MERU og 802.11n

Den nyeste standard 802.11n er et stort skridt frem mod trådløse netværk, der virkelig kan levere høje hastigheder. Standarden har været længe undervejs, men indeholder til gengæld en lang række forbedringer i forhold til de tidligere standarder (802.11b, 11a, 11g). Der er forbedringer på både det fysiske (PHY) og Media Access Control (MAC) lag. Det fysiske lag giver forbindelseshastigheder på op til 600Mbps pr. radio. Det er mere end 10 gange så meget som 11a/11g. Den reelle forøgelse i throughput kan blive endnu større, idet forbedringer omkring MAC laget, betyder en højere effektivitet i datatransporten.

802.11n forbedringer:

MIMO
Multiple Input Multiple Output benytter mere end 1 sender og mere end 1 modtager på samme trådløse enhed. Dette øger direkte hastigheden. Figur 3 viser accesspunkt med 3 antenner, mens der på klienten er 2 antenner.

Figur 3

802.11n produkter beskriver ofte deres MIMO mulighed med udgangspunkt i følgende:
TxR:S, hvor T = antallet af transmit radio chains, R = antallet af receive radio chains og S = antallet af spatiel streams.

MERU’s 802.11n accesspunkter kan alle levere 3x3:2. Mange klienter vil i dag blive leveret med f.eks. 2x2:2. En anden MIMO teknik er spatial division multiplexing(SDM). Ved at bruge SDM er det muligt at transmittere data gennem flere streams (strømme / forbindelser) samtidigt, på samme kanal. Derved opnår man en højere båndbredde.
Mens flere antenner har betydning for accesspunktets dækningsevne, så har antallet af spatiel streams betydning for båndbredden. Hver spatial stream leverer op til 150 Mbps. Så med 2 spatial streams rammer man de magiske 300 Mbps.

Forbedret OFDM
802.11n PHY forbedrer bit raten på kanalen ved en forbedret OFDM. Oprindeligt blev OFDM, Orthogonal frequency Division Multiplexing, introduceret til 802.11a og 802.11g. OFDM bryder datastrømmen op i adskillige dele, som kan sendes parallelt. Den højeste bit rate for 802.11a og 802.11g er 54 Mbps, mens 802.11n opnår 65 Mbps under samme vilkår (det vil sige på 1 x 20MHz kanal). Som altid gælder, at disse tal er ved rene signaler. Ved forstyrrelser falder man tilbage til lavere tal. Andre forbedringer, som f.eks. support for ”Short Guard Interval”, løfter os fra 2 x 65 = 130 til 150Mbps pr. stream.

Channel Bonding
802.11n tillader at to 20MHz kanaler kan lægges sammen til en 40MHz kanal. Dette vil fordoble den mulige rå båndbredde. Et system med 2 streams vil opnå 150Mbps med 20MHz kanaler og optil 300Mbps, når der benyttes en 40MHz kanal. Omkostningen ved at lægge 2 kanaler sammen er naturligvis, at der i 2,4GHz båndet så kun er én ikke-overlappende kanal til rådighed. Derfor vil der oftest være store udfordringer i at levere fuld 802.11n 300Mbps support til 2,4GHz klienter. Det kan MERU, da teknologien jo netop er udviklet mod at benytte en kanal.

MAC Protokol forbedringer
802.11 MAC protokollen er også blevet væsentlig forbedret sammenlignet med tidligere standarder. Forbedringerne giver ikke direkte øget hastighed, men øger udnyttelsesgraden af den tilgængelige båndbredde. Packet Aggregation og Block ACK tillader en mere effektiv udnyttelse af de højeste PHY rater. En ACK er ikke længere nødvendig ved hver eneste data frame. 802.11n MAC tillader at flere frames sendes i rækkefølge, uden der skal ventes på ACK. En enkelt ACK dækker over en blok af frames. Dermed reduceres protocol overhead, specielt for trafiktyper som f.eks. streaming video.

Alt i alt om 802.11n forbedringer
De målbare forbedringer ses i nedenstående grafik (figur 4), hvor tcp throughput er målt.

Figur 4