给力的网络,有道的性能给力的网络,有道的性能——802.11n与与WLAN
给力的网络,有道的性能——802.11n与WLAN,在WLAN网络广泛应用的同时,802.11技术也没有停止发展的脚
步,2009年802.11n协议正式
在
一、物理速率的提升一、物理速率的提升
从宏观角度,802.11协议可以分为两个主要部分:链路层业务和物理层传输。链路层业务主要制定了WLAN链路协商的规则,
以及针对WLAN接入服务而设计的系列功能,例如报文重传和确认、重复报文检测、密钥协商、加密保护、漫游等等。而物理
层传输则实现WLAN设备之间的能够完成信号的发送和接收,并致力于不断提高数据传输的物理速率。
802.11协议族所逐步实现的物理速率:
· 1999年,802.11的基础协议完成了WLAN的基本架构定义,并定义了两种调制模式和速率,为WLAN提供了1Mbps和2Mbps
的物理接入速率;
· 1999年,802.11b协议直接致力于物理速率的提升,在802.11的基础上提出了“High Rate”的概念,通过调试模式CCK,将
WLAN的最大物理接入速率从2Mbps直接提升到11Mbps;
· 1999年,802.11a的问世一方面跳出了原来2.4GHz频段的限制为WLAN应用争取了更多的空间媒介资源(5GHz的三段频
点,可以提供多达13个不重叠的工作信道),另外一方面则通过OFDM调制模式又一次将物理速率提升到了54Mbps。如果单
单从数据的传输速率角度,该物理速率已经是一个骄人的成绩,在当时一定程度上可以和以太网网络进行比较和抗衡;
· 2003年,OFDM调制模式引入到2.4GHz推出了802.11g协议,该协议在802.11b的基础上扩充支持了OFDM调制模式,使得
WLAN在2.4GHz上也能够实现54Mbps的物理传输速率。802.11g并没有为WLAN协议的物理速率的提升,而只是对于已有技
术的扩展应用;
· 2009年,长达10年的沉默后802.11n协议的推出重新对WLAN物理速率进行了一次洗牌,从调制模式开始、引入了MIMO技
术、实现了2个信道的捆绑使用,甚至对信号间隔调整,将WLAN的物理传输速率推到了300Mbps,特别在3条流的基础上可
以达到450Mbps的物理速率。
通过图1可以看出,802.11n时代实现了WLAN的高速无线接入,从物理速率上已经超出了其他无线网络,为WLAN无线网络的
广泛应用带来了无限的前景和希望,为WLAN的长远发展奠定了坚实的基础。
图1 802.11的速率增长示意
到底哪些技术促成了此次802.11物理传输速率质的飞跃?
首先,通过调制方式的变化,将基本的物理速率从802.11a和802.11g的最高54Mbps提高到了65Mbps,该速率也是单条流
20Mhz频宽默认情况下的最大物理速率。
其次,802.11n提出了MIMO技术,通过多条流同时发送数据,实现了相同时间内发送成倍的数据,最终将802.11n的物理传输
速率成倍的提升。例如,在20Mhz频宽采用800ns GI条件下,两条流发送可以将物理速率从65Mbps提升到130Mbps,三条流
可以将物理速率从65Mbps提升到195Mbps(如表1所示);
再次,传统802.11a/g使用的频宽为20MHz,而802.11n协议可以支持将相邻两个频宽绑定为40MHz来一起使用。就是40MHz
绑定技术有效地提高所用频谱的宽度,将原来的52个有效子载波扩展到了108个,将802.11的物理速率提升了2.077倍左右。
例如,在一条流800ns GI条件下,信道捆绑可以将物理速率从65Mbps提升到135Mbps(如表1所示);
最后,通过深层里的挖掘,可以将物理发送信号之间的GI从800ns调整到400ns,802.11n又为物理速率找到了大约1.11倍的
提升。
表1给出了802.11n常见的物理速率(指定条件下系统提供的最高物理速率),并给出几个基本物理速率详细描述和解释: