About / Advertise
OFDM tar över när datahastigheten höjs
För de nyöppnade fria frekvensbanden kring 5 GHz är OFDM det enda alternativet. Med den blivande standarden 802.11g gör tekniken sitt intåg även i 2,4 GHz-bandet. OFDM, ortogonal frekvensmultiplexering, håller raskt på att ta över som multiplexeringsteknik för trådlösa datanät. Men olösta frågor om frekvensdelning kan leda till standardkrig mellan 802.11a och Hiperlan/2.
För de nyöppnade fria frekvensbanden kring 5 GHz är OFDM det enda alternativet. Med den blivande standarden 802.11g gör tekniken sitt intåg även i 2,4 GHz-bandet. OFDM, ortogonal frekvensmultiplexering, håller raskt på att ta över som multiplexeringsteknik för trådlösa datanät. Men olösta frågor om frekvensdelning kan leda till standardkrig mellan 802.11a och Hiperlan/2.
För trådlösa datanät är licensfriheten ett måste. 2,4 GHz-bandet går i dag varmt med bland annat mikrovågsugnar, Bluetooth och 802.11b. Branschen har därför lyckats förhandla till sig ett betydligt större fritt frekvensutrymme i två band kring 5 GHz. Allt fler tillverkare gör nu kretsar även för dessa band och inom kort väntar ett standardkrig mellan den europeiska standarden Hiperlan/2, som ligger efter hos tillverkarna, och den internationella 802.11a, som inte uppfyller de europeiska kraven för 5 GHz-banden.
Vad gäller själva sändtekniken finns det dock inget standardkrig. Både 802.11a och Hiperlan/2 använder samma metod för multiplexering: OFDM, orthogonal frequency division multiplexing. Och nu ser det ut som om OFDM kommer att ta över även i 2,4 GHz-bandet. 802.11g heter en standard under arbete för att få upp hastigheten i 2,4 GHz-bandet till 52 Mbit/s. I januari ska standardgruppen rösta om multiplexeringstekniken. Det lutar åt Intersils förslag på OFDM.
I 2,4 GHz-bandet används i dag främst frekvenshoppning (Bluetooth) och direktsekvens (802.11b), men bägge dessa tekniker har problem att skicka data med högre hastigheter än 11 Mbit/s. En orsak till det är att ju högre hastigheter man sänder med, desto känsligare blir systemen för fasförskjutningar. Om det finns flera vägar mellan sändaren och mottagaren för signalen riskerar den del som gått den längre vägen att komma fram samtidigt som nästa symbol, så kallad symbolinterferens.
Tystnad som säkerhetsmarginal
OFDM sänder data parallellt på många kanaler, men på varje enskild kanal är symbolhastigheten förhållandevis låg. Genom att dessutom lägga in litet "tystnad" som säkerhetsmarginal efter varje symbol blir OFDM i stort sett immunt mot symbolinterferens.
å andra sidan är tekniken desto känsligare för frekvensförskjutningar, det vill säga dopplereffekten. Det är fortfarande ont om information om den kommande 802.11g-standarden, men i 802.11a och Hiperlan/2 har man löst det på olika sätt.
Hiperlan/2 skickar ut en så kallad pre-amble, en testsignal, som man använder för att trimma in frekvenserna. Sedan skickas en kortare sekvens i början på varje dataram för att kontrollera att synkroniseringen hålls. 802.11a har i stället fyra frekvenser med pilotton på för att hålla frekvenssynkroniseringen.
Det finns gott om avigsidor med licensfria band. Den största är att du aldrig kan veta om varje enskild frekvens är ledig, upptagen av någon annans datanät, eller utstörd av en dåligt skärmad mikrovågsugn. Trådlösa datanät behöver därför ett system för att hantera blockerade frekvenser. För frekvenshoppning och direktsekvens finns denna funktion inbyggd i själva tekniken, men inte för OFDM.
802.11a och Hiperlan/2 använder 58 bärvågor med ett frekvensavstånd på 312 kHz. Detta ger en total kanalbredd på drygt 20 MHz och en bithastighet på 52 Mbit/s. I de breda 5 GHz-banden finns det utrymme för ganska många sådana kanaler, för Hiperlan/2 är 19 stycken definierade, för 802.11a 12 stycken.
- I Hiperlan mäter man på frekvenserna om det är störningar. Man gör inga snabba frekvenshopp, men när signalförhållandena blir för dåliga byter man till en annan kanal, förklarar Peter Carlsson på Telia Research, som arbetar med Hiperlan/2-standarden.
I 802.11a finns däremot ingen sådan funktion för att byta kanal alls. Det är en av anledningarna till att standarden inte godkänns i Europa.
- 802.11a lever inte upp till kraven för användning i 5 GHz-banden. Därför säger vi nej, och det kommer de andra europeiska länderna också att göra, säger Urban Landmark på Post & Telestyrelsen.
två av tre krav uppfyllda
De krav som ställs i ETSI 300.328, förutom den dynamiska frekvenstilldelningen, är dynamisk uteffekt (när signalförhållandena är goda ska sändeffekten dras ned så att man aldrig sänder starkare än man behöver), samt att standarden måste sprida data statistiskt slumpmässigt över minst 255 MHz. Hiperlan/2 uppfyller dessa krav, men inte 802.11a. Ett tillägg till 802.11-standarden, 802.11h, är under arbete, som ska lösa den dynamiska frekvens- och effekthanteringen, men det tredje kravet återstår fortfarande.
å andra sidan föredrar många tillverkare 802.11a, dels för att tekniken är enklare, dels för att det är IEEE som utarbetat 802.11, vilket väger tyngre än det europeiska ETSI, som ligger bakom Hiperlan/2. än är det på tok för tidigt att utropa en segrare i standardkriget. Men vilken standard som än vinner blir multiplexeringstekniken OFDM.
Vad gäller själva sändtekniken finns det dock inget standardkrig. Både 802.11a och Hiperlan/2 använder samma metod för multiplexering: OFDM, orthogonal frequency division multiplexing. Och nu ser det ut som om OFDM kommer att ta över även i 2,4 GHz-bandet. 802.11g heter en standard under arbete för att få upp hastigheten i 2,4 GHz-bandet till 52 Mbit/s. I januari ska standardgruppen rösta om multiplexeringstekniken. Det lutar åt Intersils förslag på OFDM.
I 2,4 GHz-bandet används i dag främst frekvenshoppning (Bluetooth) och direktsekvens (802.11b), men bägge dessa tekniker har problem att skicka data med högre hastigheter än 11 Mbit/s. En orsak till det är att ju högre hastigheter man sänder med, desto känsligare blir systemen för fasförskjutningar. Om det finns flera vägar mellan sändaren och mottagaren för signalen riskerar den del som gått den längre vägen att komma fram samtidigt som nästa symbol, så kallad symbolinterferens.
Tystnad som säkerhetsmarginal
OFDM sänder data parallellt på många kanaler, men på varje enskild kanal är symbolhastigheten förhållandevis låg. Genom att dessutom lägga in litet "tystnad" som säkerhetsmarginal efter varje symbol blir OFDM i stort sett immunt mot symbolinterferens.
å andra sidan är tekniken desto känsligare för frekvensförskjutningar, det vill säga dopplereffekten. Det är fortfarande ont om information om den kommande 802.11g-standarden, men i 802.11a och Hiperlan/2 har man löst det på olika sätt.
Hiperlan/2 skickar ut en så kallad pre-amble, en testsignal, som man använder för att trimma in frekvenserna. Sedan skickas en kortare sekvens i början på varje dataram för att kontrollera att synkroniseringen hålls. 802.11a har i stället fyra frekvenser med pilotton på för att hålla frekvenssynkroniseringen.
Det finns gott om avigsidor med licensfria band. Den största är att du aldrig kan veta om varje enskild frekvens är ledig, upptagen av någon annans datanät, eller utstörd av en dåligt skärmad mikrovågsugn. Trådlösa datanät behöver därför ett system för att hantera blockerade frekvenser. För frekvenshoppning och direktsekvens finns denna funktion inbyggd i själva tekniken, men inte för OFDM.
802.11a och Hiperlan/2 använder 58 bärvågor med ett frekvensavstånd på 312 kHz. Detta ger en total kanalbredd på drygt 20 MHz och en bithastighet på 52 Mbit/s. I de breda 5 GHz-banden finns det utrymme för ganska många sådana kanaler, för Hiperlan/2 är 19 stycken definierade, för 802.11a 12 stycken.
- I Hiperlan mäter man på frekvenserna om det är störningar. Man gör inga snabba frekvenshopp, men när signalförhållandena blir för dåliga byter man till en annan kanal, förklarar Peter Carlsson på Telia Research, som arbetar med Hiperlan/2-standarden.
I 802.11a finns däremot ingen sådan funktion för att byta kanal alls. Det är en av anledningarna till att standarden inte godkänns i Europa.
- 802.11a lever inte upp till kraven för användning i 5 GHz-banden. Därför säger vi nej, och det kommer de andra europeiska länderna också att göra, säger Urban Landmark på Post & Telestyrelsen.
två av tre krav uppfyllda
De krav som ställs i ETSI 300.328, förutom den dynamiska frekvenstilldelningen, är dynamisk uteffekt (när signalförhållandena är goda ska sändeffekten dras ned så att man aldrig sänder starkare än man behöver), samt att standarden måste sprida data statistiskt slumpmässigt över minst 255 MHz. Hiperlan/2 uppfyller dessa krav, men inte 802.11a. Ett tillägg till 802.11-standarden, 802.11h, är under arbete, som ska lösa den dynamiska frekvens- och effekthanteringen, men det tredje kravet återstår fortfarande.
å andra sidan föredrar många tillverkare 802.11a, dels för att tekniken är enklare, dels för att det är IEEE som utarbetat 802.11, vilket väger tyngre än det europeiska ETSI, som ligger bakom Hiperlan/2. än är det på tok för tidigt att utropa en segrare i standardkriget. Men vilken standard som än vinner blir multiplexeringstekniken OFDM.
Elias Nordling
