4. 802.11g

    1997年802.11标准的制定是无线局域网发展的里程碑，它是由大量的局域网以及计算机专家审定通过的标准。802.11标准定义了单一的MAC层和多样的物理层，其物理层标准主要有802.11b、a和g。

　　

　　1999年9月IEEE802.11又制定了a和b标准制，扩展了原先的802.11规范。802.11b工作在2.4GHz的频段上，采用了补码键控（CCK）调制技术和直序列调频（DSSS）技术，通过使用新的调制技术，数据速率增至为5.5Mbps和11Mbps。802.11a工作5GHz频段上，使用OFDM调制技术可支持54Mbps的传输速率。802.11a与802.11b两个标准都存在着各自的优缺点，802.11b的优势在于价格低廉，但速率较低（最高11Mbps）；而802.11a优势在于传输速率快（最高54Mbps）且受干扰少，但价格相对较高。另外，802.11a与802.11b工作在不同的频段上，不能工作在同一接入点（AP）的网络里，因此802.11a与802.11b互不兼容。

　　

　　为了解决上述问题，为了进一步推动无线局域网的发展，IEEE802.11工作组开始定义新的物理层标准802.11g。802.11g草案与以前的802.11协议标准相比有以下两个特点：其在2.4GHz频段使用正交频分复用（OFDM）调制技术，使数据传输速率提高到20Mbps以上；IEEE802.11g标准能够与802.11b的Wi-Fi系统互相连通，共存在同一AP的网络里，保障了后向兼容性。这样原有的WLAN系统可以平滑的向高速无线局域网过渡，延长了IEEE802.11b产品的使用寿命，降低用户的投资。2003年7月，美国电气电子工程师协会（IEEE）标准化委员会正式批准了“IEEE802..11g”无线LAN规格,通过了第三种调变标准。其载波的频率为2.4GHz(跟802.11b相同)，原始传送速度为54Mbit/s，净传输速度约为24.7Mbit/s(跟802.11a相同)。

 

   

802.11g的设备与802.11b兼容。IEEE802.11g为IEEE802.11规格的修订版。目前已经普及的IEEE802.11b规格的通信速度最大为11Mbps，而IEEE802.11g则提高到了54Mbps。这两种规格使用同样的频带和载波。由于IEEE802.11g设备能够把通信速度降低到与IEEE802.11b相同的 11Mbps，因此即便在同一网络中存在支持不同规格的设备，它们之间也能够正常通信。

 

802.11g标准结合了802.11b和802.11a两种标准的优点，克服了它们的局限性。从802.11b过渡到802.11g，只不过是一次升级行为.它工作在2.4GHz免执照的ISM频带。可以比工作在5GHz的802.11a能传输更远的距离，覆盖更大的区域，同时，采用正交频分复用（OFDM）的独特的扩频技术，物理层速率可以达到54Mbps，传输层可以达到25Mbps，传输速率比802.11B要快5倍左右。802.11g采用了与11b不同的OFDM（正交频分复用）调制方式。

 

基于OFDM技术的数据传输

随着无线局域网技术的应用日渐广泛，用户对数据传输速率的要求越来越高。但是在室内，这个较为复杂的电磁环境中，多经效应、频率选择性衰落和其他干扰源的存在使实现无线信道中的高速数据传输比有线信道中困难，IEEE802.11g标准采用OFDM调制技术实现了高速数据传输。

　　

　　OFDM技术其实是MCM(Multi-Carrier Modulation，多载波调制)的一种，其主要思想是：将信道分成许多正交子信道，在每个子信道上进行窄带调制和传输，这样减少了子信道之间的相互干扰。每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽，因此每个子信道上的频率选择性衰落是平坦的，大大消除了符号间干扰。

　　

　　由于在OFDM系统中各个子信道的载波相互正交，它们的频谱是相互重叠的，这样不但减小了子载波间的相互干扰，同时又提高了频谱利用率。在各个子信道中的这种正交调制和解调可以采用IFFT和FFT方法来实现，随着大规模集成电路技术与DSP技术的发展，IFFT和FFT都是非常容易实现的。快速傅里叶变换（FFT）的引入，大大降低了OFDM的实现复杂性，提升了系统的性能。

　　

　　无线数据业务一般都存在非对称性，即下行链路中传输的数据量要远远大于上行链路中的数据传输量。因此无论从用户高速数据传输业务的需求，还是从无线通信自身来考虑，都希望物理层支持非对称高速数据传输，而OFDM容易通过使用不同数量的子信道来实现上行和下行链路中不同的传输速率。

　　

　　由于无线信道存在频率选择性，所有的子信道不会同时处于比较深的衰落情况中，因此可以通过动态比特分配以及动态子信道分配的方法，充分利用信噪比高的子信道，提升系统性能。由于窄带干扰只能影响一小部分子载波，因此OFDM系统在某种程度上抵抗这种干扰。

　　

　　OFDM技术有非常广阔的发展前景，已成为第四带移动通信的核心技术。IEEE802.11a/g标准为了支持高速数据传输都采用了OFDM调制技术。目前，OFDM结合时空编码、分集、干扰（包括符号间干扰ISI和邻道干扰ICI）抑制以及智能天线技术，最大程度的提高物理层的可靠性。如再结合自适应调制、自适应编码以及动态子载波分配、动态比特分配算法等技术，可以使其性能进一步优化。

　　

IEEE802.11g标准组帧方式

　　从网络逻辑结构上来看，802.11只定义了物理层及介质访问控制(MAC)子层。MAC层提供对共享无线介质的竞争使用和无竞争使用，具有无线介质访问、网络连接、数据验证和保密等功能。

 

虽然802.11a较适用于企业，但WLAN运营商为了兼顾现有802.11b设备投资，选用802.11g的可能性极大。据IEEE表示，旨在检测无线LAN产品兼容性的业界团体-- Wi-Fi联盟已经发表声明，欢迎IEEE802.11g规格正式获得批准。“由于该规格已获批准，因此本联盟不久即将发表支持该规格的首款产品‘Wi-Fi CERTIFIED 802.11g（Wi-Fi认证 802.11g）’”（Wi-Fi联盟执行理事Frank Hanzlik）。

 

    美国德州仪器宣布，已开始提供同时支持 IEEE802.11g、IEEE802.11b、IEEE802.11b+和IEEE802.11a的LSI“TNETW1130”。“美国SMC 网络、美国U.S.Robotics、美国NETGEAR、韩国三星电子和英国Sitecom UK将采用本公司生产的 LSI，并将发表支持IEEE802.11g和多模式Wi-Fi规格的产品”

 

 

　

5. 802.11g+

虽然802.11n还只是属于草案阶段，但市场存在的问题都在慢慢解决，成为wi-fi市场的主流已毋庸置疑。随着802.11n的逐渐成熟，802.11g会渐渐淡出，其从技术推广、普及，再到成为主流，802.11g看上去波澜不惊，但与802.11b相比，却始终未占据市场主导地位，缘何为此？标准一再跳票，各厂商却在一步步大胆跟进，企业由于对基于草案的产品价格昂贵，以及标准确定后，如何对草案产品升级换代等原因的顾虑，企业对草案产品仍保持观望态度。因此802.11g+标准无线路由是当前企业的最佳选择。

    802.11g增强型标准一般被称为802.11g+,802.11g+是802.11g的重要补充,也是802.11g到802.11n的一个过度标准. 802.11g+的技术在IEEE802.11g的基础上提供108Mbits的传输速率,跟802.11b+一样.同时,与IEEE802.11b+一样,802.11g+标准并不是IEEE官方标准，事实上它包括了四个非官方标准：Atheros的Super G技术、Broadcom的Afterburner技术、T1的802.11g+增强型技术和实际没有广泛应用的Conexant的Nitro XM技术。

 

这些无线网络速度提升方式无外乎是快速帧(Fast Frames)，包突发(Packet Bursting)，或者是Frame Burst(帧突发)这些技术，他们都能提供108M乃至超过108M的速度。

 

Atheros的Super G技术

    Atheros Super G技术，是一种108Mbps的无线技术，它通过多个增强性能的特性来提供高的速率，包括无线RF技术和双频捆绑(捆绑了两个Channel/信道，并将其锁定在Channel 6，相当于占用了两个互不重叠的标准频道，因此可达到速度倍增的效果)。在动态的108M模式下，能同时连接混合环境当中的802.11b/g和Super G 108Mbps设备。NETGEAR、TP-Link和D-Link等品牌是此项技术的主要推广者。

 

Broadcom的Afterburner技术

Broadcom的125Mbps Afterburner技术采用新的帧突发技术(frame burst)把数据包结合在一起，延长了对无线电波的控制时间，并且减小了来自其他设备的干扰。

Afterburner技术速度快，但在差的环境下更容易受干扰，造成性能稳定性下降，而且须配套专用网卡采用单信道传输，既提升性能，又可以避免干扰，对网卡没有特殊要求华硕、Buffalo和Linksys的产品多采用此技术。

 

T1的802.11g+增强型技术

    802.11g+ 技术的最高连接速率同样为125Mbps,比较有代表性的此类产品如DLINK的624+产品。

 

Conexant的Nitro XM技术

    Conexant Nitro XM技术则是建立在Nitro的Packet Bursting机制的基础上的，在802.11加入了数据压缩和DirectLink技术，传输速率为140Mbps。金浪的无线产品采用了此技术。

 

几种802.11g+技术的共同之处是都采用了同样的Packet bursting和压缩技术来减少WLAN的开销，提升传送速率，不同之处是Super G采用了频道捆绑而Nitro XM采用DirectLink技术等等。

 

　　如果使用与之配套的无线网卡，标准的802.11g产品一般具备20Mbps左右的数据吞吐率，而上面几种标准的802.11g增强型无线路由器可以提供25-30Mbps左右的数据吞吐率，而Super G产品则能达到40Mbps的数据传输率，所以单纯从性能上来看，使用Atheros Super G技术的无线路由器/网卡占据绝对优势，值得优选。

 

　　但几种802.11g+技术都有其固有的缺点，比如Super G容易被干扰或干扰到附近同频道无线设备的应用，Nitro XM的缺点也是显而易见的，其对距离要求较强对无线路由器的CPU的性能要求较高等等。还有就是基于这些技术的产品统称为802.11g+产品，但实际上Super G产品和Afterburner产品相互间只能在802.11g/b标准下兼容，而在不同的802.11g+标准中它们是互不兼容的。

 

　　所以，在选择802.11g+产品时，不要光看标称速度哪个更快一些(实际传输速度不一定更快)，价格和市场普及度都是要考虑的因素(不过在几种802.11g+标准中Super G的产品仍是最快的，强调速度的用户可优选此类产品)。

 

 

6. 802.11n

IEEE 802.11n，2004年1月IEEE宣布组成一个新的单位来发展新的802.11标准。资料传输速度估计将达540Mbit/s(需要在物理层产生更高速度的传输率)，此项新标准应该要比802.11b快上50倍，而比802.11g快上10倍左右。802.11n也将会比目前的无线网络传送到更远的距离。

   

    2007年1月14日-19日，802.11工作组在英国伦敦举行了第101次会议，迅速通过了修改后的802.11n草案1.10版本。

 

在802.11n标准中存在两个相互竞争的提议:

WWiSE (World-Wide Spectrum Efficiency) 以Broadcom为首的一些厂商支持。

TGn Sync 由Intel与Philips所支持。

802.11n，导入多重输入输出 (MIMO) 技术，基本上是802.11a的延伸版。. MIMO 使用多个发射和接收天线来允许更高的资料传输率。MIMO并使用了Alamouti coding coding schemes 来增加传输范围。

 

    IEEE802.11n标准的两大技术阵营的争斗充分凸现了802.11n在将来无线世界的举足轻重，而且随着WLAN技术的发展，传统通信厂商面对着IT技术向通信领域渗透无法无动于衷，所以也加入到WLAN标准化制定工作中争夺话语权，这更加让人们清晰地看到802.11n的美好未来。

 

　　更可喜的是，802.11n工作组已经向前发展并采纳了一个由扩展无线联盟（EWC）整合的组合方案，该扩展无线联盟（EWC）是由Broadcom，Intel和其他Wi-Fi供应商领导的行业组织，802.11n 1.0版草案是两方面方案的有力结合；而且现在两大阵营的技术构架已经越来越相似，相信此次802.11n草案1.10版的顺利破晓，两大阵营之间的不计前嫌、和平停战是功不可没的。

 

    新兴的802.11n在高吞吐量上有比较大的突破，是下一代的无线网络技术的标准，可提供支持对带宽最为敏感的应用所需的速率、范围和可靠性。802.11n 结合了多种技术，其中包括 Spatial Multiplexing MIMO（Multi-In， Multi-Out）（空间多路复用多入多出）、20和 40MHz 信道和双频带（2.4 GHz 和5 GHz），以便形成很高的速率，同时又能与以前的 IEEE 802.11b/g 设备兼容。

 

　　其中，MIMO（多入多出）或MTMRA（多发多收天线）技术是无线移动通信领域智能天线技术的重大突破，该技术能在不增加带宽的情况下成倍地提高通信系统的容量和频谱利用率，是新一代移动通信系统必须采用的关键技术。MIMO系统在发射端和接收端均采用多天线（或阵列天线）和多通道。传输信息流S（k）经过空时编码形成N个信息子流Ci（k），i=1，……，N。这N个子流由N个天线发射出去，经空间信道后由M个接收天线接收，多天线接收机利用先进的空时编码处理能够分开并解码这些数据子流。这样，MIMO系统可以创造多个并行空间信道，解决了带宽共享的问题。802.11n天线数量可以支持到3×3，比802.11g的3增加了3倍。

 

    而802.11n可以实现高达320Mbps甚至500Mbps速率有赖于MIMO技术支撑的同时，更少不了OFDM技术的功劳，OFDM技术是多载波调制（Multi-CarrierModulation，MCM）的一种，它曾经效劳于802.11g标准，但相比802.11n中与MIMO技术的结合，昔日的表现自然逊色不少。该技术的核心是将信道分成许多进行窄频调制和传输正交子信道，并使每个子信道上的信号频宽小于信道的相关频宽，用以减少各个载波之间的相互干扰，同时提高频谱的利用率的技术。

   

    将MIMO与OFDM技术相结合，就产生了MIMO OFDM技术，该技术通过在OFDM传输系统中采用阵列天线实现空间分集，提高了信号质量，并增加了多径的容限，使无线网络的有效传输速率有质的提升。得益于将MIMO与OFDM技术相结合而应用的MIMO－OFDM技术，802.11n在支持2.4GHz频段和5GHz频段的基础上，使无线传输的质量和速度得到极大提升。而为了提升整个网络的吞吐量，802.11n还对802.11标准的单一MAC层协议进行了优化，改变了数据帧结构，增加了净负载所占的比重，减少管理检错所占的字节数大大提升了网络的吞吐量。

 

    　其次，为了提升整个网络的吞吐量，802.11n还对802.11标准的单一MAC层协议进行了优化，改变了数据帧结构，增加了净负载所占的比重，减少管理检错所占的字节数，使得网络的吞吐量得到大大提升。而在天线方面，智能天线技术的应用也解决了802.11n的传输覆盖范围问题，通过多组独立天线组成的天线阵列系统，动态地调整波束的方向，使得802.11n能保证用户能接收到稳定的信号，同时也能有效减少其它噪音信号的干扰，使无线网络的传输距离能够增加到几公里，移动性大大增强。

 

    　第三，在兼容性方面，802.11n通过采用软件无线电技术解决不同标准采用不同的工作频段、不同的调制方式，造成系统间难以互通，移动性差等问题。这种软件无线电技术是一个完全可编程的硬件平台，所有的应用都通过在该平台上的软件编程实现，也就是说，不同系统的基站和移动终端都可以通过这一平台的不同软件实现互通和兼容，这使得WLAN的兼容性得到极大改善。软件无线电技术将根本改变网络结构，实现无线局域网与无线广域网融合并能容纳各种标准、协议，提供更为开放的接口，最终大大增加网络的灵活性，这意味着WLAN将不但能实现802.11n向前后兼容，而且可以实现WLAN与无线广域网络的结合.

 

 

　　　802.11的飞跃

 

　　　WLAN市场的发展千变万化，从1999年IEEE正式颁布IEEE 802.11a、IEEE802.11b标准，到2004年802.11b产品成为WLAN的市场主流，经过了近5年的时间；而2006年802.11g产品成为主流，只用了不到2年的时间。由此可见，802.11n的产品替代802.11g的历时将会更短。也许可以这样认为，从802.11b过渡到802.11g，只不过是一次升级行为，而从802.11g发展到802.11n，则是一种更新换代，802.11n在802.11b和802.11g的基础上实质性的飞跃。

 

　　　难以预料的速度提升

 

　　　802.11n将WLAN的传输速率由目前802.11g提供的54Mbps提高到108Mbps，甚至高达600Mbps。在理想状况下，802.11n可使WLAN传输速率达到目前传输速率的10倍左右，拷贝需要30分钟时间的视频文件，在最高数据传输率上，用802.11b拷贝文件需要耗时42分钟，用双天线草案802.11n客户端只需要不到一分钟。

 

　　覆盖范围的扩伸

 

    802.11n采用智能天线技术，通过多组独立天线组成的天线阵列系统，动态地调整波束的方向，802.11n保证让用户接收到稳定的信号，并减少其它噪音信号的干扰，覆盖范围可扩大到好几平方公里，这使得原来需要多台802.11g设备的地方，此时只需要一台802.11n产品就可以了，这不仅方便了使用，还减少了原来多台802.11g产品互联通时可能出现的信号盲点，移动性大大增强。

 

　　　全面的兼容性

 

　　802.11n采用软件无线电技术解决了不同标准采用不同的工作频段、不同的调制方式造成系统间难以互通、移动性差的问题，这样，不但保障了与以往的802.11a、802.11b、802.11g标准的兼容，而且还可以实现与无线广域网络的结合，极大的保护了用户的投资。

 

　

      无线办公的解脱--802.11n的功劳

 

 

    一直以来，由于数据传输率低、不稳定，以及传输范围小等种种问题，以802.11g为主的无线办公环境始终未得到普及式推广。802.11n标准的出现，将会让当前比较尴尬的无线办公得到解脱。

　　

    802.11n这种“标准滞后于产品”的现象并不罕见，千兆、万兆产品的推出走的也是这种路线，这是厂商为抢占市场优势的惯用招式，厂商们之所以会不顾一切地提前拼抢市场，足见802.11n的诱人之处确实不可小觑。

 

    众多的企业如此关注802.11n无线标准，甚至在其标准未通过之前，就早早推出了草案产品。这同当前庞大的无线办公用户市场密不可分。

　　　

    据Forrester Research 去年9月数据显示，超过60%的企业已经部署了无线局域网。这些无线局域网的规模正在逐渐扩大，平均每个WLAN的接入点数量已经从2005年的75个增长到了去年9月的150个；而Dell'Oro 去年8月数据也显示，2006年第二季度集成了无线局域网的宽带CPE设备销售量比第一季度增长30%。SOHO设备在全球范围的销量普遍增长，其中在服务供应商部分，网络无线设备销量更是比第一季度增长40%。

 

    在802.11n市场发展上，In-Stat去年8月份统计，目前来自家庭和中小企业网络设备供应商如Linksys, D-Link, Netgear, Buffalo 以及 Belkin的Draft n路由器、客户端以及接入点经达到30万台。虽然In-Stat预测2006年Draft n/802.11n芯片仅占全部WLAN芯片数量的3.6%，但是2007年将达到20%。

 

    从上面的调查数据可见，当前无线办公应用已经取得了相当的发展，而正是在这样的应用场景下，802.11g无线标准的速率慢、传输范围小的问题就越突出，它对企业的无线办公的影响就越大。802.11n设备的引入，将更加迫切。

 

    而英特尔在1月24日推出新一代Wireless-N网络连接，宣布将802.11n网卡作为Santa Rosa（迅驰4）的标准组件。英特尔对802.11n的强力推动，势必会带动802.11n无线应用的快速推广。

 

　

 

 

 

二．技术比较

 

规格名称 项目	标准批准时间	运作频谱	最高传输速度	优点	缺点
802.11a	1999年7月	5 GHz	54Mbps	可同时使用多个频道以加快传输速度、电波不易受干扰	覆盖范围小、与802.11b / g 都不相容
802.11b	1999年7月	2.4GHz	11Mbps	低成本	电波易受干扰、速度较缓慢
802.11b+	______________	2.4GHz	22Mbps	安全稳定、性价比高、与802.11完全兼容
802.11g	2003年6月	2.4GHz	54Mbps	兼容802.11b	电波易受干扰
802.11g+	______________	2.4GHz	108Mbps	减少了WLAN的开销，提升传送速率	电波易受干扰
802.11n	______________	2.4GHz 5 GHz	600Mbps	传输速度更高、与802.11a/b/g完全兼容

 

 

 

结束语：:

无线网络技术的快速发展,新标准的不断推进,给无线产品世界带来了不小的震荡,当人们还在沉思802.11a/b/g技术对无线网络所带来的影响的同时, 802.11n标准出现,又带来了一次新的震撼,我们有足够的理由相信802.11技术将会越走越远.