Super G、Super A & 802.11n室外架设问题解析

Super G、Super A & 802.11n室外架设问题解析
Super G的由来与运作主要特性
Super G的技术是2003 年 4 月底由Atheros公司，以IEEE 802.11g 和 Draft 8.1 为基础，推出了AR5001G --Super G（802.11b/g）与AR5001X+ -- Super A/G（802.11a/b/g）无线网络芯片，一举将传输速度由 54Mbps 提升到 108Mbps，并宣称真实传输(Throughput)可达到40Mbps至60Mbps。
Atheros公司以『Packet Bursting（封包突发）』、『Data Compression（数据压缩）』与『Dynamic Turbo(通道捆合)』技术专利为基础，并导入『Fast Frame（快速讯框）』技术，用以加强IEEE 802.11g无线区域网的传输效能。
以Super G技术提高频宽共有两种模式：
第一种为基本模式(base mode)：运用数据压缩(data compression)、快速讯框封包(fast frame)和封包突发(bursting)等功能，将实际网络传输速率增加到40Mbps以上。
第二种为增强模式(enhanced mode)，称为Dynamic Turbo，以扩充讯号频宽的方式，进一步将总传输速率提高至60Mbps以上。(图一、图二)

Super G运作技术说明
2-1.『封包突发Bursting』的技术关键，主要是将DIFS (竞争联机所需等待时间)& Backoff所节省掉的时间，拿来传送数据封包。(图三)

2-2.『数据压缩Compression』的技术关键，主要是使用 Lempel Ziv 的算法来压缩/解压缩数据。透过Atheros的硬件芯片压缩技术，将数据封包压缩后传输，其压缩方式有点类似WinZip压缩方式，先压缩然后再解压缩，以节省传输封包大小与时间。当然，这样的压缩方式，只对应到双方都是Atheros的无线模块芯片才有效益。
2-3.『快速讯框封包Fast Frames』的技术关键，主要是将SIFS(短间隔时间)、ACK(AP与AC间的传输完成响应)、DIFS (竞争联机所等待的时间)& Backoff所减少省掉的时间，拿来传送数据封包。
(图四)

2-4.『通道捆合Dynamic Turbo』的技术关键，主要是透过两个无线通讯信道（Radio channel）的无线电频谱（Spectrum）来传输数据，采用常见于Switch 中 Trunking 的技术，将两个信道的传输通道给捆绑在一起，进行加倍通道的传输量，达成Throughput(真实传输量)的加倍。针对802.11g的总信道13个来说，主信道中的1、6、11三个信道中，Super G只有一个6 (2.437GHz)信道可用；针对802.11a的总信道24个来说，只可规划为3664(5.1505.350GHz)、100128(5.4705.725GHz)、132162(5.7255.850GHz)共计三个信道可使用。
(图五&图六)

Super G (Turbo G) 户外架设问题解析
3-1.室外无线覆盖，可用信道严重不足：
室外无线覆盖在11g模式下，只有1个信道6 (2.437GHz)可以使用，若使用其它信道，会造成Super G间的信道干扰；当然其它非Super G的无线接入点，若信道与距离太接近，亦会产生信道干扰问题，最后，Super G只好退回到一般802.11g--Normal G (54Mbps)。针对Super A，单纯用于室内无线覆盖，3个信道应该够使用，但使用于室外无线覆盖，3个可用信道就显的不足，既使是802.11a共有24个信道，在实际架设项目的信道规画时，都显得有点信道不足，更何况是只有3个信道。因此，Super G /A，仅可使用于室内无线覆盖，室外覆盖的想法还是别妄想了!!
3-2.室外无线覆盖，任何客户端都可以决定Super G (Turbo)功能：
室外无线覆盖时，任何客户端若有一位不是使用Super G，整个接入点AP就需配合客户端需求，自动降速为一般802.11g--Normal G (54Mbps)，这种情况又凸显了Super G只能在室内覆盖使用。
至于室外无线覆盖的108Mbps传输率、4060Mbps带宽吞吐量(Throughput)，就当成是美丽的误解，因为Atheros可是从来没强调用于室外无线覆盖使用的优势，是你我自己无限暇想的结果喔!!
3-3.Super G/A并非国际标准，室外客户端使用会有兼容性问题:
Super G 并不是国际标准，仅是厂商自行开发让速度倍增的新技术，因此室内欲享受 Super G 的高传输速率，建议使用同厂商、同芯片的接入点AP与客户端网卡，确保在兼容性与传输速度上不会有太大的问题。
同样的，室外的客户端使用时，怎知无线覆盖的接入点AP，到底是用哪个厂家?哪种芯片?到底兼容性问题会不会发生?会不会因此影响无线上网带宽吞吐量?想到这，60Mbps的数字突然显的没太大意义了。
3-4.Super G/A对其它无线设备的信道干扰问题:
除了Atheros的Super G/A外，还有一些芯片厂商也推出同类型产品，但都面临一个问题：非标准Super G/A的通道捆合技术，耗损了可使用信道数量，占据了其它标准的802.11g & 802.11a合法信道使用权，产生信道干扰使用问题。若架设使用于室外无线覆盖，那几乎可以确定，Super G/A的信道干扰问题只会更严重，因此Super G/A的室外架设应用，大概可以判定死刑了。
3-5.有此一说：Super G/A的Turbo模式使用于高带宽骨干想法
有人说，好吧，室外无线覆盖太多问题，那我把Super G/A的Turbo模式使用于室外高带宽骨干应用，那这些问题就可以解了。这种思考逻辑看似没错，但却凸显出实务性的思考不足。试想，任何无线系统规画者、方案提出者，都会思考到无线骨干的最低带宽提供量，既使运用于室外骨干，但骨干就扮演着整个无线链路系统的总带宽，如果总带宽会随时有风险突然大降到只有原设计的1/2或1/3总带宽量，任谁也不敢以Super G/A的4060Mbps带宽吞吐量(Throughput)拿来当骨干总带宽设计。
Ps:特别补充说明：若整个无线骨干架设环境，不存在3-13-4的信道使用与相互干扰等问题，那3-5的Super G/A的骨干使用是可行的。但若过些时候有任何无线系统商于同一环境架设无线系统，无线骨干的总带宽量仍然随时会面临下降风险，规画方案时仍需注意。
总结
个人认为，Atheros所提出的Super G/A的技术专利，颇具创意与技术先进，只可惜提出的太晚，没能在802.11g & 802.11a规格制定时就成为802.11无线标准，若真的将Super G/A的技术，成为802.11的标准，让无线带宽提升达数倍的效果，这样的影响可是深远的，可惜阿!可惜!
后记实在心痒，顺便简单的从Super G/A状况，论述802.11n的室外架设问题解析，从信道的状况来看，802.11n同样面临Super G/A的信道不足问题；再思考到室外无线系统的覆盖，通常需考虑到无线骨干与无线覆盖，这是两个不同层次的传输与架设问题思考；试想，一个无线模块若采用--发送2支天线、接收3支天线，那室外骨干与覆盖最少两个模块的架设方式，就满天都是天线啰，届时，室外无线信道不只不够用，无线讯号互相干扰的问题，更会让无线研发人员伤透脑筋。
本文技术数据图片主要参考于此网站：http://www.super-g.com/