最大化802.11g的投資效益

IEEE 802.11g規范一直被奉為無(wú)線(xiàn)LAN通信的下一個(gè)高速標準。它高達54Mb/s的數據率及與802.11b設備的后向兼容性，似乎實(shí)現了下一代先進(jìn)技術(shù)與投資保護的完美結合。
但有一些問(wèn)題需要注意。提到最多的是關(guān)于它在802.11b和802.11g組合環(huán)境下可達到的實(shí)際速度。IEEE 802.11g被描述成是一種54Mb/s的無(wú)線(xiàn)LAN標準，但其實(shí)際可達到的吞吐量遠低于該值，(IEEE 802.11b和802.11a標準的情形也是如此)。為清楚起見(jiàn)，需要了解無(wú)線(xiàn)LAN與有線(xiàn)LAN有什么區別。
和有線(xiàn)LAN上的設備不同，無(wú)線(xiàn)LAN客戶(hù)端是不知道彼此的存在的。為避免彼此“交談”，已研發(fā)出了一種避免沖突的協(xié)議。這一協(xié)議為使網(wǎng)絡(luò )工作正常而傳輸一些數據，但它不是最終用戶(hù)數據的一部分。由此，從一個(gè)最終用戶(hù)的應用角度看，這將導致總吞吐量下降。
這種協(xié)議稱(chēng)為載波偵測多路接入/沖突避免協(xié)議，即CSMA/CA。也就是每個(gè)客戶(hù)端在送出其數據前要“請求”通話(huà)。這一協(xié)議降低了理論上的最大吞吐量54Mb/s。此外，客戶(hù)端距接入點(diǎn)(AP)設備的距離以及信號穿過(guò)的建筑材料等因素也會(huì )使客戶(hù)端與AP通話(huà)的實(shí)際速度降低。
在一種“干凈的”環(huán)境——即沒(méi)有其它無(wú)線(xiàn)電設備與靠近AP的客戶(hù)端進(jìn)行工作的環(huán)境中，實(shí)際可達到的吞吐量平均為最大數據率的50%左右。在802.11g情形下，所達到的最佳數據率大概為27Mb/s左右，比由DSL或線(xiàn)纜modem連接得到的典型互聯(lián)網(wǎng)連接速度快20倍！

向后兼容性的影響
為使802.11g AP“聽(tīng)到”802.11b客戶(hù)端，協(xié)議參數必須修改，由此造成總開(kāi)銷(xiāo)增加?；旌夏Ｊ?02.11b/802.11g網(wǎng)絡(luò )中涉及的具體協(xié)議參數有長(cháng)/短報頭、不同的時(shí)隙，以及RTS和CTS保護機制。
考慮上述協(xié)議的不同，能“聽(tīng)到”802.11b客戶(hù)端的802.11g AP，其最大吞吐量為18Mb/s。需要注意的是，這一吞吐量的取得是AP中沒(méi)有任何802.11b客戶(hù)端的情況。修改協(xié)議使802.11g AP“聽(tīng)到”802.11b客戶(hù)端，將使最大吞吐量降低。

加入802.11b客戶(hù)端
我們來(lái)計算一下實(shí)際的吞吐量，一個(gè)802.11b客戶(hù)端工作于6Mb/s，而一個(gè)802.11g客戶(hù)端工作于18Mb/s。這樣，一個(gè)802.11b客戶(hù)端傳送同等數據所花費的時(shí)間正好是一個(gè)802.11g客戶(hù)端的三倍。同時(shí)支持802.11b和802.11g客戶(hù)端的AP的平均吞吐量為：
[(3 x 6Mb/s)+(1 x 18Mb/s)]/4=9Mb/s
如上所述，修改協(xié)議參數，使802.11g工作于“g”模式或“混合b和g”模式，以不同的性能結果實(shí)現對802.11b的向后兼容性。對許多系統管理者來(lái)說(shuō)，很難了解如何配置這些參數以使其網(wǎng)絡(luò )達到最佳性能。為此，這里給出三種易理解的、針對其802.11b/g單一無(wú)線(xiàn)電AP的配置(見(jiàn)表1)。

最大化混合模式性能
使用雙時(shí)隙AP是實(shí)現最大吞吐量的最佳解決方案。由于它能夠同時(shí)驅動(dòng)兩個(gè)單獨的802.11b基無(wú)線(xiàn)電設備，因此雙時(shí)隙架構可取得最大的802.11g吞吐量，同時(shí)支持原有的802.11b客戶(hù)端。
在檢驗802.11g設備的增強型性能時(shí)可清楚地看到雙時(shí)隙AP架構的作用。在單一無(wú)線(xiàn)電AP下，802.11g設備分享最高達9Mb/s的速率。但是，在g模式下802.11g設備的最大數據率高達27Mb/s，這樣，如果一個(gè)時(shí)隙工作于b模式，而另一個(gè)時(shí)隙工作于g模式，那么g客戶(hù)端的總吞吐量便實(shí)現了最大化。
在這種情形中，802.11b客戶(hù)端只允許與AP的802.11b側關(guān)聯(lián)，同樣，802.11g客戶(hù)端也是如此。采用一種雙時(shí)隙AP的實(shí)現方案，802.11g設備分享到27Mb/s的通道，這意味著(zhù)其數據率增加了2倍！一種雙時(shí)隙、雙無(wú)線(xiàn)電AP的架構使用戶(hù)充分利用到新技術(shù)的優(yōu)勢，同時(shí)仍支持原有用戶(hù)。
對于不要求最高吞吐量的環(huán)境，工作于混合b/g模式下的單一b/g無(wú)線(xiàn)電AP，對任意給定時(shí)刻的兩種無(wú)線(xiàn)設備，可提供最佳功能性。
不僅參數要做到最佳配置，AP還應通過(guò)智能判定是否有任何802.11b設備存在，以動(dòng)態(tài)調整這三種協(xié)議參數(保護機制、時(shí)隙和報頭)。
如何沒(méi)有802.11b客戶(hù)端存在，AP便使開(kāi)銷(xiāo)最小，以實(shí)現802.11g客戶(hù)端的吞吐量最大化?！?(鋤禾譯)

作者簡(jiǎn)介：
Leigh M. Chinitz博士是美國加利福尼亞州Proxim公司首席技術(shù)顧問(wèn)。