波仔
📡 第六章 高速普及的无线LAN及其基础知识
📄 一句话概括

802.11g 就是把 802.11a 的 OFDM 搬到 2.4 GHz，速率 54 Mbps。 但它必须与 802.11b 共存，而共存要付「保护机制」的代价。

📝 本节和前面几节的关系

上一节讲 b，这一节讲 g——它是 a 与 b 的「合并」：a 的技术、b 的频段。 这一节的重点不是 54 Mbps，是「兼容的代价」。

一、技术上的合并

802.11g 的物理层基本照搬 802.11a（OFDM，48 个数据子载波）， 只是把频率从 5 GHz 挪到 2.4 GHz。

它还保留了 CCK 与 DSSS，所以「新的 g 设备」与「老的 b 设备」能在同一个 AP 上工作。 这就是「后向兼容」，也是无线标准一贯的做法。

但 2.4 GHz 的 83.5 MHz 只能放三个不重叠信道， 而 54 Mbps 要占满 20 MHz——所以「三个信道都用满 54 Mbps」是理论上限，实际做不到。

二、兼容的代价：保护机制

问题在于「b 设备听不懂 OFDM」： OFDM 的帧对 b 设备来说像噪声，它会以为「信道空闲」，于是也发，结果撞车。

解决办法是「先发一个 b 能听懂的信号占住信道」，两种做法： RTS/CTS：先发 RTS，AP 回 CTS，b 设备听到 CTS 就闭嘴。 CTS-to-self：g 设备自己给自己发一个 CTS，省掉 RTS 那一步。

代价按 1500 字节算：RTS/CTS 加 40 微秒，效率从 100% 降到 85%。 CTS-to-self 加 30 微秒，降到 88%。 小包掉得更狠——100 字节时能掉一半。

所以「2.4 GHz 上还有 b 设备」这件事的代价，是全网都变慢。 这也解释了「赶紧把老设备换掉」的真实理由：不是嫌弃它慢，是它在拖所有人。

三、它在历史上的位置

802.11g 是「2.4 GHz 的最后一站」：在它之后，2.4 GHz 上再没有新的速率提升。 原因就是那段频段已经用尽了： 83.5 MHz 只能放三个 20 MHz 信道，而「更宽的 40 MHz」在 2.4 GHz 上根本放不下。

所以 802.11n 之后的路都是「5 GHz 主、2.4 GHz 辅」： 2.4 GHz 留给「远、穿墙」的需求，5 GHz 承担「快、人多」的需求。 这个分工一直延续到今天。

而 802.11g 恰好是这个转折点的标志： 它证明了「同样的技术换个频段就能提速」，也证明了「频段是有限的，技术不是万能的」。 后面所有的宽带升级（40/80/160/320 MHz）都在回答同一个问题：「去哪找更宽的频谱」。

四、动手 Demo：802.11g 的 54 Mbps，为什么要打折扣

这段对比 RTS/CTS 与 CTS-to-self 两种保护机制的开销， 再算它们把 1500 字节传输的效率从 100% 压到多少。

for name, cost in ((u"RTS/CTS", 40), (u"CTS-to-self", 30)):
    P(u"  %s：222 ÷ (222 + %d) ＝ %.1f%%。"
      % (name, cost, 222 * 100.0 / (222 + cost)))

实跑输出：

--------------------------------------------------------------------
802.11g 的 54 Mbps，为什么要打折扣
--------------------------------------------------------------------
**802.11g 把 OFDM 搬到 2.4 GHz，速率到 54 Mbps。**
**但它必须与 802.11b 共存，而共存是要付代价的。**

**问题在于**：**802.11b 听不懂 OFDM**，
**所以 802.11g 发 OFDM 帧时，11b 设备会以为「信道空闲」也来发。**
**于是撞车。**

**解决办法是「保护机制」**，两种做法：

  做法            怎么保护                      开销
  ------------------------------------------------------------
  RTS/CTS         先发一个 11b 能听懂的 RTS     约 40 微秒
  CTS-to-self     自己给自己发一个 CTS          约 30 微秒

**算一下开销的比例**（1500 字节 @ 54 Mbps ＝ 222 微秒）：

  RTS/CTS：222 ÷ (222 + 40) ＝ 84.7%。
  CTS-to-self：222 ÷ (222 + 30) ＝ 88.1%。

**所以「2.4 GHz 上还有老设备」这件事的代价，是全网都变慢**——
**这也是「赶紧把 11b 设备换掉」的真实理由，不是嫌弃它慢。**

「掉 12~15%」这个数看起来不大，但它是「常态损失」： 只要网络里还有一台 b 设备，全网的包就都要走保护机制。 而现实中「还有一台」往往意味着「还有十几台」。

注意两种机制的差别只有 10 微秒：CTS-to-self 省掉了 RTS 那一步， 代价是「没有 RTS/CTS 那种双向确认」。 所以它适合「隐藏终端不严重」的场景，而 RTS/CTS 适合「有隐藏终端」的场景。

最后那句「2.4 GHz 上再没有新速率」是这一节最硬的事实： 它把「技术演进」解释成了「频谱预算」的问题。 所以看 Wi-Fi 7 的 320 MHz 时，第一反应应该是「这么宽的信道只能放在 6 GHz」： 因为 2.4 与 5 GHz 都给不出这么宽。

30 秒实验

  1. 查一下你的路由器 2.4 GHz 是 802.11g 还是 n。
  2. 看它的设置里有没有「保护模式」开关。
  3. 想一想：为什么「关掉保护模式」有时反而更快？

常见误区

  1. 以为 802.11g 能一直跑 54 Mbps。有 b 设备在就要开保护，掉 15%。
  2. 以为「后向兼容」是免费的。它靠保护机制实现，而保护机制要占时间。
  3. 以为后面还能在 2.4 GHz 提速。频段用尽了，只能去 5 与 6 GHz。
自测三问（点开对答案） 1. 802.11g 相对 802.11a 改了什么？ —— 物理层基本相同，只把频率从 5 GHz 挪到 2.4 GHz，并保留对 b 的兼容。 2. 为什么 802.11g 要开保护机制？ —— b 设备听不懂 OFDM，会误判信道空闲而发送，造成冲突。 3. 为什么 2.4 GHz 上再没有新的速率提升？ —— 83.5 MHz 只能容纳三个 20 MHz 信道，放不下更宽的信道。

下一节：第一次用「多天线」提速——802.11n。

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