Wi-Fi 802.11n仍在完善中

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  从802.11n规范在2009年被正式批准以后,人们对这项技术的报道随之减少,802.11n悄然退居幕后,帮助无线局域网由一种纯数据网络迅速变成为成熟的网络平台。不过,802.11n仍在完善中——不是指规范本身,而是能够利用该规范的设备。总的来说,技术只到现在才开始跟上802.11n所展示的部分功能,而设备则好多年后才拥有802.11n所能提供的最大功能。不妨看一下802.11n的几项关键的技术进步,并看看目前这些技术的应用现状如何。
  
  关键技术1:
  多输入多输出
  MIMO(多输入多输出)可能是人们会最先想到的802.11n中的一项新功能,也是最受关注、谈论最多的技术。MIMO使用复杂的无线电频率(RF)技术,允许多个数据流通过同一个信道来传输,所用带宽与802.11a/b/g中用于传输单个数据流的带宽一样。
  两个数据流传输两倍的数据,三个数据流传输三倍的数据。这也是为什么802.11n 的AP比老的a/b/g AP有更多天线,因为每个数据流至少需要一根天线,但要牢记不是每根天线都必须用于传输数据,所以数据流的最大数量受制于、但未必等同于AP上的天线数量。这是技术刚刚赶上理论的一个方面。802.11n规范允许最多传输四个数据流,而现有的设备大多数只能利用两个数据流,不过可以使用三个数据流的设备终于要上市了,使用四个数据流的AP还很少见。
  想充分利用增加的数据传输能力,无线客户机必须还能在数据流数量与接入点相同的情况下工作,无线客户机适配器比接入点滞后一点,使得想从商业渠道获得能传输三个数据流的无线适配器仍有点难度。
  
  关键技术2:信道绑定
  信道绑定(channel bonding)的目的也是提高吞吐量,它把两个现有的802.11信道绑定起来形成一个信道,带宽因而提高了一倍。带宽提高一倍实际上相当于吞吐量提高了一倍,所以这是802.11n的另一个重要功能。
  在5GHz频段,绑定起来的信道是相邻信道。而在信道挨得更近的2.4GHz频段,绑定信道隔了好几个信道,所以2.4GHz波段使用信道绑定时,可用2.4GHz频谱中相当一部分来服务于那个绑定信道。
  虽然信道绑定在这两个频率范围内很有效,但有时不建议在2.4GHz频段中使用,因为要占用大量的现有频谱,还会干扰邻近的802.11b /g基础设施。为了安全起见,信道绑定留给5GHz信道使用。
  
  关键技术3:块确认
  块确认(block acknowledgement)是一种成熟可靠的有线网络技术。块确认让更多的数据在接收方确认数据已收到之前发送。这降低了协议开销,实际上提高了数据吞吐量。虽然增加吞吐量的效果不如使用MIMO或信道绑定明显,但使用块确认获得的效率肯定值得一提。块确认已经广泛应用于交付的具有802.11n功能的硬件。
  
  关键技术4:聚合
  聚合(aggregation)将数据组装成更高效的数据包,以便在网上传输。这种高效表现为几种形式:对于很小的数据,802.11n把原先使用多个数据包来传输的数据组合到一个数据包;对于超过最大允许数据包的庞大数据集,802.11n则将数据分解成多个数据包,但把数据包流当作一个数据包来对待,然后使用块确认功能。虽然这些方法大不一样,但最终结果一样:降低协议开销,提高数据吞吐量。
  应该说,聚合是一项复杂的802.11n技术,但用户没必要为之操心。要不要使用聚合、需要哪种方法由硬件本身来确定,对最终用户来说是透明的。聚合功能出现在交付的802.11n硬件中有一段时日了,但不是每家硬件厂商同时支持这两种聚合技术。不过这种情况在改变,大多数新硬件现在同时支持这两种聚合方法。
  
  关键技术5:
  短保护间隔
  保护间隔(short guard interval)是数据传输中插入的一个时间段,旨在防止传输的数据有重叠。虽然这个间隔很有必要,但浪费了时间,也就浪费了带宽。为了提高效率,802.11n可以缩短保护间隔,比如将间隔时间缩短了一半,因而有了“短”保护间隔。
  这一办法可以使整体性能最多提升11%。但要牢记:只有802.11n接入点与802.11n客户机进行联系时,才能使用短保护间隔。如果无线网络上同时有802.11n和非802.11n无线客户机,短保护间隔提升性能的效果就要打折,因为所有非802.11n客户机将使用“长”保护间隔。越来越多的商用硬件支持这项功能。
  
  关键技术6:波束成形
  波束成形(beam forming)大概是802.11n采用的最复杂的新技术。最简单的波束成形允许传输端设备(无论接入点还是无线客户机)可以改变来自天线的传输模式,以便将数据“引向”接收方。它要求接入点和客户机先“了解”对方在哪里,之后才可使用波束成形;如果客户机在不断移动(毕竟,移动性是802.11n的特征之一),那么波束成形会变得没多大用处。
  由于802.11n很复杂,大多数硬件尚未充分利用802.11n规范的这项技术。但这种情况正在改变,一些企业级系统开始添加波束成形这项功能。
  如今,虽然802.11n规范已正式得到批准,但它仍是一项不断发展的技术。比如,其最大理论吞吐量会从54Mbps增加到600Mbps,但我们不能一夜之间就实现这种飞跃。如今,速率能够达到300Mbps的无线局域网系统很普遍,支持450Mbps的一些系统也开始上市,达到600Mbps的速率需要更长一点的时间,到那时,目前正在开发中的较新规范会大幅提升无线局域网的能力。
  虽然802.11n规范已正式得到批准,但其技术还在不断发展,而厂商要完全消化并全面支持这一规范也需要时间。
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