在WLAN网络广泛运用的一同，802.11技能也没有中止开展的脚步，2009年802.11n协议正式标准化，再一次完结了物理速率的进步，最高物理速率可以到达了300Mbps。并且，802.11n的A-MPDU(报文聚合)功用充沛进步空间前言的信道利用率，一同带来了WLAN网络的信道承载功用的成倍进步。加上未来跟着新的802.11n芯片和技能的开展，450Mbps物理速率的设备也将被遍及运用，WLAN网络还会将迎来新一轮的腾飞。
一、 物理速率的进步
从微观视点，802.11协议可以分为两个首要部分：链路层事务和物理层传输。链路层事务首要拟定了WLAN链路洽谈的规矩，以及针对WLAN接入服务而规划的系列功用，例如报文重传和承认、重复报文检测、密钥洽谈、加密维护、周游等等。而物理层传输则完结WLAN设备之间的可以完结信号的发送和接纳，并致力于不断进步数据传输的物理速率。
802.11协议族所逐渐完结的物理速率：
·1999年，802.11的根底协议完结了WLAN的根本架构界说，并界说了两种调制形式和速率，为WLAN供给了1Mbps和2Mbps的物理接入速率;
·1999年，802.11b协议直接致力于物理速率的进步，在802.11的根底上提出了High Rate的概念，经过调试形式CCK，将WLAN的最大物理接入速率从2Mbps直接进步到11Mbps;
·1999年，802.11a的面世一方面跳出了本来2.4GHz频段的限制为WLAN运用争取了更多的空间前言资源(5GHz的三段频点，可以供给多达13个不堆叠的作业信道)，别的一方面则经过OFDM调制形式又一次将物理速率进步到了54Mbps。假如单单从数据的传输速率视点，该物理速率现已是一个骄人的成果，在其时必定程度上可以和以太网网络进行比较和抗衡;
·2003年，OFDM调制形式引进到2.4GHz推出了802.11g协议，该协议在802.11b的根底上扩大支撑了OFDM调制形式，使得WLAN在2.4GHz上也可以完结54Mbps的物理传输速率。802.11g并没有为WLAN协议的物理速率的进步，而只是关于已有技能的扩展运用;
·2009年，长达10年的缄默沉静后802.11n协议的推出从头对WLAN物理速率进行了一次洗牌，从调制形式开端、引进了MIMO技能、完结了2个信道的绑缚运用，乃至对信号距离调整，将WLAN的物理传输速率推到了300Mbps，特别在3条流的根底上可以到达450Mbps的物理速率。
经过图1可以看出，802.11n年代完结了WLAN的高速无线接入，从物理速率上现已超出了其他无线网络，为WLAN无线网络的广泛运用带来了无限的远景和希望，为WLAN的久远开展奠定了坚实的根底。
图1 802.11的速率增加暗示
究竟哪些技能促成了此次802.11物理传输速率质的腾跃?
首要，经过调制方法的改变，将根本的物理速率从802.11a和802.11g的最高54Mbps进步到了65Mbps，该速率也是单条流20Mhz频宽默许状况下的最大物理速率。
其次，802.11n提出了MIMO技能，经过多条流一同发送数据，完结了相一同间内发送成倍的数据，终究将802.11n的物理传输速率成倍的进步。例如，在20Mhz频宽选用800ns GI条件下，两条流发送可以将物理速率从65Mbps进步到130Mbps，三条流可以将物理速率从65Mbps进步到195Mbps(如表1所示);
再次，传统802.11a/g运用的频宽为20MHz，而802.11n协议可以支撑将相邻两个频宽绑定为40MHz来一同运用。便是40MHz绑定技能有用地进步所用频谱的宽度，将本来的52个有用子载波扩展到了108个，将802.11的物理速率进步了2.077倍左右。例如，在一条流800ns GI条件下，信道绑缚可以将物理速率从65Mbps进步到135Mbps(如表1所示);
终究，经过深层里的发掘，可以将物理发送信号之间的GI从800ns调整到400ns，802.11n又为物理速率找到了大约1.11倍的进步。
表1给出了802.11n常见的物理速率(指定条件下体系供给的最高物理速率)，并给出几个根本物理速率详细描述和解说：
表1. 802.11n常见的物理速率
·65Mbps：为20Mhz形式下单条流的最大物理发送速率(没有发动short GI)，一些前期的无线网卡或许都是一条流的11gn网卡，此类网卡数据发送时运用一条流，所以可以到达的最大物理速率为65Mbps;
·130Mbps：现在干流的11gn的物理速率，因为11gn不堆叠信道只要3个，所以一般选用20Mhz形式并且不运用short GI特性，此刻根本的无线客户端运用两条流进行数据发送，可以到达最大物理速率为130Mbps;
·300Mbps：11an不堆叠信道相对11gn比较多，所以在11an形式下可以挑选选用40Mhz形式并可以发动short GI功用，这样比较干流的11n客户端运用两条流发送数据，完结了300Mbps的最大物理速率。
二、 WLAN功用的同步进步
802.11n技能带来了物理速率的成倍进步，可是单单依托物理速率的进步可以一同带来WLAN网络功用和吞吐的成倍进步吗?
802.11协议界说每发送一个报文都必定进行信道竞赛，都需求依据形式增加物理层报文头，关于单播报文还需求等候物理层的ACK承认，等等这些和实践发送的报文相同都需求耗费信道资源。
在表2中假定继续发送1538bytes巨细的单播报文，在不考虑重传和错包状况下，来比照一下54Mbps、130Mbps和300Mbps物理速率能为WLAN带来的理论功用：
表2. 继续发送1538字节报文的理论功用比照
经过表2可以看到，尽管物理速率完结近6倍的进步，但功用并没有同比上升。因而假如802.11n只是满足于物理速率，估量终究只能成为实验室的铺排。为了脱节这个窘境，802.11n协议有必要完结WLAN网络功用的同步进步，为WLAN运用制造出满足的诱惑力，这个前史重担交给了报文聚合A-MPDU功用。
802.11的任何一个报文在物理发送时会被作为一个MDPU发送，每一次发送都必定需求信道竞赛和躲避，然后耗费信道资源。而报文聚合A-MPDU经过将多个MPDU聚合为一个物理层报文，只需求进行一次信道竞赛或躲避，就可完结N个MPDU的一同发送，然后减少了发送N-1个MPDU报文所带来的信道资源耗费。经过报文聚合特性，充沛进步了信道资源的利用率，极大地完结了802.11网络功用的进步。
下图为A-MPDU的结构图，其间MPDU Delimiter是为了A-MPDU而专门界说，别的A-MPDU技能只会聚合同一个客户端的MPDU：
图2 报文聚合结构
在A-MPDU报文聚合特性，得到了Block ACK功用的强壮支撑。一般的802.11网络中，任何一个单播报文都需求得到意图设备的ACK承认，每一个ACK都是一个802.11报文，都需求耗费信道资源。而Block ACK可以合作A-MDPU特性，关于整个A-MDPU中一切的802.11报文只需求一个Block ACK报文，充沛减少了信道资源的耗费。
经过下面WLAN功用的理论剖析(如图3、4、5、6)，可以看出802.11的A-MPDU报文聚合为WLAN网络带来了极大的功用进步(剖析中，假定每一个802.11报文都为1534bytes)：
图3 20MHZ聚合报文数和功用联系
图4 20MHZ聚合报文数和信道利用率联系
图5 40MHZ聚合报文数和功用联系
图6 40MHZ聚合报文数和信道利用率联系
至此可以了解，尽管802.11n的物理速率完结了挨近6倍的进步，却没有为WLAN功用带来大的进步，可是却经过A-MPDU报文聚合将WLAN功用进步了6倍多，终究完结了WLAN网络物理传输速率和功用的同步进步，将WLAN运用带到了一个高速接入的年代。
三、 WLAN接入事务运用感触
802.11n技能将WLAN网络带到了一个高速年代，一个11N的网络的理论功用全体要高于平等条件下11G的WLAN网络，实践的运用作用肯定会得到必定的改进。
经过对常用的网络工具，及对学校网流量的抓包剖析发现：在实践的网络流量中大部分的报文并不是咱们等待的1500Bytes的报文，而偏偏都是小于100Bytes的小报文，而100字节报文的功用要比1500bytes字节的报文的功用差得远。经过屡次剖析发现实践网络中的巨细报文可以参阅下面的经历(如表3所示)：
表3. 报文巨细分类计算
报文巨细分类计算在这样的网络运用条件下，一个11a或许11g的WLAN网络中一个信道，即便在洁净的环境条件下，也只可以支撑的如下数据传输功用(如表4所示)：
表4. 非11N网络运用功用剖析
非11n网络运用功用剖析看到这儿或许会考虑11n网络的A-MPDU报文聚合将WLAN的功用带到了一个新的高度，全体的运用功用应该会有十分大的改进。可是，一切功用的剖析和测验都是在尽或许发送大的数据报文的前提下获取的，只能在必定程度上体现出对事务运用的支撑才能。详细11n网络实践运用状况又会怎样?下面以H3C公司本身运用为例(如表5所示)，计算WLAN网络一切11n客户端报文聚合状况(现在依照聚合报文的个数直接映射到参阅的报文巨细)：
表5. H3C公司WLAN网络一切11n客户端报文聚合状况的计算
从11n客户端的数据传输来看，一般的报文聚合个数会集在3-4个左右，也便是说在此网络中一个40Mhz绑缚信道的最好的功用或许只能到达60Mbps左右。这个剖析仍是考虑整个网络都是11n客户端的状况，假如网络中一同存在11a或许11g的客户端则总的功用肯定要远小于这个功用。
也可以幻想实践11n网络，其聚合才能也应该和上面的计算适当根本适当，并且关于11a和11g的兼容、搅扰和抵触的存在，以及其他非有用报文的信道耗费，实践的信道功用会远远低于60Mbps。
为了更好的了解网络的功用，可以将11n网络中的A-MPDU报文聚合的状况进行分类计算。针对11gn的网络(20MHz运用)完结如下三种网络运用状况下的信道实践运用功用，全体体现而言，11n技能在实践运用中相关于11g或许带来WLAN信道功用2-3倍的进步(如表6所示)
表6. 11n网络运用功用剖析
四、 影响和限制WLAN网络实践运用的要素
可是，不管速率和功用怎么开展，802.11本身的特色极大的限制和影响着整个网络的实践运用，使得实践的感触并不能到达理论的希望。
例如，在一个固定的方位，信道前言的空间资源便是100%，一切的WLAN设备、任何的WLAN报文都会耗费这个资源，非事务报文耗费的信道越多，全体的网络的功用就会下降，在必定程度上也会影响到网络的安稳运转：
·任何的一台AP假如要供给WLAN接入服务，都需求定时发送Beacon报文，默许状况下每一个AP的一个接入服务一秒钟需求发送10个beacon报文;
·无线客户端不管是否接入到WLAN网络中，都会定时发送probe request报文恳求周围的无线服务;
·一般状况下，AP收到probe request恳求报文都需求回应对应的probe response报文，并且假如一个AP有多个无线接入服务则需求发送多个probe response报文;
·而一切的这些办理报文，都需求运用强制速率发送，并且一般需求运用最低物理速率发送;
·假如一个环境中AP数量比较多，无线客户端数量十分多，这些非事务的办理报文就或许会耗费5%-20%的信道资源。
再如， WLAN网络为无线客户端供给了随时随地的快捷，一同也有必要接受不同信号强度的客户端的接入。WLAN协议以为，低速率发送报文时带着的信息要比高速率少，所以发送成功的概率就会高。所以当无线客户端的信号强度比较低时，数据报文的发送一般会运用较低的物理速率发送，这样会使得整个WLAN网络的功用下降。
以下是一个学校网络中的无线客户端的状况剖析(如表7和表8所示)，该网络中有30%的用户的信号强度低于25，而AP有一半的报文发送的物理速率达不到最大物理速率的60%，依照大略评价因为这个要素带来的功用的下降超越40%。
表7. 无线客户端信号强度状况剖析
表8. 报文发送速率剖析
在WLAN网络的布置、优化和剖析中，可以确认以下的环境和网络等要素都会限制着整个WLAN网络的运用功用和实践感触：
·在实践网络环境中，或许存在多个WLAN网络，一切的这些网络实践上同享一个信道资源和功用;
·实践运用中，一个信道中很多的WLAN设备会形成抵触防止作用削弱，而有或许演变成搅扰和抵触，导致报文的重传和丢掉，形成无谓的信道资源耗费，下降整个WLAN网络的功用;
·AP设备和无线终端随意的方位会带来很多的躲藏节点，同样会带来抵触和搅扰，形成信道资源耗费，下降网络功用;
·很多的无线终端和AP，为了完结WLAN服务的发现，会带来信道中呈现很多的办理报文，这些报文一般依照较低的物理速率发送，需求耗费信道资源;
·网络中一直充满着很多的播送报文，一切的播送报文一般依照较低的物理速率发送，需求耗费信道资源;
·WLAN的物理速率不是固定的，而是一个速率调集，一个报文可以运用这个速率调集的任何速率发送，依据经历，，一个比较好的网络中，信号强度十分好的客户端若可以有60%之上的报文选用高速率发送现已是十分抱负;
·默许大部分的AP设备不会操控WLAN网络信号掩盖边际地带的客户端接入，这些客户端的信号强度十分低，会形成大部分乃至超越70%的报文都会依照较低的物理速率进行发送。
五、 结束语
802.11技能的开展全体进步了WLAN网络的运用功用，会极大地进步实践事务运用的感触。可是还需求慎重的了解到实践WLAN网络运用的复杂性，各种意想不到的环境、要素和搅扰一同作用和影响，或许使得网络的实践运用作用和理论功用存在较大的误差，并且这些原因往往错综复杂、难于剖析和量化。所以，在实践的WLAN网络接入的运用中，需求依据事务的需求和流量的改变而长时间不断地进行优化。
