無線速度問題之無線信道沖突淺析

　　隨著無線產(chǎn)品價格的不斷降低，WLAN（無線局域網(wǎng)）的普及正呈日新月異之勢，越來越多的辦公室、家庭開始使用無線局域網(wǎng)。隨之而來的，一些用戶已開始出現(xiàn)WLAN的信道擁塞問題，造成網(wǎng)速下降、掉線、網(wǎng)絡(luò)工作不正常等等，這是怎么回事呢？
　　什么是無線信道

　　無線信道也就是常說的無線的“頻段（Channel）”，其是以無線信號作為傳輸媒體的數(shù)據(jù)信號傳送通道。

　　大家知道，在進(jìn)行無線網(wǎng)絡(luò)安裝，一般使用無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備自帶的管理工具，設(shè)置連接參數(shù)，無論哪種無線網(wǎng)絡(luò)的最主要的設(shè)置項目都包括網(wǎng)絡(luò)模式（集中式還是對等式無線網(wǎng)絡(luò)）、SSID、信道、傳輸速率四項，只不過一些無線設(shè)備的驅(qū)動或設(shè)置軟件將這些步履簡化了，一般使用默認(rèn)設(shè)置（也就是不需要任何設(shè)置）就能很容易的使用無線網(wǎng)絡(luò)。

　　但很多問題，也會因為追求便利而產(chǎn)生，大家知道，常用的IEEE 802.11b/g工作在2.4～2.4835GHz頻段，這些頻段被分為11或13個信道。當(dāng)在無線AP無線信號覆蓋范圍內(nèi)有兩個以上的AP時，需要為每個AP設(shè)定不同的頻段，以免共用信道發(fā)生沖突。而很多用戶使用的無線設(shè)備的默認(rèn)設(shè)置都是Channel為1，當(dāng)兩個以上的這樣的無線AP設(shè)備相“遇”時沖突就在所難免。

為什么現(xiàn)在無線信道的沖突如此讓人關(guān)注，這除了家用或辦公無線設(shè)備因為價格的不斷走低而呈幾何級數(shù)增長外，無線標(biāo)準(zhǔn)的天生缺撼也是造成目前這種窘境的重要原因：

　　眾所周知，目前主流的無線協(xié)議都是由IEEE（美國電氣電工協(xié)會）所制定，在IEEE認(rèn)定的三種無線標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.11b、IEEE802.11g、IEEE802.11a中，其信道數(shù)是有差別的。

　　●IEEE802.11b

　　采用2.4GHz頻帶，調(diào)制方法采用補(bǔ)償碼鍵控（CKK），共有“3”個不重疊的傳輸信道。傳輸速率能夠從11Mbps自動降到5.5Mbps，或者根據(jù)直接序列擴(kuò)頻技術(shù)調(diào)整到2Mbps和1Mbps，以保證設(shè)備正常運(yùn)行與穩(wěn)定。

　　●IEEE802.11a

　　擴(kuò)充了標(biāo)準(zhǔn)的物理層，規(guī)定該層使用5GHz的頻帶。該標(biāo)準(zhǔn)采用OFDM調(diào)制技術(shù)，共有“12”個非重疊的傳輸信道，傳輸速率范圍為6Mbps-54Mbps。不過此標(biāo)準(zhǔn)與IEEE802.11b標(biāo)準(zhǔn)并不兼容。支持該協(xié)議的無線AP及無線網(wǎng)卡，在市場上較少見。

　　●IEEE802.11g

　　該標(biāo)準(zhǔn)共有“3”個不重疊的傳輸信道。雖然同樣運(yùn)行于2.4GHz，但向下兼容IEEE802.11b，而由于使用了與IEEE802.11a標(biāo)準(zhǔn)相同的調(diào)制方式OFDM（正交頻分），因而能使無線局域網(wǎng)達(dá)到54Mbps的數(shù)據(jù)傳輸率。

　　從上我們可以看出，無論是IEEE802.11b還是IEEE802.11g標(biāo)準(zhǔn)其都只支持3個不重疊的傳輸信道信道，只有信道1、6、11或13是不沖突的，但使用信道3的設(shè)備會干擾1和6，使用信道9的設(shè)備會干擾6和13……。

　　在802.11b/g情況下，可用信道在頻率上都會重疊交錯，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)覆蓋的服務(wù)區(qū)只有三條非重疊的信道可以使用，結(jié)果這個服務(wù)區(qū)的用戶只能共享這三條信道的數(shù)據(jù)帶寬。這三條信道還會受到其它無線電信號源的干擾，因為802.11b/g WLAN標(biāo)準(zhǔn)采用了最常用的2.4 GHz無線電頻段。而這個頻段還被用于各種應(yīng)用，如藍(lán)牙無線連接、手機(jī)甚至微波爐，這些應(yīng)用在這個頻段產(chǎn)生的干擾可能會進(jìn)一步限制WLAN用戶的可用帶寬。

　　而在同樣是54Mbps的傳輸速率的802.11g與802.11a標(biāo)準(zhǔn)中，802.11a在信道可用性方面更具優(yōu)勢。這是因為802.11a工作在更加寬松的5GHz頻段，擁有12條非重疊信道，而802.11b/g只有11條，并且只有3條是非重疊信道（Channel 1、Channel 6、Channel 11或Channel 13）。所以802.11g在協(xié)調(diào)鄰近接入點(diǎn)的特性上不如802.11a。由于802.11a的12條非重疊信道能給接入點(diǎn)提供更多的選擇，因此它能有效降低各信道之間的沖突。

但事物的兩面性在IEEE802.11a上表現(xiàn)無遺，802.11a也正因為頻段較高，使得802.11a的傳輸距離大打折扣，其無線AP的覆蓋范圍只有802.11b/g的一半左右或更低，以實際情況來說，如果一個802.11b無線AP的室內(nèi)覆蓋可達(dá)80米，那么802.11a就只能達(dá)到30米左右。此外，由于設(shè)計復(fù)雜，基于802.11a標(biāo)準(zhǔn)的無線產(chǎn)品的成本要比802.11b高的多。信道數(shù)占優(yōu)不向下兼容的802.11a最終在市場上失敗也就不難理解。

　　當(dāng)然，802.11g以54Mbps的高速和向下兼容802.11b的優(yōu)勢擊敗了802.11a，但隨無線設(shè)備的普及化802.11b/g目前也面臨困窘。802.11a支持12條非重疊信道，因此其總帶寬為54Mbps*12=648Mbps。而802.11g只支持3條非重疊信道，其總帶寬僅為54Mbps*3=162Mbps。也就是說，當(dāng)接入的客戶端數(shù)目較少時，你也許分辨不出802.11a和802.11g的速度差別，但隨著客戶端數(shù)目的增加，數(shù)據(jù)流量的增大，802.11g便會越來越慢，直至帶寬耗盡，更不用說802.11b了。

　　很多人認(rèn)為Intel新推出的迅馳2代中使用的英特爾PRO/無線2195A/B/G三頻無線網(wǎng)卡新增支持802.11a標(biāo)準(zhǔn)，看做是一種市場的倒退或止步不前，但我們通過以上以上分析，你會發(fā)現(xiàn)Intel或許也正面對這種802.11b/g所帶來的信道和帶寬困惑，至少目前從國外無線普及較早的國外用戶的反饋來看，事實正是如此。

　　此外，雖然目前一些廠商已在開發(fā)一種可在雙頻工作的能夠兼容802.11a（5GHz）和802.11g（2.4GHz）的無線局域網(wǎng)方案，但一個雙頻接入點(diǎn)通常需要兩個獨(dú)立的射頻模塊及相應(yīng)獨(dú)立的數(shù)據(jù)處理能力，這將導(dǎo)致成本在獨(dú)立型設(shè)備上的居高不下。而意法半導(dǎo)體（STMicroelectronics）的頻段交錯技術(shù)等方案其采用頻段交錯技術(shù)的接入點(diǎn)在兩個頻段之間交替工作，而不是同時工作在兩個頻段內(nèi)，雖然能降低成本，但其仍比普通的單頻接入節(jié)點(diǎn)的成本要高。所以，Intel在新一代迅馳中兼容802.11a標(biāo)準(zhǔn)，可以看做是一種新無線標(biāo)準(zhǔn)尚未出臺前的一種無奈的對此有強(qiáng)列需求的用戶短期解決方案。

　　此外，為什么說常用的IEEE 802.11b/g工作在2.4～2.4835GHz頻段，這些頻段被分為11或13個信道——為何有的是11個信道有的又是13個信道呢？這是各國各地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)不同，北美/FCC標(biāo)準(zhǔn)，其采用2.412～2.462GHz，共有11信道，其中1、6、11信道為不重疊的傳輸信道信道；歐洲/ETSI標(biāo)準(zhǔn)，其采用2.412～2.472GHz，共有13信道，其中1、6、13信道為不重疊的傳輸信道信道；小日本，其采用2.412～2.484GHz，14信道，除此而外，還有法國4信道、西班牙2信道等非主流標(biāo)準(zhǔn)。如果無線網(wǎng)卡支持，在安裝驅(qū)動進(jìn)行地區(qū)信道標(biāo)準(zhǔn)選擇時，一般建議選擇FCC（北美）或ETSI（歐洲）標(biāo)準(zhǔn)即可。