掀起n时代的大幕──深度解析IEEE 802.11n（草案）标准
特别策划
1997年无线网络技术出现至今，十年光阴，IEEE 802.11a、IEEE 802.11b、IEEE 802.11g……IEEE 802.11x系列标准引导着羸弱的无线网络不断前行，如今速度能够超越普通百兆有线网络的IEEE 802.11n无线标准已初露锋芒，无线网络正酝酿着一场挑战有线网络霸主地位的变革，其先头部队IEEE 802.11n（草案）产品已经上路，n时代的大幕业已掀起……
展示无线技术的征程
被长期、广泛应用的百兆有线网络（100Mbps）丧失传输速率、覆盖范围等优势，江山易主，拥有300Mbps甚至500Mbps的传输速率的IEEE 802.11n无线产品成为世界的“命脉”。
随着有线以太网的成熟，扛着“无须布线，方便建设”大旗的无线局域网开始出现。由于无线局域网没有布线施工的麻烦，接入又非常方便，因此大受家庭用户和中小企业的青睐。初期的无线局域网满足了人们联机上网的最低要求，随着它的方便性得到肯定，使用人数逐渐增多，人们对无线局域网带宽、覆盖范围、安全性等方面的要求不断提高，无线局域网技术的发展由此加速……
现在，让我们来回顾一下无线局域网技术的发展历程。
国际电子和电子工程师协会(IEEE)于1997年定义了无线局域网的第一个标准——IEEE 802.11，虽然开始仅有2Mbps的传输速率，但这为无线局域网翻开了划时代的一页。1999年，IEEE分别针对2.4GHz和5GHz工作频段补充了IEEE 802.11b以及 IEEE 802.11a两个标准，并将无线局域网的传输速率提升到11Mbps与54Mbps。
IEEE 802.11a虽有较高的传输速率，但却有着涵盖范围小的缺点，并且因为工作频段的不同而无法和IEEE 802.11b兼容。因此IEEE又于2003年制定了具有54Mbps高速传输速率且兼容IEEE 802.11b的新标准IEEE 802.11g。IEEE 802.11g产品是现今使用最广泛的无线产品。
所有无线产品的传输速率都会因距离及环境因素的影响而降低。传输距离长会导致接收信号强度降低并使无线产品自动降低传输速率，而且无线局域网采用了共享机制，不断增多的使用者会降低每个用户的数据吞吐量。
目前，适用范围最为广泛的 IEEE 802.11g依然存在着不少问题：第一，来自2.4GHz工作频段的干扰，相当多的设备采用此工作频段，如微波炉、蓝牙、无线数字电话等，因此这类干扰大幅度降低了IEEE 802.11g产品的实际性能；第二，传输速率不如预期效果，虽然理论上传输速率有54Mbps，但实际使用时传输速率却只有20Mbps左右，相对于有线网络的100Mbps或1000Mbps，54Mbps明显不足；第三，传输范围小，在室内有障碍物的环境中，实际传输距离并不能达到30米。
前几代标准存在的问题，促使IEEE在2004年开始着手研究新一代的无线网络标准——IEEE 802.11n，目标是将无线局域网传输速率提升至600Mbps并且增大传输范围，以取代现行的IEEE 802.11g和802.11g+标准。未来，在IEEE 802.11n标准的支持下，点对点传输、VoIP通讯、数据备份等需要高带宽的应用都将大范围普及，甚至播放高清影片也不会有困难。
资询 为何标准未定产品先行
作为一种能提供上百兆带宽传输能力的无线技术，IEEE 802.11n（草案）具有先天的技术优势，而正是这种百兆有线网络技术无法比拟的优势，才造成了目前“标准未定，产品先行”局面的出现，IEEE 802.11n（草案）产品市场化的发展态势超乎寻常……
2004年1月，IEEE宣布成立代号为n的工作小组，负责研究开发下一代无线局域网标准IEEE 802.11n。各家网络通讯厂商对于新的无线网络技术表现得非常热情。以得州仪器和Broadcom为首的六家公司组合成的WWise联盟于2004年8月17日向IEEE 802.11n工作小组提交了草案标准。而另一个以英特尔、索尼、思科为首组成的TGn Sync联盟也于8月23日提交了自己的草案标准。两大阵营旗鼓相当，因此导致IEEE 802.11n的制定陷入一年多的僵局。
由于数字家庭与Web2.0相关技术的逐渐成熟，对于频宽的需求也日益提升，旧有的IEEE 802.11g已经无法满足需要，因此英特尔在2005年10月登高一呼，召集两大阵营一起合作，以最快的速度组成EWC（Enhanced Wireless Consortium）联盟提出草案，并于2006年1月获得IEEE承认，正式成为IEEE 802.11n草案标准（图1）。由于市场的强烈需求，各大厂商开始生产符合1.0草案版本的draft n相关产品。
Wi-Fi联盟也宣布在今年上半年Wi-Fi产品互通认证的测试项目中加入尚在开发中的draft n标准。
家庭/企业对高速无线传输的渴求，再加上网络厂商急需新一代的产品引领潮流及新趋势，因此在抢夺市场的前提下，各网络设备厂商及系统厂商积极开发基于IEEE 802.11n草案的无线产品，网络设备厂商中D-Link、Belkin、ASUS、Linksys、Buffalo等皆有符合IEEE 802.11n标准（草案）的相关产品在市场上贩卖。以D-Link为例，目前它已在全球同步推出支持微软
解析n时代的技术
作为一种能够决定未来局域网架构乃至广域网构成的无线技术，IEEE 802.11n（草案）高带宽、高质量的WLAN服务，已使一个能够超越普通百兆有线网络的无线局域网初露端倪，即使该标准现在还背负“草案”二字，但它仍令你我身旁的普通百兆有线网络显出 “老态”。看来，这个代表了网络未来趋势的“草案”标准值得解析……
IEEE 820.11n（草案）与今天绝大多数网络设备都支持的WLAN标准IEEE 802.11g和第一个被市场所接受的WLAN标准IEEE 802.11b相比，它具有传输速率快、覆盖范围广等特点，它的最高传输速率可达320Mbps甚至500Mbps，这一特点足以使无线网络替代有线网络成为可能。
此外，IEEE 802.11n（草案）还融合了多种技术，包括OFDM（正交频分复用）、MIMO（多入多出）、智能天线（Smart Antena）、20MHz和40MHz（2.4GHz和5GHz）信道带宽及双频段等，这些技术使得IEEE 802.11n（草案）标准空前强大，更具包容性，没有了它们就不会有IEEE 802.11n（草案）的出台。当然，IEEE 802.11n正式标准中也肯定会出现这些技术。
OFDM（正交频分复用）：将信道分成许多正交子信道，并在每个子信道上进行窄带调制和传输，各个子信道的载波相互正交以减少子信道间的相互干扰。
MIMO（多入多出）：MIMO是Multiple Input Multiple Output的缩写，MIMO的主要任务是将资料经过多重切割之后，经由多重天线并行同步传送。在传送的过程中，切割过的数据经由不同的天线、不同的路径反射或穿透障碍物，到达接收端，再由相关算法重新计算后进行重组。
经由多支面向不同方向的天线进行收发，一来可以减少遇到障碍物或干扰源的骚扰；二来就算遇到障碍物或干扰源也只要重传遗失的数据而不需要全部重传（图2）。
智能天线 (Smart Antena)：其实这是一个由多组独立天线组成的天线阵列，天线阵列以调整相位差的方式动态地调整信号的方向，就如同加装了一支定向天线，将信号传向接收数据的目标区，以扩大无线网络的最大覆盖范围（图3）。
20MHz与40MHz：IEEE 802.11n支持“宽广”的40MHz信道带宽，同时向下支持IEEE 802.11a/b/g所使用的20MHz信道带宽。在OFDM调变的支持下，使用更为“宽广”的40MHz信道可以大幅提升传输性能。
现有芯片厂家提供的IEEE 802.11n（草案）芯片方案如下：
Atheros的XSPAN芯片方案
Broadcom的Intensi-fi芯片方案
MARVELL的TOP DOG芯片方案
TI的WiLink芯片方案
Airgo的AGN400芯片方案
期待n时代的未来
发展双频段产品。现在市面上主流IEEE 802.11n（草案）产品的工作频段仍以2.4GHz为主，这主要是为了兼容目前市场上销量最大的IEEE 802.11g产品，但多家芯片厂商已宣布会生产可同时工作在2.4GHz和5GHz两个频段的芯片，届时IEEE 802.11n产品的传输速率会再提高一倍。目前各大网络设备厂商也已开始行动，如D-Link已经在美国CES大展上推出了双频IEEE 802.11n（草案）路由器产品DIR-855。
控制成本。目前IEEE 802.11n（草案）仍处于芯片组阶段，为了进一步降低制造成本，单芯片将是IEEE 802.11n（草案）研发中的重点，而为了将这项技术的应用领域扩展至便携式电子产品与手机，小型化与低工耗技术也将是研发的重点。
有线向无线过渡。由于IEEE 802.11n（草案）的传输速率已大幅超越现今使用最广泛的百兆有线网络，再加上无线网络不需要布线、易于共享的特性，无线网络将会和有线网络真正的开始结合，而且目前仍依赖以太网的各类消费性电子产品也将逐渐向无线网络靠拢，无线数字家庭的实现指日可待。
产品和市场走向成熟。目前IEEE 802.11n（草案）产品价格不菲，我们在选择此类产品时，应该根据自身的情况以及对无线网络的需求来作出决定。在一般情况下，由于正式标准尚未确定，不可避免地会出现草案产品是否能平滑升级、是否能与现有产品兼容等一系列问题，所以若非迫切需要，我们还是应该保持观望态度。当然，当IEEE 802.11n正式标准推出后，肯定会有更多产品面市。随着购买人群的增加，此类产品的生产成本会进一步下跌，此时再购进相关产品则更为明智。