1997年，IEEE批準(zhǔn)了最基本的Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)。自那以后，設(shè)備廠商和不同的802.11工作組一直在從正式的擴(kuò)展和專有的功能兩方面來(lái)馴服它。目前很多正在進(jìn)行的工作都涉及到如何控制共享的無(wú)線電頻率，以防止來(lái)自一臺(tái)客戶端設(shè)備的傳輸堵塞其他客戶端設(shè)備。

現(xiàn)在，802.11e QoS標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)推出，并被應(yīng)用在產(chǎn)品中來(lái)提供數(shù)據(jù)包優(yōu)先級(jí)和呼叫接入控制(CAC)。CAC是一種應(yīng)用于語(yǔ)音傳輸流的擁塞規(guī)避機(jī)制。但是，鑒于Wi-Fi與生俱來(lái)共享的、面向競(jìng)爭(zhēng)的媒體訪問控制(MAC)機(jī)制，在網(wǎng)絡(luò)上取得可靠的性能還需要更多特殊的辦法。

通信時(shí)間管理

其中一個(gè)問題是每個(gè)數(shù)據(jù)包耗費(fèi)的通信時(shí)間量取決于它的數(shù)據(jù)傳輸速率。Wi-Fi系統(tǒng)在調(diào)度傳輸時(shí)必須考慮這點(diǎn)。換句話說(shuō)，系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)為更快的客戶端設(shè)備分配更多的傳輸機(jī)會(huì)，使它們得到公平份額的通信時(shí)間。否則，它們會(huì)被較老的、速度慢的客戶端拖了后腿。

為了解決這個(gè)問題，許多Wi-Fi廠商推出他們自己的附加QoS機(jī)制。

新興廠商Aerohive是這個(gè)領(lǐng)域推出增強(qiáng)機(jī)制的最新廠商。其動(dòng)態(tài)通信時(shí)間調(diào)度技術(shù)有點(diǎn)類似于IP路由技術(shù)中的加權(quán)輪詢QoS功能。加權(quán)輪詢QoS讓客戶端設(shè)備輪流傳輸，但根據(jù)你所制定的策略規(guī)定的變量分配調(diào)度傳輸流的權(quán)重。

例如，遠(yuǎn)離AP的客戶端設(shè)備傳輸速率低于附近AP的客戶端，因此消耗更多的通信時(shí)間。動(dòng)態(tài)通信時(shí)間調(diào)度技術(shù)解決了這個(gè)問題。Aerohive公司產(chǎn)品管理經(jīng)理Adam Conway解釋說(shuō)，一旦來(lái)自于某客戶端設(shè)備的數(shù)據(jù)包被傳送到發(fā)射隊(duì)列的最前面，那么這臺(tái)客戶端的通信時(shí)間就被支取了。

很多其他廠商，包括Aruba Networks和Meru Networks，也擁有公平分配無(wú)線電頻率的類似附加機(jī)制。來(lái)自這些廠商的這種能力常常被稱為“通信時(shí)間公平性”。

Riverside Health是美國(guó)Yonkers市一家擁有450張床位的醫(yī)院。該醫(yī)院高級(jí)網(wǎng)絡(luò)管理員Niall Pariag正在使用Aerohive解決方案。在最后選擇廠商的測(cè)試中，Pariag比較了Aerohive和Meru Networks的通信時(shí)間調(diào)度能力。

據(jù)Pariag說(shuō)，Meru的機(jī)制“假設(shè)802.11n客戶端設(shè)備比802.11g客戶端更快”。然而在現(xiàn)實(shí)中，802.11n客戶端設(shè)備由于距AP的距離較遠(yuǎn)，可能實(shí)際上以比802.11g客戶端設(shè)備更慢的速度進(jìn)行傳送。他說(shuō)：“因此Meru的解決方案只在有的時(shí)候有效。”

波束形成

除了通信時(shí)間管理，你可能還聽人們提到過所謂發(fā)射波束形成(Beamforming)的RF功能。有兩件事需要記住：首先，波束形成有多種類型和不同的實(shí)現(xiàn)方式，因此并不是所有的波束形成都是一樣的(或標(biāo)準(zhǔn)的);其次，在大型、全無(wú)線的環(huán)境中，一些類型的波束形成技術(shù)最終將成為使各類客戶端設(shè)備以最佳的、可預(yù)測(cè)的速度運(yùn)行和減少不必要、麻煩的干擾的必要條件。

波束形成到底是什么呢?這么說(shuō)吧，它涉及到一臺(tái)WLAN接入點(diǎn)(AP)將能量直接聚焦在接收Wi-Fi客戶端的設(shè)備上。該功能的一個(gè)目標(biāo)是改善客戶端設(shè)備的信號(hào)接收能力，并因此提供更好的、更一致的吞吐量。另一個(gè)目標(biāo)則是避免由全向天線造成的不必要的干擾。全向天線假設(shè)客戶端設(shè)備在一個(gè)位置的可能性與另一個(gè)位置完全一樣。因此，它們向各個(gè)方向發(fā)射能量，從而不僅浪費(fèi)大量的能量，還造成不受歡迎的干擾。

目前，有兩種實(shí)現(xiàn)波束形成的主要方式：芯片級(jí)波束形成和基于天線的波束形成。

關(guān)于基于芯片的波束形成，Cisco的新1140 Draft N AP采用名被稱為ClientLink的一種專有類型的芯片級(jí)波束形成技術(shù)。它旨在通過改進(jìn)老客戶端設(shè)備中的信號(hào)增益來(lái)保護(hù)對(duì)運(yùn)行在混合模式802.11a/g/n Wi-Fi環(huán)境中的802.11a和11g技術(shù)的投資。它在做這件事時(shí)不需要客戶端設(shè)備也具有波束形成功能。與新出現(xiàn)的802.11n波束形成可選標(biāo)準(zhǔn)相比，這是Cisco實(shí)現(xiàn)中的關(guān)鍵差異。在草案802.11n標(biāo)準(zhǔn)中，AP和客戶端設(shè)備都必須具有波束形成功能。

而關(guān)于基于天線的波束形成，新興廠商Ruckus Wireless公司將其業(yè)務(wù)建立在這種動(dòng)態(tài)波束形成技術(shù)基礎(chǔ)上。這種技術(shù)的應(yīng)用并不僅僅局限于該公司的802.11n產(chǎn)品。這種有時(shí)也被稱為智能天線技術(shù)的方式只需要AP端的波束形成。天線固件連續(xù)采集客戶端設(shè)備環(huán)境的信息，然后根據(jù)采集到的信息相應(yīng)調(diào)整發(fā)射的電波，使電波在任何時(shí)候都處在最佳聚焦?fàn)顟B(tài)。它們通過保持成千上萬(wàn)條連接某一客戶端設(shè)備的可能的連接路徑，并在傳送每個(gè)數(shù)據(jù)包的基礎(chǔ)上動(dòng)態(tài)選擇連接某一客戶端設(shè)備的最佳路徑來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。技術(shù)術(shù)語(yǔ)中的“最佳路徑”是指兩端的通信設(shè)備發(fā)射的信號(hào)振幅匹配或同步的路徑。

Wi-Fi廠商一決高低

前面提到的通信時(shí)間公平性和波束形成是不同的技術(shù)(通常是這樣)。不過，你會(huì)發(fā)現(xiàn)Cisco認(rèn)為波束形成和通信時(shí)間公平性在其Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)中基本上是同義詞。與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手不同，Cisco通過它最近宣布的波束形成技術(shù)ClientLink向通信時(shí)間公平性問題發(fā)起攻擊。ClientLink更好地將RF能量向老802.11a/g客戶端設(shè)備聚焦來(lái)改進(jìn)它們的性能――不管網(wǎng)絡(luò)中有沒有802.11n客戶端設(shè)備。

不過，Cisco公司移動(dòng)性解決方案高級(jí)經(jīng)理Chris Kozup解釋說(shuō)，一個(gè)附帶的結(jié)果是：如果混合802.11a/g/n網(wǎng)絡(luò)中的一臺(tái)802.11a/g客戶端設(shè)備的性能得到改進(jìn)，這將為802.11n客戶端設(shè)備傳送信號(hào)騰出更多的通信時(shí)間。Kozup斷言：“其他廠商限制老客戶設(shè)備來(lái)確保11n設(shè)備的發(fā)言權(quán)。”

Kozup談到的那些其他廠商卻并不這樣認(rèn)為。

通信時(shí)間公平性先驅(qū)，Meru Networks公司首席設(shè)計(jì)師Joe Epstein說(shuō)：“通信時(shí)間公平性的概念眾所周知。”例如，Meru、Aruba、Motorola以及最近Aerohive都在嘗試在某一時(shí)間防止網(wǎng)絡(luò)上最慢的客戶端設(shè)備拖累Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)其余部分的性能。

為此，他們動(dòng)態(tài)確定每臺(tái)客戶端設(shè)備耗費(fèi)的通信時(shí)間的精確數(shù)量(微秒級(jí))，然后利用算法調(diào)整每臺(tái)客戶端設(shè)備得到的傳輸機(jī)會(huì)的數(shù)量。這類算法考慮每臺(tái)客戶端設(shè)備的各種特性，如吞吐量、距AP的距離，甚至802.11n的比較效率(如數(shù)據(jù)包聚合和40MHz信道)。其主要目標(biāo)是確保最慢的客戶端設(shè)備不限定網(wǎng)絡(luò)上所有客戶端設(shè)備的速度和獨(dú)占頻率資源。

就Aerohive而言，當(dāng)該公司本月初宣布推出Dynamic Access Scheduling時(shí)，它宣稱Meru、 Aruba和其他廠商的通信時(shí)間公平性算法采用基于協(xié)議的算法。公司產(chǎn)品管理經(jīng)理Adam Conway說(shuō)，競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手假設(shè)客戶端設(shè)備的傳輸速度僅僅基于802.11a/b/g或n協(xié)議定義的最大連接速度，而沒有動(dòng)態(tài)考慮吞吐量、距離和其他因素。

事實(shí)不是這樣!Meru和Aruba反駁道。這兩家公司說(shuō)它們采用客戶端設(shè)備傳輸?shù)膭?dòng)態(tài)時(shí)間測(cè)量數(shù)據(jù)來(lái)公平地分配通信時(shí)間。

從這里開始，不同的廠商采用不同的算法，根據(jù)不同的變量(如應(yīng)用、客戶端設(shè)備類型、SSID、用戶等等)分配權(quán)重來(lái)優(yōu)化每一臺(tái)客戶端設(shè)備的性能。這樣，一些客戶端設(shè)備在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候可以得到比其他客戶端設(shè)備更好的待遇。

Aruba公司戰(zhàn)略營(yíng)銷負(fù)責(zé)人Mike Tennefoss說(shuō)：“通信時(shí)間公平性是取得最佳網(wǎng)絡(luò)性能的必要條件，但不是充分條件。”Aruba去年夏天向它已經(jīng)支持的基于帶寬的公平技術(shù)添加了通信時(shí)間公平性。的確，通信時(shí)間公平性只是RF管理工具箱中的一種工具。(美國(guó)《Network World》供本報(bào)專稿)

編看編想 用技術(shù)馴服技術(shù)

雖然Wi-Fi技術(shù)對(duì)于大多數(shù)人來(lái)說(shuō)再熟悉不過(應(yīng)用也相當(dāng)廣泛)，但是我們平時(shí)可能都不大注意到類似于傳輸性能的問題。正如這篇技術(shù)性文章所探討的一樣，隨著Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)的“年輪”一年年增長(zhǎng)，人們對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用復(fù)雜程度越來(lái)越高，很多問題也暴露出來(lái)。

在眼下這個(gè)時(shí)候細(xì)致地探討Wi-Fi設(shè)備的性能提升空間很有意義，特別是在多個(gè)AP共同作用的環(huán)境里。實(shí)際上，無(wú)論是通信時(shí)間公平性，還是波束形成這樣的技術(shù)，抑或是各個(gè)廠商的專有技術(shù)，他們存在的某些共同之處，就是都旨在為Wi-Fi用戶提供更好、更可預(yù)測(cè)的網(wǎng)絡(luò)幫助控制信號(hào)傳輸。換句話說(shuō)，都是為了無(wú)線用戶能夠獲得更好的體驗(yàn)。沒有什么比改善應(yīng)用更好的推廣無(wú)線技術(shù)的方式了。

另一方面，相對(duì)于一些技巧性的措施來(lái)說(shuō)，這些技術(shù)對(duì)于Wi-Fi技術(shù)的優(yōu)化更加徹底，也為即將到來(lái)的802.11n時(shí)代做好準(zhǔn)備。可以說(shuō)，通信時(shí)間公平性問題對(duì)于802.11n超高性能的真正落地至關(guān)重要。期待這些技術(shù)的進(jìn)一步成熟，那樣我們的無(wú)線世界會(huì)變得更加可靠。