入手,在预算 

允许范围内购买支持最多空间流和可 

选功能的产品。购买个人录像机和备 

份存储设备等高带宽文件共享专用设 

备也遵循类似的策略。 

对于不需要高数据传输率的固定 

客户端,例如流播数字家庭音乐库或 

互联网上的内容的音乐播放器,草案n 

可能有助于改善覆盖范围和可靠性。 

为用电池供电的设备选择适当的 

草案n替代产品可能是购物清单上最棘 

手的项目,功耗成为和数据传输率 覆 

盖范围和成本一样需要考虑的重要事 

项。举例来说,VoIP电话是低带宽设 

备,虽然在覆盖范围和可靠性不好的 

环境也能受益于MIMO技术,但是要以 

电池寿命为代价。 

笔记本电脑在进行文件传输和数 

据备份时也可能受益于MIMO、信道化 

和绿场模式等高性能功能。请记住,通 

过信道化和MIMO省电模式——即只 

在需要时才支持多空间流——某些情 

况下性能功能也能达到省电目的,因 

为笔记本电脑在WLAN上处于工作状 

态的时间比较短。 

图3示出选择草案n WLAN硬件时 

需要考虑的一些因素。 

味着它能适应规范无法预料和预料不 

到的改变。凭借博通公司设计的信号 

处理技术,Intensi—if芯片组具有主动分 

集(Active Dive ̄ity)功能,使双天线 

设备之间的网络连接有更高的性能、 

覆盖范围和可靠性,而且没有因第三 

个天线引起的成本和功耗。 

Intensi—if无线电通信的保真度首屈 

指,这意味着它可以在较远的距离 

和较不利的条件下保持较高的数据传 

输率。对于可选的40MHz信道模式, 

Intensi—if芯片组能在性能和WLAN上 

的其它成员的需要之间提供良好的平 

衡。Intensi—if的“好邻居”信道化方式 

包括频繁扫描其他网络流量,以及在 

其他客户端要求通信时迅速返回全 

20MHz信道的机制。 

Intensi—if芯片组支持保障WLAN 

安全的最新标准,包括WPA2和CCX 

第4版。此外,I n t e n s i—fi支持 

SecureEasySemp--键安全设置,使架设 

安全WLAN更容易。Intensi—if支持125 

High Speed Mode高速模式(又叫 

SpeedBooster),这是博通公司的54g 

802.1 1 g系列芯片组的专有高速模式; 

还支持改善wi—Fi设备扩大覆盖能力的 

BroadRange信号处理技术。如果网络中 

所有WLAN设备都采用Intensi—if或54g 

芯片组,就能启用125高速模式。另一 

方面,BroadRange能改善802.1 lg模式 

的网络性能,无论网络中的其他设备 

采用什么芯片组。■ 

wvvw.ecnchina.com 2006.1 0・ 

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