【教學】Super G、Super A & 802.11n室外架設問題解析

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    【教學】Super G、Super A & 802.11n室外架設問題解析

    Super G、Super A & 802.11n室外架設問題解析
    一、 Super G的由來與運作主要特性
    Super G的技術是2003 年 4 月底由Atheros公司,以IEEE 802.11g 和 Draft 8.1 為基礎,推出了AR5001G --Super G(802.11b/g)與AR5001X+ -- Super A/G(802.11a/b/g)無線網路晶片,一舉將傳輸速度由 54Mbps 提升到 108Mbps,並宣稱真實傳輸(Throughput)可達到40Mbps至60Mbps。
    Atheros公司以『Packet Bursting(封包突發)』、『Data Compression(資料壓縮)』與『Dynamic Turbo(通道捆合)』技術專利為基礎,並導入『Fast Frame(快速訊框)』技術,用以加強IEEE 802.11g無線區域網的傳輸效能。
    以Super G技術提高頻寬共有兩種模式:
    第一種為基本模式(base mode):運用資料壓縮(data compression)、快速訊框封包(fast frame)和封包突發(bursting)等功能,將實際網路傳輸速率增加到40Mbps以上。
    第二種為增強模式(enhanced mode),稱為Dynamic Turbo,以擴充訊號頻寬的方式,進一步將總傳輸速率提高至60Mbps以上。(圖一、圖二)
    http://www.pczone.com.tw/attachments...487.attachment

    http://www.pczone.com.tw/attachments...498.attachment

    二、 Super G運作技術說明
    2-1.『封包突發Bursting』的技術關鍵,主要是將DIFS (競爭聯機所需等待時間)& Backoff所節省掉的時間,拿來傳送資料封包。(圖三)
    http://www.pczone.com.tw/attachments...499.attachment
    2-2.『資料壓縮Compression』的技術關鍵,主要是使用 Lempel Ziv 的演算法來壓縮/解壓縮資料。透過Atheros的硬體晶片壓縮技術,將資料封包壓縮後傳輸,其壓縮方式有點類似WinZip壓縮方式,先壓縮然後再解壓縮,以節省傳輸封包大小與時間。當然,這樣的壓縮方式,只對應到雙方都是Atheros的無線模組晶片才有效益。

    2-3.『快速訊框封包Fast Frames』的技術關鍵,主要是將SIFS(短間隔時間)、ACK(AP與AC間的傳輸完成回應)、DIFS (競爭聯機所等待的時間)& Backoff所減少省掉的時間,拿來傳送資料封包。
    (圖四)
    http://www.pczone.com.tw/attachments...500.attachment
    2-4.『通道捆合Dynamic Turbo』的技術關鍵,主要是透過兩個無線通訊通道(Radio channel)的無線電頻譜(Spectrum)來傳輸資料,採用常見於Switch 中 Trunking 的技術,將兩個通道的傳輸通道給捆綁在一起,進行加倍通道的傳輸量,達成Throughput(真實傳輸量)的加倍。針對802.11g的總通道13個來說,主通道中的1、6、11三個通道中,Super G只有一個6 (2.437GHz)通道可用;針對802.11a的總通道24個來說,只可規劃為36~64(5.150~5.350GHz)、100~128(5.470~5.725GHz)、132~162(5.725~5.850GHz)共計三個通道可使用。(圖五、圖六)
    http://www.pczone.com.tw/attachments...501.attachment

    http://www.pczone.com.tw/attachments...502.attachment

    三、 Super G (Turbo G) 戶外架設問題解析
    3-1.室外無線覆蓋,可用通道嚴重不足:
    室外無線覆蓋在11g模式下,只有1個通道6 (2.437GHz)可以使用,若使用其他通道,會造成Super G間的通道幹擾;當然其他非Super G的無線接入點,若通道與距離太接近,亦會產生通道幹擾問題,最後,Super G只好退回到一般802.11g--Normal G (54Mbps)。針對Super A,單純用於室內無線覆蓋,3個通道應該夠使用,但使用於室外無線覆蓋,3個可用通道就顯的不足,既使是802.11a共有24個通道,在實際架設專案的通道規畫時,都顯得有點通道不足,更何況是只有3個通道。因此,Super G /A,僅可使用於室內無線覆蓋,室外覆蓋的想法還是別妄想了!!

    3-2.室外無線覆蓋,任何用戶端都可以決定Super G (Turbo)功能:
    室外無線覆蓋時,任何用戶端若有一位不是使用Super G,整個接入點AP就需配合用戶端需求,自動降速為一般802.11g--Normal G (54Mbps),這種情況又凸顯了Super G只能在室內覆蓋使用。
    至於室外無線覆蓋的108Mbps傳輸率、40~60Mbps帶寬吞吐量(Throughput),就當成是美麗的誤解,因為Atheros可是從來沒強調用於室外無線覆蓋使用的優勢,是你我自己無限暇想的結果喔!!

    3-3.Super G/A並非國際標準,室外用戶端使用會有相容性問題:
    Super G 並不是國際標準,僅是廠商自行開發讓速度倍增的新技術,因此室內欲享受 Super G 的高傳輸速率,建議使用同廠商、同晶片的接入點AP與用戶端網卡,確保在相容性與傳輸速度上不會有太大的問題。
    同樣的,室外的用戶端使用時,怎知無線覆蓋的接入點AP,到底是用哪個廠家?哪種晶片?到底相容性問題會不會發生?會不會因此影響無線上網帶寬吞吐量?想到這,60Mbps的數字突然顯的沒太大意義了。

    3-4.Super G/A對其他無線設備的通道幹擾問題:
    除了Atheros的Super G/A外,還有一些晶片廠商也推出同類型產品,但都面臨一個問題:非標準Super G/A的通道捆合技術,耗損了可使用通道數量,佔據了其他標準的802.11g & 802.11a合法通道使用權,產生通道幹擾使用問題。若架設使用於室外無線覆蓋,那幾乎可以確定,Super G/A的通道幹擾問題只會更嚴重,因此Super G/A的室外架設應用,大概可以判定死刑了。

    3-5.有此一說:Super G/A的Turbo模式使用于高帶寬骨幹想法
    有人說,好吧,室外無線覆蓋太多問題,那我把Super G/A的Turbo模式使用于室外高帶寬骨幹應用,那這些問題就可以解了。這種思考邏輯看似沒錯,但卻凸顯出實務性的思考不足。試想,任何無線系統規畫者、方案提出者,都會思考到無線骨幹的最低帶寬提供量,既使運用於室外骨幹,但骨幹就扮演著整個無線鏈路系統的總帶寬,如果總帶寬會隨時有風險突然大降到只有原設計的1/2或1/3總帶寬量,任誰也不敢以Super G/A的40~60Mbps帶寬吞吐量(Throughput)拿來當骨幹總帶寬設計。
    Ps:特別補充說明:若整個無線骨幹架設環境,不存在3-1~3-4的通道使用與相互幹擾等問題,那3-5的Super G/A的骨幹使用是可行的。但若過些時候有任何無線系統商於同一環境架設無線系統,無線骨幹的總帶寬量仍然隨時會面臨下降風險,規畫方案時仍需注意。

    總結
    個人認為,Atheros所提出的Super G/A的技術專利,頗具創意與技術先進,只可惜提出的太晚,沒能在802.11g & 802.11a規格制定時就成為802.11無線標準,若真的將Super G/A的技術,成為802.11的標準,讓無線帶寬提升達數倍的效果,這樣的影響可是深遠的,可惜阿!可惜!

    後記~~實在心癢,順便簡單的從Super G/A狀況,論述802.11n的室外架設問題解析,從通道的狀況來看,802.11n同樣面臨Super G/A的通道不足問題;再思考到室外無線系統的覆蓋,通常需考慮到無線骨幹與無線覆蓋,這是兩個不同層次的傳輸與架設問題思考;試想,一個無線模組若採用--發送2支天線、接收3支天線,那室外骨幹與覆蓋最少兩個模組的架設方式,就滿天都是天線囉,屆時,室外無線通道不只不夠用,無線訊號互相幹擾的問題,更會讓無線研發人員傷透腦筋。

    本文技術資料圖片主要參考於此網站:http://www.super-g.com/


    此文章於 2008-12-30 11:20 AM 被 u2g13jmj 編輯。 原因: 重編

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