OFDM:802.11g室內組網凸現優勢
2019-11-05 02:36:16
供稿：網友
經過兩年多的開發，IEEE 802.11g標準終于撥云見日，并有相關產品面市。IEEE 802.11g的最大優勢是覆蓋地域和吞吐率，它采用工作于2.4GHz頻段的OFDM（正交頻分多路復用）技術，與如今廣為配置的802.11b設備保持了后向兼容性。OFDM最初是作為IEEE 802.11a標準的一部分應用于WLAN；802.11g工作于2.4GHz頻段，對室內WLAN環境來說，低頻率具備更好的傳播特性，因而地域覆蓋要比802.11a設備廣。
盡管業界對IEEE 802.11g協議技術仍存在紛爭，但相對于目前其它WLAN技術而言，其高數據率和遠距離傳輸能力是毋庸置疑的。工作于2.4GHz頻段的OFDM波形技術具備的有效組合能力和極強的穿透能力，令其他WLAN技術望塵莫及?？梢灶A見，802.11g設備在室內組網方面將獨占鰲頭，因為它能以單一AP實現整個室內環境下的高吞吐率覆蓋。
在企業和公眾接入網應用領域，802.11g與802.11a各有千秋。802.11a工作于5GHz頻段，具備更多信道，因而能提供可伸縮性訪問。在企業和公眾接入網應用方面，可通過安裝更多AP，來補償地域覆蓋方面的不足。但在室內組網方面不符合成本效益；而且很多情形下企業網對傳輸距離要求很高，這種情況下802.11g基礎架構必然成為首選。理想的方案是低成本的雙模式（同時支持802.11a和802.11g協議）客戶端，這樣企業用戶就能在802.11a與802.11g AP間實現無縫漫游。
盡管在實際應用方面仍存在諸多爭議，但IEEE 802.11g在現行WLAN技術中的優勢還是相當明顯的。OFDM技術具備的高數據率和極強的多路徑冗余能力，使得遵循802.11g協議技術的無線設備能夠實現高數據率傳輸和遠距離地域覆蓋。
OFDM緩解信號衰耗
在當今WLAN應用中，OFDM被認為是最佳波形技術。眾所周知，對WLAN設備設計者來說，要解決的最大難題是多路徑傳輸中的信號衰耗問題。在室內環境，信號可從多個方向抵達天線。由于每條傳輸路徑的距離不一樣——最大可達數百英尺（近百米），因而不同信號從發送器到接收器會有特定的時間延遲和相移，這會造成信號嚴重失真。信號帶寬中一些頻率干涉使信號增強；而有些頻率產生相消干涉，使得特定頻率的信號減弱，甚至有可能消失。
在室內環境下，載波經由不同延遲路徑到達接收天線會導致信號“溢出”。多路徑引發的信號間沖突（ISI）會引發嚴重的信號失真；更有甚者，在單一信號周期內失真情況會不一樣。IEEE 802.11b協議技術采用波形稱為補充代碼鍵控（CCK），調制實質是單載波正交相移鍵控（QPSK），因而也存在多路徑延遲問題。802.11b 采用信道均衡技術解決多路徑引發的ISI問題，但要增加信號中繼，而且其中復雜的均衡器設計會影響到系統性能。
相對于單載波系統，OFDM系統不采用補償辦法來消除多路徑引發的ISI問題。OFDM脈沖具備保護間隔，可將其視為包含冗余信息的信號前綴，在接收器一方可丟棄而不影響正常的信號解碼。設置此保護間隔為OFDM系統的最重要特性。保護間隔比一般延遲路徑的時間都要長，802.11 a/g為800納秒，接收器很輕易在信號內容中識別并將其舍棄。而且，OFDM原來應用于802.11a系統中，“移植”到2.4GHz頻段將有利于保持與傳統802.11b設備間的兼容性。
802.11 WLAN系統采用的主要信道共享機制為CSMA/CA（載波監聽多路接入/沖突檢測），即“會話前監聽”機制。其中每個節點負責監聽傳輸，它處于基本服務集（BSS）中，服務集包含一個接入點（AP）和所有相關客戶端。這就引發一個問題，802.11b無線信號將無法監聽到采用OFDM的802.11g信號。
802.11g采用所有802.11信號都能識別的傳統RTS/CTS（請求發送/答應發送）應答方式解決了這一問題。在802.11網中，所有節點應在AP接收范圍內，但有可能無法相互識別，這時采用RTS-CTS機制能明顯減少沖突。802.11g正是采用這類機制實現與802.11b間的互操作。運用RTS/CTS機制，802.11g AP能對傳統無線設備進行監控，假如沒有發現傳統802.11b設備，則舍棄RTS/CTS信號，吞吐率隨之提高。
遠距離地域覆蓋
如上所述，OFDM波形技術非凡適合于室內WLAN應用。從物理學角度來說，傳輸距離跟波長是成正比的，因而采用工作于2.4GHz頻段（波長較長）的OFDM技術，傳輸距離比工作于5GHz（波長較短）頻段的類似系統要遠。當然這是在自由空間的情形，在應用于室內如家庭或辦公室時，情況會略有不同，但低頻率仍有傳輸距離優勢。
從無線頻率傳輸角度看，可將任何物體量化為具備特定波長。但在多數室內WLAN應用系統中，大部分無線信號得穿透墻壁，并繞過家具或其它障礙物。
業界紛紛響應
正是由于其各種優越的性能，使得各大廠商爭相推出自己的產品，在標準被正式批準之前，依照各種版本草案開發的產品已經上市六個多月，足見802.11g強大的市場召喚力和用戶對產品需求的迫切性。隨著標準的正式批準，各家廠商即將掀起802.11g產品生產的高潮。
據IEEE表示，旨在檢測無線LAN產品兼容性的業界團體——Wi-Fi聯盟執行理事Frank Hanzlik表示，歡迎IEEE802.11g規格正式獲得批準?！坝捎谠撘幐褚勋@批準，因此聯盟不久即將發表支持該規格的首款Wi-Fi Certified 802.11g產品。
