802.11g

802.11b的後期還有個小插曲,就是在IEEE 802.11g未出現之前,就已有無線晶片廠商各自擁護自己的增強規格,像是CCK22、CCK33,或是導入802.11a的OFDM都有人做。不過最後在802.11g正式規範當中,把802.11a和802.11b做整合,802.11b的速率1、2、5.5、11Mbps原封不動搬到802.11g之中,再把802.11a的6、9、12、18、24、36、48、54Mbps抓進來,並把5GHz的運作頻段改為2.4GHz。如此一來,就可以結合802.11b採用2.4GHz,傳輸距離比較長,以及802.11a使用OFDM速度快的優點。

可惜事情不是憨人想的這麼簡單,由於802.11g同時相容802.11b,如果今天802.11g的無線網路中,進來了某個只支援802.11b的用戶端,那麼所有802.11g的用戶必須轉為使用802.11b的模式。主要的原因在於802.11b用戶端看不懂OFDM調變,會認為目前空間中沒有訊號在傳輸,就把訊號打出來,影響到其他使用OFDM的用戶,使得整體無線網路交通打結。

b/g protection

在802.11 b/g混合使用的無線網路中,如果原本沒有802.11b的終端裝置加入,大家就用802.11g的速率來溝通。現在若是有802.11b的裝置加入,則AP會發出通告,向所有連線終端裝置表示現在有802.11b裝置加入,請大家使用保護模式。所謂保護模式,其實也就是之前我們所談過的RTS/CTS機制,由於802.11b看不懂802.11g的東西,所以802.11g的設備在傳送資料之前,都必須以802.11b的速率發送1筆含有時間間隔的RTS訊息,所以當802.11b的裝置收到這筆RTS時,會回覆1筆CTS的訊息,同時了解時間間隔。

在這時間間隔中,發出RTS的802.11g裝置即可以802.11g的速率和其他節點溝通,在此同時,由於802.11b裝置已經收到含有1段時間的RTS訊息,802.11b裝置就明白在此時間之中都不可以傳送資料,無論通道是否忙碌。RTS/CTS機制可宣告1段時間讓802.11b裝置進入安靜狀態,就不會因為看不懂802.11g的高速速率,而發出訊框和802.11g的訊框相互衝突。

802.11n

802.11g和802.11n之間的交接期可說是相當混亂,先有Broadcom和Atheros分別自行提出的Afterburner和Super G技術,前者最高連線速度可達125Mbps,後者則是108Mbps,但是由於2家在市場上是競爭關係,彼此技術並不相容,需要無線基地台和無線網卡皆支援此技術,才可享受更為快速的無線網路。

在802.11n正式版尚未出爐的情況下,就有廠商依據IEEE 802.11n draft草案規格自行製作產品,可惜當時還是你彈鋼琴我敲木魚的情況,大多數情況下僅有同1家廠商的晶片才可跑出最佳速度。

這種亂七八糟你說我唱的詭異相容性,在Wi-Fi聯盟針對802.11n draft 2.0產品進行認證測試之後才好得多,之後的draft 3.0和正式版出來之後就比較少人關心了,因為產品之間的互通性大致上已經沒有問題了。802.11n使用相當多的技術來改善傳輸速率,但在調變時依然採用PSK和QAM,以下將一一說明。

網路架構大概論6-看懂無線網路 802.11 b/g/n/ac 演進歷史

Block Acknowledgement

原先802.11無線傳輸標準中,當接收方每收到1個訊框時,接收方就要回應1個ACK給傳送方,如此一來,當某個訊框無法正確到達目的地時,傳送方立刻就會知道並重新傳送1次。

802.11n則是稍微犧牲了一些即時性,現在數個由傳送方送來的訊框,可由1個Block ACK全部確認,Block ACK包含了64 x 16bit的bitmap,內部放入之前數個由傳送方傳送而來的訊框成功與否的資訊,成功設定為1,失敗設定為0,傳回發送方之後,即可對比找出失敗的訊框重送。由於無線網路很難做到全雙工,一旦空間中塞滿了許多的ACK,傳送方便無法傳送訊息;Block ACK主要就是將多個ACK整合在一起,相對來說提升通道的利用率。

Frame Aggregation

回應的資料能夠包裝在一起,傳送的資料當然也可以打包在一起。在802.11n中,有2種方式將較短的資料包在一起變成較長的資料,分別為A-MSDU和A-MPDU。

A-MSDU主要是將已經經過網路層的資料(MSDU),打上表頭之後稱為MSDU subframe,將許多MSDU subframe包在一起,就是1串A-MSDU,之後再將這串A-MSDU包上媒體層表頭和尾部的FCS偵錯。將多個MSDU subframe包在一起,就可去掉數個媒體層表頭和FCS所占去的空間。

媒體層包完的東西稱做MPDU,在進入實體層時把多個MPDU包在一起就是A-MPDU技術,除了減少實體層表頭之外,由於此層在網路階層中為最後1層,接下來傳輸時須進行無線網路通道資源的競爭,如果把5個MPDU包在一起,原先需經歷5次的資源競爭瞬間變為1次,同樣也可提升通道資源利用效率。

網路架構大概論6-看懂無線網路 802.11 b/g/n/ac 演進歷史 

▲A-MSDU和A-MSPU聚合的示意圖。

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K.Su
2.  K.Su (發表於 2013年11月28日 20:53)
好文<( ̄︶ ̄)>
把困難的知識變成簡單的文章
絕對好文!!

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