有线与无线802.11家庭网络

介绍

无线家庭网络正在成为家庭中新型的首选数据服务分布技术。802.11b 的价格与有线解决方案不相上下，并且无需任何连线即可在新旧家庭中实现互联，对那些希望在家庭中铺设网络的用户来说是自然而然的选择。企业市场对 802.11b 产品的需求非常高，这推动了其价格进一步下降，也为用户提供了家庭和公司网络共同的接口，从而使其作为家庭网络技术更具有吸引力。

家庭网络目前最主要的推动力量是在多台电脑间实现宽带连接共享。802.11b 可在 300 至 500 英尺的传输距离中实现 11 Mbps 的原始数据速率，为上述需求提供了良好的解决方案。随着新式服务引入家庭网络中，802.11 g／a 后续标准解决了不断加大的容量需求，而 802.11e 和 802.11i 则解决了对服务质量 (QoS) 和安全性的更高要求。但是，随着家庭网络对容量的要求不断增长，无线连接的传输范围可能会限制有线电视运营商提供带宽要求较高的新式服务与应用（如家庭视频分布）的能力。

IEEE 802.11 标准



  

  

最先进的 802.11a／g 标准吞吐量高达 54 Mbps，为在家庭中分布多部 MPEG 视频流提供了充足的容量，但根据上述标准的不同，产品连接距离和范围在最高吞吐量模式下工作时可能仍在许多情况下不够用。这是为什么？因为 802.11a／b／g 的高吞吐量操作模式对因障碍物（如墙壁）造成的路径损失最为敏感，对随时间变化的多路而造成的衰减也最为敏感。因此，我们不能保证用上述操作模式实现可靠的服务交付。

我们在本文中将介绍一种新的概念，使有线电视运营商能在家庭中提供高带宽要求服务（特别是视频分布）时可以解决覆盖范围的障碍问题。我们推荐使用家庭同轴线缆网络作为射频 (FR) 家庭网络的主干，而以 802.11 a／b／g 作为同轴线缆网络上的传输协议。

运营商利用家庭同轴线缆网络增加无线网络的连接距离和范围，就可在家庭中提供可靠的视频分布以及其他服务，并能保证在每一点上都能实现高容量覆盖，同时还能获得 802.11b／a／g／e／i 的全部优势，其中包括 QoS、安全性及低成本等。

一般概念

我们建议通过无线 (over the air) 与同轴线缆网络的方式建立基于 802.11 传输技术的家庭网络（本文中的术语"802.11"均指的是所有基于 802.11 的标准，包括所有各种扩展 802.11b／a／g／e／i）。我们设想的网络包括带有天线的接入点 (AP)，用作无线 802.11 家庭网络，也包括同轴线缆连接。网络还包括两种类型的站点 (STA)：一种通过同轴线缆与网络连接，而另一种则通过无线方式连接。在家庭同轴线缆网络中的某一节点上也可挂接远程天线。

每个在 AP 生成的数据包都可通过无线或同轴线缆进行传输。这样，每个数据包都能通过三种信号路径之一到达其目的地。第一种可能的路径就是采用天线连接至 AP 的直接无线连接；第二种是在远程天线之前结合采用同轴线缆，随后以无线的方式无线站连接；第三种则是完全采用同轴线缆。所有采用无线和同轴线缆方式的传输都将采用相同的频带（2.4 GHz 或 5 GHz，但 2.4 GHz 更具优势，2.4 GHz 以无线和同轴线缆方式传输的衰减没有 5GHz 那么大）。

在大多数家庭中，802.11b／g 或 802.11a信号的传播损失（2.4 GHz 或 5 GHz情况下）在同轴线缆情况下都低于无线方式，特别在考虑到无线信号遇到的障碍（如墙壁）时更是如此。因此，同轴线缆避免了损失较大的无线路径，而采用损失较低的同轴线缆路径或同轴线缆／无线相混合的路径，这就扩大了网络的连接距离和覆盖范围。同轴线缆网络中 AP 和站点间全采用同轴线缆的连接质量尤其高，这就能在 802.11a／g 的高吞吐量模式 (54 Mbps) 下实现可靠的操作。

下面我们不妨举一个例子，说明典型的家庭环境如何采用 802.11g 进行数据与视频分布。在这个例子中，住家共有两层：一层的起居室内放了电视与数字机顶盒 (STB)，家庭办公室中放了笔记本电脑；二层的一间卧室中还有一部电视加 STB，另一件屋子放有台式电脑。一层起居室的数字 STB可能包括集成的 DOCSIS 线缆调制解调器和 802.11g AP，数据速率最大为 54 Mbps。家庭中的两台电脑共用因特网、电子邮件宽带无线连接。一层的电脑通过802.11g无线方式连接至STB／AP。二层电脑所处的位置可能无法收到STB生成的无线信号，因此通过远程天线（先通过同轴线缆连接至天线）连接至网络。在本例中，连接二层电脑至无线网络的功能是混合同轴线缆／无线网络的一个重要优势。

第二个重要优势就在于房屋中两个 STB 之间的高容量连接，这就能实现从一个房间到另一房间的视频信号分布。两个房间的距离足够进行 2 至 11 Mbps 的无线连接数据服务（因特网、电子邮件等）
。但是，视频分布需要高达 54 Mbps 的吞吐量，这就要求在两个 STB 间进行同轴线缆连接。两个 STB 间进行高容量连接使得 PVR 之间可共享录制的材料，也可实现通过所有 STB 访问电子邮件与因特网等。带有 AP 的 STB 可成为存储视频和音频的家庭媒体中心，其他较低级的 STB 则可通过同轴线缆网络访问上述信息。所有 STB 还都能访问家庭中的数据服务和电脑资源，如打印机、扫描仪、摄像机等。

802.11e 的 QoS 功能将保证共享介质的高效使用，并为要求 QoS 的服务保证带宽分配和最长等待时间要求。STB 实施的 CableHome 功能将方便进行对家庭网络的管理。

高容量同轴线缆通道与 802.11e 的结合将能保证运营商在同轴线缆网络的站点间始终可靠地交付高带宽要求服务，如视频分布。