初探WLAN
Wi-Fi——无线上网的代名词,人们都习以为常地认为Wi-Fi就是无线上网的标准,殊不知Wi-Fi只是一个组织(联盟),显然人们对其背后由IEEE制定的一大堆标准都不甚了解,因为很多人都认为能上网就行了管它什么标准不标准,有Wi-Fi就代表有无线信号。的确当初我也有这样的想法,对于主要以上网为应用的我,802.11g的速率已经卓卓有余。
记得当初打算布置无线网络是为图方便的,而我也认为54Mbps的速率已经足够了!哈哈,天真的我以为这个54Mbps跟有线的100Mbps传输速率也就差一半这样子,最差应该也有后者的三人之一吧!不过一次偶尔的机会需要向台机传大文件,郁闷的事情来了,究竟这个54M是不是宣传策略用来欺骗我们这些消费者?
哈哈,现在想想也觉得好笑,很明显我是被这个54M的信号传输速率“骗了”。我查阅了一些资料,上面的解析式这样的:It operates at a maximum physical layer bit rate of 54 Mbit/s exclusive of forward error correction codes 原来这个54M是对于物理层而言的,其描述的是物理层上传输的比特率,而我理所当然地认为这个信息比特率(net bit rate,我不清楚准确翻译)就等同于数据比特率,其实ThroughPut(吞吐量)所指出的速率才是有效载荷的传输速率,而要命的是11g的Throughput之后可怜的22Mbps。
究竟是什么原因导致信息速率和数据速率相差这么大呢?
以我现在的见解,我猜想是两者在传输前对数据的处理方式不同而造成的,是因为对数据处理时对附加了较多的比特位,导致信息的利用率下降?以前一直认为信息比特率跟数据率应该是比较接近的(至少没有想到WLAN中相差的这么离谱),这一观点是从Ethernet上得出的,因为Ethernet中信息比特率跟数据率很接近,Ethernet的编码方式利用率比较高(达到80%)。也就是说问题的根本在于我将基带传输与频带传输混为一谈了?
那,为什么有线可以用基带传输,而无线要用频带呢?
以我们常用的100BaseT为例,它在导体上进行基带传输,受到干扰和其他环境因素的影响较小,而且可以独占导体进行传输,所以在传输数据前不需要为数据如何正确无误地到达对端而作过多的考虑,在经过码型变换,不调制,直接送到信道传输,效率当然高。但无线是在开放的环境中传输的,其载体是空气,最起码独占载体这一点是做不到的了,而且空气中充满了各种各样的电波,如何避免干扰和如何不干扰其他数据的正常传输也是要考虑的,所以它不能像有线传输那样不经调制就往空气中发送信号,如果这样做只会成为一个干扰源,于是DSSS和OFDM等调制技术得以应用,也正因为这些调制技术的应用,紧张的RF频率可以得到更加充分的利用,原始信号经过调制后可以以在载体上以不同的频段进行发送。通过收窄信号传输需要的频段,就可以在载体上传输更多路信号了。
802.11g的精髓应该是对信号的调制,这也是最让人感到困惑的地方,对于我这样的非通信工程专业的学生有点读天书的味道……至今还没搞懂DSSS和OFDM等调制方式。所以,调制信号时到底有没有导致信息的利用率大幅下降还不得而知。
802.11b/g 混合模式对传输速率的影响
在定制11g的时候除了使用ofdm调制方式之外,为了向后兼容11b而加入了DSSS,当11g的设备使用ofdm调制信号发射载波时,11b的设备是不能解调出其中的内容的,这可能发生双方同时发送信号而导致通讯失败。而当设备启用CTS(clear to send)to self时,11g会在发送数据前,用DSSS载波发送CTS帧,使11b的设备知道接下来会有它不认识的OFDM调制信号,这种机制可以有效避免载波的碰撞,这种碰撞避免的方式会导致额外的开销,致使网络性能再度下降(ThroughPut降为14.7M左右)。所以如果在没有11b设备的环境中最好将路由器设为G-Only,并关闭11g保护。
802.11系列标准作为一个主流的无线接入技术,它代表着现今比较优秀的技术,是很值得去探究的,要透切理解其中的技术要点不是一两天的事情,先写到这里,有时间再深入一点去探讨802.11中的技术
以上观点出于本人对WLAN的浅见,如有不正之处,希望可以得到高人指点~



2 条留言
我要留言陶陶 | 2009/08/29 16:29 下午
非本专业能研究到这个地步已经不错了。
wifi吞吐量低的主要原因倒不在调制方式的码率上,而是帧格式上;无线帧和有线帧相比一些‘无用’的信息较多,目的都是为了信号完整接收,所以整体的利用率降低。
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Alvin.J 回复:
八月 29th, 2009 at 6:21 下午
哈哈,原来我的猜想错了。
还好,有高人及时指出
有高手指点就是不一样!
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