從802.11n規范在2009年被正式批準以后,人們對這項技術的報道隨之減少,802.11n悄然退居幕后,幫助無線局域網由一種純數據網絡迅速變成為成熟的網絡平臺。不過,802.11n仍在完善中——不是指規范本身,而是能夠利用該規范的設備。總的來說,技術只到現在才開始跟上802.11n所展示的部分功能,而設備則好多年后才擁有802.11n所能提供的最大功能。不妨看一下802.11n的幾項關鍵的技術進步,并看看目前這些技術的應用現狀如何。
關鍵技術1:
多輸入多輸出
MIMO(多輸入多輸出)可能是人們會最先想到的802.11n中的一項新功能,也是最受關注、談論最多的技術。MIMO使用復雜的無線電頻率(RF)技術,允許多個數據流通過同一個信道來傳輸,所用帶寬與802.11a/b/g中用于傳輸單個數據流的帶寬一樣。
兩個數據流傳輸兩倍的數據,三個數據流傳輸三倍的數據。這也是為什么802.11n 的AP比老的a/b/g AP有更多天線,因為每個數據流至少需要一根天線,但要牢記不是每根天線都必須用于傳輸數據,所以數據流的最大數量受制于、但未必等同于AP上的天線數量。這是技術剛剛趕上理論的一個方面。802.11n規范允許最多傳輸四個數據流,而現有的設備大多數只能利用兩個數據流,不過可以使用三個數據流的設備終于要上市了,使用四個數據流的AP還很少見。
想充分利用增加的數據傳輸能力,無線客戶機必須還能在數據流數量與接入點相同的情況下工作,無線客戶機適配器比接入點滯后一點,使得想從商業渠道獲得能傳輸三個數據流的無線適配器仍有點難度。
關鍵技術2:信道綁定
信道綁定(channel bonding)的目的也是提高吞吐量,它把兩個現有的802.11信道綁定起來形成一個信道,帶寬因而提高了一倍。帶寬提高一倍實際上相當于吞吐量提高了一倍,所以這是802.11n的另一個重要功能。
在5GHz頻段,綁定起來的信道是相鄰信道。而在信道挨得更近的2.4GHz頻段,綁定信道隔了好幾個信道,所以2.4GHz波段使用信道綁定時,可用2.4GHz頻譜中相當一部分來服務于那個綁定信道。
雖然信道綁定在這兩個頻率范圍內很有效,但有時不建議在2.4GHz頻段中使用,因為要占用大量的現有頻譜,還會干擾鄰近的802.11b /g基礎設施。為了安全起見,信道綁定留給5GHz信道使用。
關鍵技術3:塊確認
塊確認(block acknowledgement)是一種成熟可靠的有線網絡技術。塊確認讓更多的數據在接收方確認數據已收到之前發送。這降低了協議開銷,實際上提高了數據吞吐量。雖然增加吞吐量的效果不如使用MIMO或信道綁定明顯,但使用塊確認獲得的效率肯定值得一提。塊確認已經廣泛應用于交付的具有802.11n功能的硬件。
關鍵技術4:聚合
聚合(aggregation)將數據組裝成更高效的數據包,以便在網上傳輸。這種高效表現為幾種形式:對于很小的數據,802.11n把原先使用多個數據包來傳輸的數據組合到一個數據包;對于超過最大允許數據包的龐大數據集,802.11n則將數據分解成多個數據包,但把數據包流當作一個數據包來對待,然后使用塊確認功能。雖然這些方法大不一樣,但最終結果一樣:降低協議開銷,提高數據吞吐量。
應該說,聚合是一項復雜的802.11n技術,但用戶沒必要為之操心。要不要使用聚合、需要哪種方法由硬件本身來確定,對最終用戶來說是透明的。聚合功能出現在交付的802.11n硬件中有一段時日了,但不是每家硬件廠商同時支持這兩種聚合技術。不過這種情況在改變,大多數新硬件現在同時支持這兩種聚合方法。
關鍵技術5:
短保護間隔
保護間隔(short guard interval)是數據傳輸中插入的一個時間段,旨在防止傳輸的數據有重疊。雖然這個間隔很有必要,但浪費了時間,也就浪費了帶寬。為了提高效率,802.11n可以縮短保護間隔,比如將間隔時間縮短了一半,因而有了“短”保護間隔。
這一辦法可以使整體性能最多提升11%。但要牢記:只有802.11n接入點與802.11n客戶機進行聯系時,才能使用短保護間隔。如果無線網絡上同時有802.11n和非802.11n無線客戶機,短保護間隔提升性能的效果就要打折,因為所有非802.11n客戶機將使用“長”保護間隔。越來越多的商用硬件支持這項功能。
關鍵技術6:波束成形
波束成形(beam forming)大概是802.11n采用的最復雜的新技術。最簡單的波束成形允許傳輸端設備(無論接入點還是無線客戶機)可以改變來自天線的傳輸模式,以便將數據“引向”接收方。它要求接入點和客戶機先“了解”對方在哪里,之后才可使用波束成形;如果客戶機在不斷移動(畢竟,移動性是802.11n的特征之一),那么波束成形會變得沒多大用處。
由于802.11n很復雜,大多數硬件尚未充分利用802.11n規范的這項技術。但這種情況正在改變,一些企業級系統開始添加波束成形這項功能。
如今,雖然802.11n規范已正式得到批準,但它仍是一項不斷發展的技術。比如,其最大理論吞吐量會從54Mbps增加到600Mbps,但我們不能一夜之間就實現這種飛躍。如今,速率能夠達到300Mbps的無線局域網系統很普遍,支持450Mbps的一些系統也開始上市,達到600Mbps的速率需要更長一點的時間,到那時,目前正在開發中的較新規范會大幅提升無線局域網的能力。
雖然802.11n規范已正式得到批準,但其技術還在不斷發展,而廠商要完全消化并全面支持這一規范也需要時間。