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[Z]802.11n的前世今生

2012年12月28日 ⁄ 综合 ⁄ 共 4313字 ⁄ 字号 评论关闭

802.11n的前世今生

  随着网络技术的蓬勃发展,它已逐渐融入人们的工作和生活当中,在人们享受无线网络便捷的同时,也在承受着连接互联网的无线信号弱或根本无法连接的信号“盲区”和速率的不尽人意等一系列问题。IEEE 802.11n协议就是在这样的情况中诞生,300M的无线传输速率和覆盖更广的信号范围,可以满足人们对带宽、速度和便捷性的需求。

  看准了大众对无线网络的需求,各大厂商也相继推出带有各自特色、各种价位的802.11n无线路由。就目前的市场情况来看,主流产品依旧是802.11g的54M无线路由,市场的竞争越发的激烈。当所有厂商旗下的11n无线路由都还在千元以上的时候,TP-Link推出的11n无线路由套装售价只有几百元,瞬间引爆了整个无线路由市场,各大厂商集体跳水,纷纷推出了低端802.11n无线路由。现在54M无线路由和300M之间的价格差距最小已经在百元之内,面对这样的情况,消费者大部分都会选择购买性能更高、价格却高不了多少的11n无线产品,那802.11n和802.11g无线路由之间的差距,难道仅仅就是300M与54M产品之间这样单纯的数字差别吗?答案当然是否定的。

  现在还是让我们先来认识一下,什么是802.11n协议吧。当今无线局域网技术百花齐放,WLAN、蓝牙、HomeRF、UWB,但是被应用最广泛的还是IEEE 802.11系列的WLAN。从1997年IEEE 802.11标准实施以来,先后有802.11b、802.11a、802.11g、802.11e、802.11f、802.11h、802.11i、802.11j等标准制定或者酝酿,但是WLAN依然面对着“四不一没有”的问题,即带宽不足、漫游不方便、网管不强大、系统不安全和没有杀手级的应用等。为了实现高带宽、高质量的WLAN服务,使无线局域网达到以太网的性能水平,802.11n就此诞生。

  随着802.11n标准的1.10版草案在一次IEEE任务组成员会议上获得了全票通过,其离问世又迈进了一大步。而2007年5月9日迅驰四代笔记本芯片组Santa Rosa的推出,则为802.11n标准正式成为IEEE的正式标准画上了一个完美的句号。因为从历代WLAN标准的统一来看,无线产品的市场拓展度来看,迅驰在其中都扮演了至关重要的决定性作用。

  Santa Rosa平台中所采用的依然是代号Merom的酷睿2处理器,同时一项代号Robson(中文名称:迅盘)的NAND闪存技术也被引入。当然,对于无线用户来说,迅驰四最引人注目的还是其将三代的3945ABG无线模块升级到了支持802.11n的4965AG/AGN(Intel PRO/Wireless 4965 802.11 a/b/g/n)。其性能相比IEEE钦定的802.11a/g标准来说有了很大的提高,号称拥有超越802.11a/g五倍的传输速率与二倍的信号范围。

  各大厂商在自己推出的产品上,都加入自己独有的技术,可以使802.11n无线路由的信号更强、网络更稳定、速率更快,这些都加快了11n无线路由的普及速度。

11g与11n速度、范围对比

  11g与11n的传输速度对比

  802.11g诞生于2003年7月,其在2.4G频段使用OFDM调制技术,理论传输速率为54Mbps,实际数据传输速率提高到20Mbps左右。在理论传输速率方面,802.11n可以将WLAN的传输速率由目前802.11a/g提供的54Mbps提高到270/300Mbps,未来甚至可以达到540/600Mbps。

  802.11n无线路由能达到如此之高的速度,这得益于MIMO OFDM技术。这项技术是将MIMO(多入多出)与OFDM(正交频分复用)技术相结合应用,这个技术不但提高了无线传输质量,也使传输速率得到极大提升。

  当然,理论和实践还是存在差距的,目前市面上的270/300Mbps的802.11n标准的草案型无线产品来说,都可以达到70-90Mbps左右的实际数据传输速率。有些新产品的实际数据传输速率甚至可以超过百Mbps。这样,11n产品能更好的满足高质量的语音、高清视频流媒体传输(1080P全高清视频需占用30-40Mbps的网络带宽)的需求,为数字家庭的普及化应用铺平道路。

  11g与11n的覆盖范围对比

  抛开使用大功率室外天线的产品,一般的802.11g家用无线路由的传输距离,室内最远100米,室外最远300米,但这只是理论上的传输距离,其实际覆盖距离因环境而异,室内最远能达到30-60米,室外最远能达到100-200米。

  虽然一些产品号称通过采用增强无线传输技术及天线增益5dBi的双极子全向天线,无线传输距离可达普通11b、11g产品的2到3倍,传输范围扩展到4到9倍,传输距离室内最远200米室外最远830米,但实际覆盖距离仍难超过室内最远100米室外最远300米的上限。

  而802.11n的核心技术就是MIMO(多入多出),这个技术不但提高了无线传输质量,也使传输速率得到极大提升。MIMO无线通信技术的概念是在任何一个无线通信系统,只要其发射端和接收端均采用了多个天线或者天线阵列,就构成了一个无线MIMO系统。目前的802.11n标准产品一般具备了三根或更多的天线以构成MIMO,所以其能提供更大范围覆盖和高速传输。

  在具体的覆盖范围上,多数802.11n产品并没有明确提出其覆盖距离,只是说超过了802.11b标准100米和802.11g标准300米的覆盖范围。802.11n采用智能天线技术,覆盖范围可扩大到好几平方公里,这使得原来需要多台11g设备的地方,只需要一台11n产品就可以了,不仅方便了使用,还减少了原来多台11g产品互联通时可能出现的盲点。Linksys在推出新产品时宣称,其11n产品的覆盖范围可达到11g的4倍,传输速率则是11g的12倍。

  多数802.11n产品虽能提供较大的信号覆盖范围并可以为较远的客户端提供不错的传输速率,其穿墙能力也一般的802.11g产品更出色。但这也与所配天线增益与使用环境有很大关系,所以综合来看,802.11n产品覆盖范围和穿透力仅比802.11g略有提升,目前已上市的产品所提供的覆盖性能还远未到其所宣称的可达到11g的4-6倍的“革命性”地步。
11g与11n的兼容性对比

  虽然不同芯片组厂家的802.11n或MIMO产品相互之间存在着兼容性问题,但802.11n草案产品都保持了对11g/b产品良好的兼容性。众所周知,802.11g标准能够与802.11b的WIFI系统互相连通,共存在同一无线网络里,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802.11b产品的使用寿命,降低用户的投资。

  802.11n技术与802.11b和802.11g技术所谈到的兼容不同于以往,其优势主要体现在混合模式下的运行和向下兼容性。在802.11n草案中,要求802.11n产品能够在包含802.11g 和802.11b的混合模式下运行,且具有向下兼容性。而混合模式下的运行是指,不同于以前的专用网络技术,802.11n网络在和以前的产品一起运行时必须保持最适当的速度。向下兼容性保证在使用802.11n的条件下,基于现有标准的无线产品的运行能够达到各自的最佳状态。

  在一个802.11n无线网络中,接入用户包括有802.11b、802.11g和802.11n的用户,这种情况下,802.11b的用户与路由器连接是采用的802.11b标准,而802.11g的用户连接是采用的802.11g标准,802.11n用户是802.11n连接,在连接过程中所有类型的传输可以实现共存,这样一来可更好的保障用户对于802.11n的投资。

  在全新的迅驰4代Santa Rosa中,虽然其在字面上去掉了对802.11b的支持,但实际上其通过802.11g标准仍可以完全的兼容802.11b标准和产品。我们在一些802.11n无线路由器的设置模式中也可以看到,其可以工作在11n、11g、11g和11b、11n和11g和11b、11n和11g等状态下,这表明了802.11n产品同样具备良好的向下兼容性。但是需要在这里还是提醒大家的是,在两者组成的混合网络中,应以标准低者(802.11g)的加密或使用模式为准,说的直白点,就是802.11n设备会自动降至802.11g或者11b的模式下工作。

  11g与11n的安全性对比

  在无线路由的使用过程中,除了传输速率之外,大家更关心的可能就是安全问题了。802.11g产品只支持WPA加密,而802.11n产品要比802.11g产品更丰富,比如在WPA个人加密状态下可以选择WPA2、WPA和WPA2及WPA混合加密等模式。WPA2是WPA的第二个版本,与WPA(IEEE 802.11i draft 3)相比,WPA2(IEEE 802.11i)增加了功能更强大的CCMP(AES、AES-CCMP)加密方式,WPA2可以更好的满足部分企业和政府机构等需要导入AES的用户需求。

  有的无线网络设备中称的WPA-PSK/WPA2-PSK就是WPA/WPA2,只不过其以pre-share key或passphrase的验证模式来代替IEEE 802.1X/EAP的验证模式,由于PSK模式下不须使用验证服务器(如RADIUS Server),所以其特别适合于面向家用或SOHO的产品或使用者。

  在操作系统方面,Windows XP SP2自带的WZC能完美的支持WPA/WPA2,因为其已包含了Windows WPA Client,而如果使用的是更早期的Windows操作系统,则必须至Microsoft网站下载Windows WPA Client,安装之后才能对WPA/WPA2进行设定,以达到良好兼容。

  综述:

  通过上面的对比介绍大家可以发现,802.11n产品和11g产品在使用上并没有大不同,在传输速度上大为增强,在覆盖范围、穿透力上略强,并同样保持了良好的向下兼容性,安全性上提高的则比较多。无线网络在经过了2008年迅猛的发展之后,802.11n产品现在在市场上也逐步被广大消费者所接受,产品价格也从当初的千元以上下降到现在的几百元,这对于消费者来说是最好的消息。802.11n以功能和性能为依托,借助价格逐渐下降的优势,正在一点一点的占领着本属于11g的家用无线网络设备市场,相信随着802.11n协议的正式转正,真正属于我们的网络生活就会到来。

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