802.11n
802.11n是Wi-Fi联盟在802.11a/b/g后面的一个无线传输标准协议,为了实现高带宽、高质量的WLAN服务,使无线局域网达到以太网的性能水平,802.11任务组N(TGn)应运而生。802.11n 标准是下一代的无线网络技术,可提供支持对带宽最为敏感的应用所需的速率、范围和可靠性。802.11n 结合了多种技术,包括 Spatial Multiplexing MIMO (Multi-In, Multi-Out) (空间多路复用多入多出)、20和 40MHz 信道和双频带 (2.4 GHz 和5 GHz),以便形成很高的速率,同时又能与以前的 IEEE 802.11b/g 设备通信。
2018年10月,WiFi联盟正式宣布,将简化相应技术标准的名称,802.11n更名为WiFi 4。
基本信息
- 属性
无线传输标准协议
- 工业标准
IEEE802.11
- 应用行业
信息与通信
- 发布时间
2009年5月12日
- 又名
WiFi 4
- 外文名
IEEE 802.11n-2009
- 名称
802.11n
基础定义
IEEE 802.11n使用2.4GHz频段和5GHz频段,IEEE 802.11n标准的核心是MIMO(multiple-input multiple-output,多入多出)和OFDM技术,传输速度300Mbps,最高可达600Mbps,可向下兼容802.11b、802.11g。
北京时间2009年9月14日消息,据国外媒体报道,行业标准组织IEEE(电气与电子工程师学会)在9月11日批准了802.11n高速无线局域网标准。在该标准支持下的产品理论速率为300Mbps,较之前的802.11a/g产品的54Mbps有极大提升。IEEE当天并未公开宣布这一消息,但802.11n工作组的主席Bruce Kraemer向工作组的成员发送了通知邮件。802.11n工作组成员包括一系列的Wi-Fi芯片制造商、软件开发人员和设备制造商。
演绎过程
IEEE 802.11工作组意识到支持高吞吐将是WLAN技术发展历程的关键点,基于IEEE HTSG (HighThroughput Study Group)前期的技术工作,于2003年成立了Task Group n (TGn)。n表示Next Generation,核心内容就是通过物理层和MAC层的优化来充分提高WLAN技术的吞吐。由于802.11n涉及了大量的复杂技术,标准过程中又涉及了大量的设备厂家,所以整个标准制定过程历时漫长,预计2010年末才可能会成为标准。相关设备厂家早已无法耐心等待这么漫长的标准化周期,纷纷提前发布了各自的11n产品(pre-11n)。为了确保这些产品的互通性,WiFi联盟基于IEEE 2007年发布的802.11n草案的2.0版本制定了11n产品认证规范,以帮助11n技术能够快速产业化。
根据WIFI联盟2009年初公布的数据,802.11n产品的认证增长率从2007年成倍增长,全球已经有超过500款的11n设备完成认证,2009年的认证数量必将超出802.11a/b/g。
解释
产生
在各种无线局域网技术交织的战国时代,WLAN(即无线局域网)、蓝牙、HomeRF、UWB等竞相绽放,但IEEE802.11系列的WLAN是应用最广泛的。自从1997年IEEE802.11标准实施以来,先后有802.11b、802.11a、802.11g、802.11e、802.11f、 802.11h、802.11i、802.11j、802.11ac、802.11ad等标准制定或者酝酿,但是WLAN依然面临带宽不足、漫游不方便、网管不强大、系统不安全和没有杀手级的应用等。就像VoIP应用中一个全新的领域VoWLAN那样,虽被业内人士看作是WLAN最有希望的杀手级应用,却因为这四个“不”,很难进一步发展。
600Mbps的美妙前景,100Mbps的净吞吐量。
技术
802.11n主要是结合物理层和MAC层的优化来充分提高WLAN技术的吞吐。主要的物理层技术涉及了MIMO、MIMO-OFDM、40MHz、Short GI等技术,从而将物理层吞吐提高到600Mbps。如果仅仅提高物理层的速率,而没有对空口访问等MAC协议层的优化,802.11n的物理层优化将无从发挥。就好比即使建了很宽的马路,但是车流的调度管理如果跟不上,仍然会出现拥堵和低效。所以802.11n对MAC采用了Block确认、帧聚合等技术,大大提高MAC层的效率。
应用
在传输速率方面,802.11n可以将WLAN的传输速率由802.11a及802.11g提供的54Mbps,提高到300Mbps甚至高达600Mbps。得益于将MIMO(多入多出)与OFDM(正交频分复用)技术相结合而应用的MIMO OFDM技术,提高了无线传输质量,也使传输速率得到极大提升。
在覆盖范围方面,802.11n采用智能天线技术,通过多组独立天线组成的天线阵列,可以动态调整波束,保证让WLAN用户接收到稳定的信号,并可以减少其它信号的干扰。因此其覆盖范围可以扩大到好几平方公里,使WLAN移动性极大提高。
在兼容性方面,802.11n采用了一种软件无线电技术,它是一个完全可编程的硬件平台,使得不同系统的基站和终端都可以通过这一平台的不同软件实现互通和兼容,这使得WLAN的兼容性得到极大改善。这意味着WLAN将不但能实现802.11n向前后兼容,而且可以实现WLAN与无线广域网络的结合,比如3G。
两个阵营
让人遗憾的是,802.11n处于一种“标准滞后、产品早产”的尴尬境地。802.11n标准至2009年才得到IEEE的正式批准,但采用 MIMO OFDM技术的厂商已经很多,包括D-Link,Airgo、Bermai、Broadcom以及杰尔系统、Atheros、思科、H3C、Intel等等,产品包括无线网卡、无线路由器等,而且已经大量在PC、笔记本电脑中应用。