OFDM:802.11g室内组网凸现优势

  
  
   经过两年多的开发,IEEE 802.11g标准终于拨云见日,并有相关产品面市。IEEE 802.11g的最大优势是覆盖地域和吞吐率,它采用工作于2.4GHz频段的OFDM(正交频分多路复用)技术,与如今广为配置的802.11b设备保持了后向兼容性。OFDM最初是作为IEEE 802.11a标准的一部分应用于WLAN;802.11g工作于2.4GHz频段,对室内WLAN环境来说,低频率具备更好的传播特性,因而地域覆盖要比802.11a设备广。
  
   尽管业界对IEEE 802.11g协议技术仍存在纷争,但相对于目前其它WLAN技术而言,其高数据率和远距离传输能力是毋庸置疑的。工作于2.4GHz频段的OFDM波形技术具备的有效组合能力和极强的穿透能力,令其他WLAN技术望尘莫及。可以预见,802.11g设备在室内组网方面将独占鳌头,因为它能以单一AP实现整个室内环境下的高吞吐率覆盖。
  
   在企业和公众接入网应用领域,802.11g与802.11a各有千秋。802.11a工作于5GHz频段,具备更多信道,因而能提供可伸缩性访问。在企业和公众接入网应用方面,可通过安装更多AP,来补偿地域覆盖方面的不足。但在室内组网方面不符合成本效益;而且很多情形下企业网对传输距离要求很高,这种情况下802.11g基础架构必然成为首选。理想的方案是低成本的双模式(同时支持802.11a和802.11g协议)客户端,这样企业用户就能在802.11a与802.11g AP间实现无缝漫游。
  
   尽管在实际应用方面仍存在诸多争议,但IEEE 802.11g在现行WLAN技术中的优势还是相当明显的。OFDM技术具备的高数据率和极强的多路径冗余能力,使得遵循802.11g协议技术的无线设备能够实现高数据率传输和远距离地域覆盖。
  
   OFDM缓解信号衰耗
  
   在当今WLAN应用中,OFDM被认为是最佳波形技术。众所周知,对WLAN设备设计者来说,要解决的最大难题是多路径传输中的信号衰耗问题。在室内环境,信号可从多个方向抵达天线。由于每条传输路径的距离不一样——最大可达数百英尺(近百米),因而不同信号从发送器到接收器会有特定的时间延迟和相移,这会造成信号严重失真。信号带宽中一些频率干涉使信号增强;而有些频率产生相消干涉,使得特定频率的信号减弱,甚至有可能消失。
  
   在室内环境下,载波经由不同延迟路径到达接收天线会导致信号“溢出”。多路径引发的信号间冲突(ISI)会引发严重的信号失真;更有甚者,在单一信号周期内失真情况会不一样。IEEE 802.11b协议技术采用波形称为补充代码键控(CCK),调制实质是单载波正交相移键控(QPSK),因而也存在多路径延迟问题。802.11b 采用信道均衡技术解决多路径引发的ISI问题,但要增加信号中继,而且其中复杂的均衡器设计会影响到系统性能。
  
   相对于单载波系统,OFDM系统不采用补偿办法来消除多路径引发的ISI问题。OFDM脉冲具备保护间隔,可将其视为包含冗余信息的信号前缀,在接收器一方可丢弃而不影响正常的信号解码。设置此保护间隔为OFDM系统的最重要特性。保护间隔比一般延迟路径的时间都要长,802.11 a/g为800纳秒,接收器很容易在信号内容中识别并将其舍弃。而且,OFDM原来应用于802.11a系统中,“移植”到2.4GHz频段将有利于保持与传统802.11b设备间的兼容性。
  
   802.11 WLAN系统采用的主要信道共享机制为CSMA/CA(载波监听多路接入/冲突检测),即“会话前监听”机制。其中每个节点负责监听传输,它处于基本服务集(BSS)中,服务集包含一个接入点(AP)和所有相关客户端。这就引发一个问题,802.11b无线信号将无法监听到采用OFDM的802.11g信号。
  
   802.11g采用所有802.11信号都能识别的传统RTS/CTS(请求发送/允许发送)应答方式解决了这一问题。在802.11网中,所有节点应在AP接收范围内,但有可能无法相互识别,这时采用RTS-CTS机制能明显减少冲突。802.11g正是采用这类机制实现与802.11b间的互操作。运用RTS/CTS机制,802.11g AP能对传统无线设备进行监控,如果没有发现传统802.11b设备,则舍弃RTS/CTS信号,吞吐率随之提高。
  
   远距离地域覆盖
  
   如上所述,OFDM波形技术特别适合于室内WLAN应用。从物理学角度来说,传输距离跟波长是成正比的,因而采用工作于2.4GHz频段(波长较长)的OFDM技术,传输距离比工作于5GHz(波长较短)频段的类似系统要远。当然这是在自由空间的情形,在应用于室内如家庭或办公室时,情况会略有不同,但低频率仍有传输距离优势。
  
   从无线频率传输角度看,可将任何物体量化为具备特定波长。但在多数室内WLAN应用系统中,大部分无线信号得穿透墙壁,并绕过家具或其它障碍物。
  
   业界纷纷响应
  
   正是由于其各种优越的性能,使得各大厂商争相推出自己的产品,在标准被正式批准之前,依照各种版本草案开发的产品已经上市六个多月,足见802.11g强大的市场召唤力和用户对产品需求的迫切性。随着标准的正式批准,各家厂商即将掀起802.11g产品生产的高潮。
  
   据IEEE表示,旨在检测无线LAN产品兼容性的业界团体——Wi-Fi联盟执行理事Frank Hanzlik表示,欢迎IEEE802.11g规格正式获得批准。“由于该规格已获批准,因此联盟不久即将发表支持该规格的首款Wi-Fi Certified 802.11g产品。