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国内首届百兆无线网络设备阅兵式

  Atheros和Super AG技术

  Atheros是无线市场的后来者,最初以技术难度高的802.11a切入市场,在技术上获得了市场的认可。从2001年推出802.11 a芯片开始,2002年推出802.11 a+b产品,并把两者集成在单芯片上。2003年推出802.11g芯片,业务获得了高速的增长,同年推出了802.11 a+g产品,同年又推出了100Mbps的802.11g,也就是Super G技术。2004年Atheros成功的把802.11g的MAC、基带处理器和PHY都用CMOS工艺做在一颗芯片上,创造了里程碑式的产品,实现了单芯片的无线网络解决方案。Atheros近几年成长速度最快的无线芯片厂商。

  由于802.11b/g产品较为普及,采用Super G技术的网络设备生产商更多,所以我们看看也是基于802.11g标准开发的Super G产品。其实Atheros的“Super技术”也同样可以应用于802.11a产品,从而衍生出来Super A,它样能够提供百兆的无线传输带宽。我们这次横评收集的产品中,SMC、华为都送测了支持Super A的产品。

  Super AG技术主要包括Bursting(突发机制)、Compression(压缩技术)、Fast Frames(快速帧)、Dynamic Turbo(动态加速)四种技术:

  突发机制(Frame Bursting)

  帧突发是利用802.11e服务质量(QoS)标准草案开发的传输技术。利用这种技术,可以提升进行通讯的兼容802.11a、802.11b和802.11g设备的吞吐量。

  上图可以更加形象的说明这个问题。在标准的数据传输过程中,每两帧之间都有固定的等候周期,比如DIFS(Distributed InterFrame Sapce,离散帧间空间)、SIFS(Short InterFrame Sapce,短帧空间)。每次传输完一帧之后,无线网络此时将查询是否有其它的产品要传输数据,以允许其它设备有竞争网络的机会。

  应用了帧突发之后,一旦成功传输完毕一帧,无线设备将会连续的传输以系列帧,这样就大大减少了不必要的等待的时间,从而提高了实际的吞吐量。更高的吞吐量则意味着网络中可以容纳更多的用户,因此帧突发机制更进一步的意义是可以提升无线局域网整体容量和性能。

  目前所有的Atheros无线芯片都支持加速时序的突发传输,也可以接收突发传输的信号。如果一个支持帧突发机制的设备同不支持帧突发机制的设备进行通讯,它会自动的采用非突发模式。

  硬件压缩(Compression,基于Lempel-Ziv)

  在Atheros 802.11b/g和802.11a/b/g芯片中整合了完整的硬件数据压缩引擎。这个硬件引擎可以处理多种类型的网络事件,从而达到提高网络效率,并且最终提高吞吐量。数据压缩技术在数据通信中被广泛应用,比如我们都熟悉的用于拨号上网的调制解调器也采用过ITU V.42、ITU V.44或者MNP5等压缩技术——压缩技术的使用,使得56Kbps的调制解调器理论上可以达到22.4kbps的数据下载速率。

  Atheros的硬件数据压缩引擎采用了标准的Lempel Ziv——这种被广泛应用于Pkzip、Winzip和MS Windows操作系统的压缩算法。在进行数据传输之前,Atheros硬件数据引擎首先对于数据进行压缩,接收端接收到之后再依次解压。这就如同我们打算通过email发送一个2MB的文档之前,首先用Winzip压缩成为zip文档然后再发送一样的原因,降低文件传输过程的时间,从而达到更高的吞吐量。

  快速帧(Fast Frames)

  快速帧技术的基本原理是把两帧数据帧捆绑成为一个无线LAN帧,从而增加了每个数据帧所能传输的数据,最终达到提升数据吞吐量的目的。

  之所以可以这么做,是因为网络中传输一帧数据往往由数据头、有效信息、数据尾和网络响应等组成,除有效信息外,往往还包含了诸如有关数据来源何处、要发至哪里、确认是否发送成功等等附加信息。一般情况下,传输每帧数据都有对应的附加信息,当所有附加信息都相同时,显得非常冗余,影响传输速率。如上图所示。

  在典型的以太网传输中,每帧的最大数据为1500字节。快速帧通过不同的算法得以重新组织帧,这还要借助于帧突发机制。一旦在AP-station之间达成协议建立连接,AP和Station之间可以传输3000字节的无线帧。快速帧技术也同样是802.11e QoS 草案所支持的,符合802.11e草案的硬件才能支持快速帧技术。

  动态加速(Dynamic Turbo)技术

  Atheros动态加速技术的核心是信道绑定技术(Channel Bonding),它通过把两个信道绑定从而获得两倍于标准协议的带宽,这个技术同10/100/1000M以太网通过增加连线的数量来提高总体带宽的思路是一样的。

  使用多无线频道可以给数据传输速率带来立竿见影的效果,同时还能“提升”无线传输距离。这是因为在无线传输中,距离同带宽也是具有密切的联系的。比如,一个36Mbps的连接的有效距离肯定比一个18Mbps的连接的有效距离短。而在多信道技术下,一个36Mbps的连接的有效距离将会和原来的18Mbps连接的有效距离相同。

  采用Atheros的支持动态加速芯片的无线AP可以根据网络的“要求”动态的切换到高性能模式。在这种模式下,无线AP和无线网卡可以以更高的速率传输数据。AP设备会定期返回到基本模式下查询是否有其它无线网卡接入,如果有标准设备接入,那么无线AP将无法继续工作在高性能模式下。

  在典型应用模式下,动态加速并不会受到第三方无线网络或者设备的影响。如果无线AP检测到附近有工作在动态加速模式下的设备,那么无线AP将会自动的重新配置为单信道模式,确保已经处于Super G工作模式下的设备的性能。

  在2.4GHz频段上,只能有一个加速频道存在于2437MHz(6频道)上。在5 Ghz 低UNII频段上,可以共存3个加速频道,另外还有两个加速频道可以工作在高UNII频段上(中央频率分别是5765 MHz和5805 MHz)。

  从理论上说,Atheros的这项技术可以被应用到任何单无线信道技术上来提升传输带宽。

  总结一下Super AG技术的主要特点:

  • 兼容性和互操作性

  所有Super G无线技术的产品均符合802.11g标准规格,可确保兼容802.11b标准、802.11g标准的众多产品。Super G无线产品的使用,除了能获得更大的吞吐量之外,对用户、网络、操作系统来说都是透明的。

  • 动态108Mbps数据传输率

  动态108能从108M自动调速到802.11g或802.11b,使所有节点在网络中都高速运行。

  • QoS

  无线多媒体连接会占用更多带宽。Super G产品优良的QoS性能特性,确保流媒体的连接。

  • 安全

  Super G 无线产品可给予无线网络多达十余种的安全特性,并采用了最新的保护功能。

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