“g”调走高无线曲 ——802.11g无线局域网综述

作为最新的无线局域网标准，IEEE 802.11g在提高数据带宽的同时，保证对原主流标准802.11b产品的兼容，并具有比802.11a更好的网络覆盖能力。突出的适用性优势，使其快速成为当前无线局域网应用的主流。

无线局域网是目前整个数据通信技术领域当中最为快速发展的产业之一。作为在部分场合传统有线局域网络的补充或替代，无线局域网以其灵活性、移动性及较低的投资成本等优势获得了家庭网络用户/中小型办公用户、企业用户及及电信运营商的青睐，得到了快速的应用。到目前为止，全球无线局域网产品每个季度的发货量都有较大的增长。

无线局域网产业快速发展的一个重要原因，就是由于无线局域网产品有基于标准的兼容保障。随着技术及市场的快速发展，IEEE于2003年6月12日正式批准了802.11g标准。802.11g在提供原来主流标准802.11b产品五倍数据通信带宽(可达54Mbps) 的同时，仍然保留对原主流标准802.11b产品的兼容，应用前景看好。

无线局域网标准现状

主流的无线局域网产品最早来自IEEE于1997年批准的802.11标准。随后为了能有更高的数据通信带宽、更多的功能和能促使无线局域网得到更快速的发展，IEEE对802.11标准进行了扩展和加强。下表列出了当前最为流行的三种不同的IEEE 802.11扩展标准的特性。

802.11b

802.11a

802.11g

标准批准时间

1999年7月

1999年7月

2003年6月

每子频道最大的数据速率

11Mbps

54Mbps

54Mbps

调制方式

CCK

OFDM

OFDM和CCK

每子频道的数据速率

1，2，5.5，11Mbps

6，9，12，18，24，36，48，54Mbps

CCK：1，2，5.5，11Mbps

OFDM：6，9，12，18，24，36，48，54Mbps

工作频段

2.4～2.4835GHz

5.15～5.35GHz

5.725～5.875GHz

2.4～2.4835GHz

可用频宽

83.5MHz

300MHz

83.5MHz

不重叠的子频道

3

12

3

802.11g标准详解

最新批准的IEEE 802.11g有两个最为主要的特征：高速率和兼容802.11b。高速率是由于其采用OFDM调制技术，可得到54Mbps的数据通信带宽；兼容802.11b是由于其仍然工作在2.4GHz并且保留了802.11b 所采用的CCK技术，并采用了一个“保护”机制，因此可与802.11b产品保持兼容。也就是说，基于802.11g的无线AP可与基于802.11b的无线网卡兼容，而基于802.11g的无线网卡也可与基于802.11b的无线AP兼容。

802.11g标准是下一个主流的无线局域网标准，它提供了高速的数据通信带宽，并以较为经济的成本提供了对原有主流无线局域网标准的兼容。

不同的无线局域网标准在数据速率、距离、吞吐量和兼容性等方面有着不同的区别。这些区别是由于其在工作频段、调制方式方面的不同而引起的。

802.11g 如何与802.11b兼容

尽管802.11b和802.11g的设备都是工作在2.4GHz，但是他们采用了不同的调制技术：802.11b设备采用了CCK而802.11g采用了OFDM技术。这就相当于两个人只能听到对方说什么而不明白对方说什么，不能进行沟通，因为两人是说不同的语言。802.11g采用了两个方法来解决这个问题。

第一个方法就是802.11g的设备必须同时支持OFDM和CCK两种调制技术，相当于新的标准必须明白老标准的语言。但是就像这个会说两种语言的人一定要得到某种提示、才能让其转向与说另一种语言的人用双方相同的语言进行沟通一样，要有一种类似的机制让802.11g的工作站明白现在是802.11b的工作站要与其通信，它必须要转换成CCK的调制技术来与其通信。

第二个办法就是保护机制。保护机制提供一种提示，能控制无线工作站是采用OFDM还是采用CCK的调制技术。具体实现是采用了802.11b规范当中已有的 RTS/CTS机制。当使用保护机制时，每一个802.11g的OFDM数据包之前都有一个CCK的RTS (Request to Send)。

这样当一个CCK想进行通信时，所有在覆盖范围之内的802.11b的工作站和采用了保护机制的802.11g工作站都知道一个采用CCK调制的工作站要发送数据，并用一个CCK CTS (Clear-to-Sent) 进行回应，由此通信得以顺利进行。由于RTS和CTS的数据帧中包含其他有关这个数据将被发送的信息，因此802.11g工作站明白是要转向OFDM进行通信还是继续采用CCK进行通信。

802.11g数据速率与距离

无线局域网系统中的速率自动调整，指的是无线客户端与无线AP之间会在保证最少数据通信错误和连通性的前提下获取最高的数据通信带宽。如果在传输的过程中有错误数据发生，数据将会重传。802.11g的无线客户端在尽可能长的距离内会选择采用OFDM调制的54、48、36、24、18、12、9和6Mbps，或会选择使用CCK调制的11、5.5、2和1Mbps数据通信带宽。

由于802.11g在相同的2.4GHz频段采用了与802.11b相同的调制技术，因此802.11g的设备在采用CCK的调制时与802.11b的设备具有相同的距离范围。802.11g虽然也采用了与802.11a相同的调制技术OFDM，但由于802.11a的设备是工作在更高的5GHz频段，因此在传输时较之802.11g设备在采用OFDM调制时有更多的信号损耗，也就是说当802.11g设备采用OFDM调制时有比802.11a的设备更远的覆盖范围。

不同环境下802.11g的性能变化

在一个802.11g 与802.11b设备共存的混合网络环境当中，所有802.11b的设备与802.11g设备通信时和其原来只与802.11b设备通信时一样，没有什么变化，可得到11Mbps的数据通信带宽。但是802.11g的设备在有802.11b设备的混合网络环境当中使用OFDM调制时将有不同的性能变化。性能的具体变化与网络拓扑结构以及网络当中802.11b及802.11g的客户端数量均有关系。在目前802.11b的客户端没有被802.11g的客户端完全取代之前，了解802.11g设备在不同网络环境下的性能非常有必要。

网络环境

描述

纯802.11b网络环境

AP与客户端均工作在802.11b模式

纯802.11g网络环境

AP与客户端均工作在802.11g模式

802.11g标准AP，混合的无线客户端

AP工作在802.11b/g混合模式，同时存在有802.11b 和802.11g的客户端

802.11b标准AP，混合的无线客户端

AP工作在802.11b模式，同时存在有802.11b和802.11g的客户端

纯802.11b网络环境

当AP与无线客户端均工作在802.11b模式时（802.11g的AP和网卡均可以指定只工作在802.11b模式之下），可得到11Mbps的数据通信带宽，实际的TCP吞吐量约为6Mbps左右。

纯802.11g网络环境

当AP与无线客户端均工作在802.11g模式时（802.11g的AP和网卡均可以指定只工作在802.11g模式之下），此时无线AP将检测到到整个网络当中全部是802.11g的无线客户端，因此将不采用为与原来802.11b设备保持兼容的保护机制。这种环境下可得到高达54Mbps的数据通信带宽，实际的TCP吞吐量可高达约为22～24 Mbps。

802.11g 标准AP，混合的无线客户端

无线AP工作在 802.11b/g混合模式之下，同时存在有工作在802.11g标准和802.11b标准无线客户端的网络环境。此时AP将通知802.11g的客户端采用保护机制，此时802.11g的客户端将得到较低的802.11g数据吞吐量（最高为15Mbps），当然此时802.11g客户端仍然比其他802.11b的客户端（最大吞吐量为6Mbps左右）具有更高的性能。

一个简明的表达就是：如果AP工作在802.11b/g混合模式之下，在AP的信号范围之内如果检测到有802.11b和802.11g的客户端同时存在，则通知802.11g客户端采用保护机制。在这种网络环境之下，802.11g客户端所能获得的实际最大数据吞吐量为15Mbps，802.11b客户端所能获得的实际最大数据吞吐量为6Mbps左右。当然随着距离的变化及网络当中不同标准无线客户端数量的变化，实际的吞吐量也会发生变化。但是在相同的距离范围之内，无论采用何种保护机制(IEEE 802.11g定义了几种保护机制)，802.11g客户端的性能总是比802.11b客户端的性能要好，同时802.11b的无线客户端越少整体的网络性能就会越好。

802.11b 标准AP，混合的无线客户端

无线AP工作在 802.11b模式之下，同时存在有工作在802.11g标准和802.11b标准无线客户端的网络环境。此时802.11g的客户端可与802.11b AP通信，但其最高只能得到6Mbps左右的实际吞吐量。此时802.11g的客户端只采用CCK调制，相当于一个802.11b客户端。

802.11g的应用与发展

802.11g 标准采用了强大和灵活的网络技术。相比较802.11a标准设备而言，其能提供同样的数据通信带宽，并且由于其工作在较低的频带，802.11g的设备有更远的距离覆盖。相比较802.11b标准的设备而言，能提供更高的数据通信带宽、相同的距离覆盖，并保证了与802.11b设备的兼容。

总结起来， 802.11g标准的优势包括以下几个方面。高数据速率 ；完全兼容802.11b标准；在相同的物理环境下，在同样达到54Mbps的数据速率时，802.11g的设备能提供大约两倍于802.11a设备的距离覆盖；免费的2.4GHz 频带在全球绝大部分国家是可用的；由于采用了与802.11a标准相同的OFDM调制，便于双频产品的设计与实现。

2003年7月8日，Wi-Fi联盟也开始发布通过802.11g兼容性认证的第一批产品。因此有理由相信802.11g标准的产品将得到市场最为快速的接受，在较短的时间内(预计从2003年年底起)替代802.11b成为无线局域网新的主流标准。

不同标准产品的市场发展

为了能得到更多不重叠的子频道和对更多无线局域网标准的兼容，在802.11g设备出现的同时也开始出现了双频三模的无线局域网设备。此类设备同时工作在两个频带 ，即2.4GHz(支持802.11b 和802.11g标准) 及 5GHz (支持802.11a标准) ，为用户组建灵活的无线局域网提供了方便。

现在市场上可供选择的基于无线局域网标准的产品，包括802.11b 、802.11g、802.11a和802.11a/g双频三模无线局域网产品，其市场发展趋势可以归结为以下几点。

● 在2003年之内，由于802.11b产品较低的价格及大量经过Wi-Fi认证具兼容性保证的产品，802.11b 11Mbps的产品还是一个主流。

● 在2003年之内，802.11g的产品将得到极为快速的发展，预计到2003年年底就会有与802.11b产品差不多的发货量。而2003年之后，用户对802.11g产品的需求将成为主流。

● 802.11a/g双频三模无线局域网产品为用户带来了更多的灵活和方便。在目前也是一些企业用户的选择，相信随着价格的降低和无线局域网的进一步发展，双频三模无线局域网产品也将得到快速的应用。

● 纯粹基于802.11a的设备基本上将在较快的时间内没有市场需求，如果用户想选择基于5GHz来实现无线局域网，会更多地考虑选择双频的设备。

无线局域网的技术正处在一个快速发展的过程当中，802.11g只是目前的一个先进和主流的技术，但绝对不是无线局域网发展的终极。另外不同的用户需求也会导致对不同标准产品的选择，但802.11g无疑是2003年无线局域网技术的一大亮点。

编看编想

“暧昧”之美

有了54Mbps的802.11a和11Mbps的802.11b，还要802.11g做什么？答案很简单，前两者用起来不合适。2.4GHz和54Mbps，802.11g从802.11b和802.11a各取其一，态度“暧昧”却是左右逢源。

相较而言，无线局域网毕竟是个新生事物，从802.11b到802.11a，根基未牢便突飞猛进实不可取。速度是上去了，应用部署却跟不上，还留下“投资保护不力”的话柄。从低速无线网络向高速无线网络的迁移，802.11g是一个很好的润滑剂，目前来看，也只有它能担当此重任。

802.11g集现有的802.11a和802.11b特性于一身，不但具备802.11a标准的高数据传输速率、分组结构和多载波调解技术，而且还可以提供媲美802.11b的覆盖范围和信号渗透率。综合来看，最佳安装模式为802.11a+802.11g或802.11a+802.11b设备。用户任选两个使用不同频带的网络，可获得高吞吐率和出色的便利性，并在很大程度上解决了干扰问题。而802.11b与802.11g的混合模式网络不是一种可取的方法，因为现有的802.11b设备会占据未来802.11g设备的频道空间，从而使两种设备都不能以最佳的方式运行。为保证在混合模式环境中实现最高性能，如何实现各标准产品的共存是首先需要考虑的一个环节。

在无线网络技术快速更新的背景下，用户在选择和取舍时也开始“暧昧”起来。换个角度看，这种态度其实是正确的。大干快上的确要不得，用户需要全面了解所安装设备的要求和特性，这对于最大限度地提高无线局域网部署的性能、以及提供最佳用户体验都非常重要。