一種可能的解決方案就是不允許混合模式的802.11g和802.11b網(wǎng)絡(luò)。這樣,支持802.11g和802.11b就需要使用兩個(gè)信道。由于2.4GHz頻帶只允許三個(gè)不重復(fù)信道,這就會占用三分之二的可用范圍。這種解決方案還會帶來更嚴(yán)重的問題,即支持兩種標(biāo)準(zhǔn)的成本會大大增加,因?yàn)樾枰獌膳_無線電廣播來支持兩個(gè)信道中的同時(shí)操作。
提高數(shù)據(jù)吞吐量
另一種解決方案就是規(guī)定網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)功能,這是服務(wù)質(zhì)量 (QoS) IEEE 802.11任務(wù)組E提出的。802.11e草案標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)旨在提高WLAN的服務(wù)質(zhì)量,從而使其能夠傳輸諸如語音和視頻等實(shí)時(shí)媒體,而不受當(dāng)前802.11標(biāo)準(zhǔn)系列提供的"盡力而為"服務(wù)級別的影響,該系列標(biāo)準(zhǔn)是以數(shù)據(jù)為中心而設(shè)計(jì)的。盡管這種解決方案可在未來解決混合模式802.11g-802.11b的困境,但它卻無法解決傳統(tǒng)的802.11b客戶機(jī)問題,也不支持802.11e草案標(biāo)準(zhǔn)。
基本的802.11標(biāo)準(zhǔn)中還存在另一種解決方案。該標(biāo)準(zhǔn)允許接入點(diǎn)要求站傳輸發(fā)送請求 (RTS) 包,并在繼續(xù)傳輸有效負(fù)載數(shù)據(jù)包之前等待接入點(diǎn)的清除發(fā)送 (CTS) 包,從而避免站傳輸。該規(guī)定包括于802.11標(biāo)準(zhǔn)中,這就解決了兩個(gè)站都在接入點(diǎn)覆蓋范圍內(nèi)但又不在彼此覆蓋范圍之內(nèi)的問題。在這種情況下,它們彼此之間不能"監(jiān)聽",不過它們?nèi)詴瑫r(shí)進(jìn)行傳輸,而接入點(diǎn)則不能解碼其消息。利用這種機(jī)制來解決混合模式困境是可行的。當(dāng)用來保護(hù)802.11g OFDM流量不受802.11b傳輸干擾時(shí),該技術(shù)常被稱作"保護(hù)機(jī)制"。但使用它會造成更多系統(tǒng)開銷 (RTS-CTS包),這就降低了總體系統(tǒng)吞吐量,并再次削弱了使用高速802.11G的優(yōu)勢。
那么我們現(xiàn)在能做些什么來提高整體系統(tǒng)吞吐量,同時(shí)又支持傳統(tǒng)的802.11b客戶,并維持成本效率高的解決方案呢？實(shí)際上,答案存在于無線LAN市場的細(xì)分中,要理解不同市場細(xì)分中的購買標(biāo)準(zhǔn)和過程。可互操作性和吞吐量在每個(gè)市場細(xì)分中都是兩種重要的驅(qū)動力量。每個(gè)人都希望自己的設(shè)備在任何地方都能以期望的速度工作。可互操作性指的是來自不同制造商的設(shè)備可在相同的網(wǎng)絡(luò)中工作。
家庭／消費(fèi)類產(chǎn)品／零售市場細(xì)分
在家庭市場中,無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通常以"套件"的形式購買。購買者將決定安裝無線網(wǎng)絡(luò),為了避免潛在的不兼容性,同時(shí)會在同一個(gè)地點(diǎn)從相同的廠商處購買接入點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)卡。零售連鎖通常會提供既包括接入點(diǎn)又包括網(wǎng)絡(luò)卡的套件,或者組合在一個(gè)組合包裝中,或者以優(yōu)惠促銷的形式提供。盡管這能在實(shí)際的家庭環(huán)境中解決可互操作性問題,但消費(fèi)者顯然希望在其他地點(diǎn)（通常是在公共場所）也能使用無線卡,也顯然希望能在家庭環(huán)境中使用IT部門安裝在其"工作電腦"中的無線卡。
由于消費(fèi)者希望以盡可能高的速度將豐富內(nèi)容的器件連接起來,吞吐量在家庭市場中正成為越來越重要的一項(xiàng)要求。舉例而言,照片和高質(zhì)量視頻流將通過WLAN從照相機(jī)或攝像機(jī)下載至PC。在這種應(yīng)用中,具備高數(shù)據(jù)吞吐量是至關(guān)重要的。
企業(yè)市場細(xì)分
企業(yè)市場中的一條關(guān)鍵選擇標(biāo)準(zhǔn)就是可互操作性。其原因在于,接入點(diǎn)的購買與網(wǎng)絡(luò)卡的購買是分開進(jìn)行的。一旦無線接入點(diǎn)基礎(chǔ)設(shè)施安裝之后,不同器件網(wǎng)絡(luò)卡的選擇不必依循相同的過程。網(wǎng)絡(luò)卡不一定要從出售接入點(diǎn)的相同廠商處購買,事實(shí)上也通常是從不同的廠商處購買的。此外,無線接入點(diǎn)基礎(chǔ)設(shè)施會不時(shí)更新,因此即便接入點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)卡最初都是從相同廠商處購買的,進(jìn)行上述升級之后二者就不見得仍會來自相同的廠商。因此,可互操作性是企業(yè)的一個(gè)關(guān)鍵選擇標(biāo)準(zhǔn),Wi-Fi聯(lián)盟正在努力實(shí)現(xiàn)各廠商之間的可互操作性。
吞吐量在企業(yè)市場細(xì)分中仍是重要因素,因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)中通常都會有巨大的流量。大多數(shù)企業(yè) IT 經(jīng)理都會選擇就任意通訊設(shè)備向每位用戶提供所能保證的最高速度。
公共接入市場細(xì)分
與企業(yè)市場非常相似,公共接入市場也非常關(guān)注可互操作性,但二者關(guān)注的原因不同。公共接入市場不能保證接入點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)卡從相同的廠商處購得。不管公共接入服務(wù)供應(yīng)商選擇作為接入點(diǎn)來源的廠商是哪一家,用戶都會使用他們已安裝的來自不同廠商的網(wǎng)絡(luò)卡。如果服務(wù)供應(yīng)商要求用戶僅使用特定廠商的網(wǎng)絡(luò)卡,那么這只可能限制公共接入 WLAN 市場的成長。此外,不同的服務(wù)供應(yīng)商很可能選用不同的接入點(diǎn)廠商,這就在接入點(diǎn)廠商和網(wǎng)絡(luò)卡廠商之間增加了又一重不一致性。因此,較之于企業(yè)市場細(xì)分,可互操作性在公共接入市場細(xì)分中更為重要。
數(shù)據(jù)吞吐量對公共接入市場也很重要。大多數(shù)用戶使用網(wǎng)絡(luò)幾乎都是為了訪問因特網(wǎng),而這要求級別很高的數(shù)據(jù)吞吐量。
家庭環(huán)境中的可互操作性解決方案
我們提出了以下方法以成本效率較高的方式來提高家庭環(huán)境中的"真正吞吐量",但同時(shí)也不會有損于可互操作性。該解決方案的特點(diǎn)應(yīng)為：
（1）毋需諸如服務(wù)質(zhì)量等特別要求和規(guī)定即可在任何 802.11b 環(huán)境中實(shí)現(xiàn)可互操作性的功能。
（2）在家庭環(huán)境中有能力提供更高吞吐量,同時(shí)其他"傳統(tǒng)的"802.11b 網(wǎng)絡(luò)卡在上述網(wǎng)絡(luò)中也能實(shí)現(xiàn)可互操作性,且不會出現(xiàn)混合模式 802.11g-802.11b 網(wǎng)絡(luò)中可能發(fā)生的吞吐量顯著下降的情況。
（3）無線卡能夠在其他服務(wù)位置實(shí)現(xiàn)漫游功能,如公共接入"熱點(diǎn)"等,同時(shí)與上述服務(wù)具備全面的可互操作性,在上述位置上不會出現(xiàn)服務(wù)質(zhì)量或吞吐量的降低。
（4）可以假定,接入點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)卡從相同的廠商處購買,因此可能包括某種"專利技術(shù)"或兩端標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施沒有強(qiáng)制規(guī)定的可選特性,這由上述兩種特點(diǎn)或條件所決定。
分組二進(jìn)制卷積碼 (PBCC) 作為提高無線網(wǎng)絡(luò)信號傳輸速率的方法開發(fā)而成,從 802.1b 所支持的 11Mbps 提高到 22Mbps,同時(shí)確�？膳c傳統(tǒng)的 802.11b 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)完全共存和可互操作性。這種調(diào)制／編碼技術(shù)也向 802.11g 任務(wù)組提出過,盡管沒有成為該草案標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的高速調(diào)制技術(shù),但它被接受為一種可選的技術(shù)。我們應(yīng)當(dāng)注意到,盡管局限于 11Mbps,但 802.11b 標(biāo)準(zhǔn)也是以 PBCC 作為可選調(diào)制方法的。在市場中,有時(shí) PBCC 也稱為 802.11b+。
PBCC 的一個(gè)關(guān)鍵特點(diǎn)是,它與傳統(tǒng)的 802.11b 器件使用的是同完全相同的報(bào)頭,這與使用 OFDM 報(bào)頭、不能被 802.11b 器件解碼的 802.11g 不同。這意味著傳統(tǒng)的客戶機(jī)可以解碼 PBCC 包報(bào)頭。根據(jù)最初的 802.11 標(biāo)準(zhǔn)的定義,該報(bào)頭具備一個(gè)字段,稱作"持續(xù)時(shí)間"字段。該字段的唯一目的就是讓接收機(jī)知道當(dāng)前傳輸?shù)陌鼘⒊掷m(xù)多長（單位為微秒）。換言之,即便接收機(jī)不能解碼包的其他部分（或是由于干擾,或是由于接收機(jī)不熟悉以 PBCC 或其他調(diào)制技術(shù)編碼的數(shù)據(jù)）,它也能夠知道應(yīng)該等待多長時(shí)間,何時(shí)可以再次傳輸,這樣就不會與當(dāng)前傳輸發(fā)生沖突。
由于 PBCC 能夠與傳統(tǒng)的 802.11b 站、"PBCC 增強(qiáng)型"802.11b 站以及使用可選 PBCC 模式的 802.11g 站實(shí)現(xiàn)可互操作性,而無需特別的服務(wù)質(zhì)量或協(xié)調(diào)功能規(guī)定,因此它能夠滿足條件 (a)。能夠?qū)崿F(xiàn)這一點(diǎn),是由于使用了相同的報(bào)頭,可由所有三種類型的站解碼（傳統(tǒng)的 802.11b 站、"PBCC 增強(qiáng)型"802.11b 站以及使用可選 PBCC 模式的 802.11g 站）,而且報(bào)頭中具備"持續(xù)時(shí)間"字段。由于能夠通過增強(qiáng)的信號傳輸速率提供更高的吞吐量,又不會有損于"混合模式"操作,因此它也滿足條件 (b) 的要求。由于支持 PBCC 功能的網(wǎng)絡(luò)卡在與支持 PBCC 功能的家庭網(wǎng)絡(luò)外部進(jìn)行通信時(shí)使用標(biāo)準(zhǔn)的、可互操作性的 802.11b 模式,因此它也能滿足條件 (c) 的要求。上述所有這些能夠?qū)崿F(xiàn),都以 (d) 假定為基礎(chǔ),因?yàn)樵谙M(fèi)類市場中,接入點(diǎn)和無線卡都能從相同的廠商處購得,通常使用相同廠商的芯片組,并在應(yīng)用兩端都提供 PBCC。
我們要回答的最后一個(gè)問題,就是使用 PBCC 是否能夠提供與基于 802.11g 的產(chǎn)品相當(dāng)?shù)耐掏铝?同時(shí)還能支持與傳統(tǒng) 802.11b 產(chǎn)品的混合模式操作。在以下由 TI 無線 LAN 實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)建的圖表中,我們給出了混合模式操作不同選項(xiàng)的兩種模擬示意。兩圖比較了使用不同技術(shù)傳輸 1000 字節(jié)數(shù)據(jù)包所用的時(shí)間。該時(shí)間不僅包括"有效負(fù)載"數(shù)據(jù),而且也包括所有傳輸數(shù)據(jù)所需的開銷,并與網(wǎng)絡(luò)中傳統(tǒng)的 802.11b 器件共存。時(shí)間條越短,傳輸相同數(shù)據(jù)量的速度就越快,網(wǎng)絡(luò)也就能實(shí)現(xiàn)最高的實(shí)際數(shù)據(jù)吞吐量。第一幅圖給出了采用長前同步碼（用于同步接收機(jī)到發(fā)送器）環(huán)境中的結(jié)果,而第二幅圖給出了使用短前同步碼環(huán)境中的結(jié)果。我們應(yīng)當(dāng)注意到,某些傳統(tǒng)器件可能僅支持長前同步碼,因此支持它可能要求用到長前同步碼吞吐量網(wǎng)絡(luò)。
從圖中我們馬上就可看到,只有在傳統(tǒng) 802.11b 器件和 PBCC 器件中,數(shù)據(jù)傳輸才需要 50% 以上的總傳輸時(shí)間。在 OFDM 器件中（模擬速率為 24、36 和54Mbps）,數(shù)據(jù)傳輸占總傳輸時(shí)間的部分要小得多。事實(shí)上,當(dāng)以 54Mbps 的速度傳輸 OFDM 時(shí),圖中顯示傳輸"有效負(fù)載"數(shù)據(jù)的時(shí)間還不到 20%,而其他時(shí)間則用于開銷和保護(hù)機(jī)制（PBCC 器件不要求）。
圖 1：使用長前同步碼傳輸 1,000 字節(jié)塊的所需時(shí)間
