WiFi技术的原理及未来发展趋势

2020 4 17 WiFi技术的原理及未来发展趋势 2020 4 17 4 1wifi简介 WiFi全称WirelessFidelity 又称802 11b标准 它的最大优点就是传输速度较高 可以达到11Mbps 另外它的有效距离也很长 同时也与已有的各种802 11DSSS设备兼容 迅驰技术就是基于该标准的 无线上网已经成为现实 Wi Fi第一个版本发表于1997年 其中定义了介质访问接入控制层 MAC层 和物理层 物理层定义了工作在2 4GHz的ISM频段上的两种无线调频方式和一种红外传输的方式 总数据传输速率设计为2Mbit s 两个设备之间的通信可以自由直接 adhoc 的方式进行 也可以在基站 BaseStation BS 或者访问点 AccessPoint AP 的协调下进行 2020 4 17 什么是WLAN 无线局域网 WirelessLocalAreaNetwork 即WLAN 的缩写 指采用802 11无线技术进行互连的一组计算机和相关设备 也称为WLAN 目前很多城市的酒店 机场 大型购物广场等都铺设了热点AP AccessPoint 免费提供无线上网服务 2020 4 17 WLAN和Wi Fi区别 Wlan是无线网络的缩写 又叫做无线局域网 同理无线城域网叫做Wwan Wi Fi是无线网络中的一个标准 比如我们讨论的IEEE802 11a b g之类的都属于Wi Fi这个标准 2020 4 17 WiFi WirelessFidelity 无线保真技术与蓝牙技术一样 同属于在办公室和家庭中使用的短距离无线技术 该技术使用的是2 4GHz附近的频段 该频段目前尚属没用许可的无线频段 其目前可使用的标准有两个 分别是IEEE802 11a和IEEE802 11b 该技术由于有着自身的优点 因此受到厂商的青睐 WiFi与蓝牙不同之处在于 蓝牙是用来让设备之间可以短距离彼此通信 而且通信的速度相对较慢 然而 WiFi主要是用来让电脑 包含PDA 与网络相连 而且通信距离达数百公尺 通信的速度也很快 有54Mbps以上 2020 4 17 健康安全 IEEE802 11规定的发射功率不可超过100毫瓦 实际发射功率约60 70毫瓦 这是一个什么样的概念呢 手机的发射功率约200毫瓦至1瓦间 手持式对讲机高达5瓦 而且无线网络使用方式并非像手机直接接触人体 应该是绝对安全的 2020 4 17 dBm与mW dBm是一个考征功率绝对值的值 计算公式为 10lg PmW 1mw 例1 如果发射功率P为1mw 折算为dBm后为0dBm 例2 对于40W的功率 按dBm单位进行折算后的值应为 10lg 40W 1mw 10lg 40000 10lg4 10lg10000 46dBm dBi是考征增益的值 功率增益 是一个相对值 表示天线的增益单位 dB是一个表征相对值的值 当考虑甲的功率相比于乙功率大或小多少个dB时 按下面计算公式 10lg 甲功率 乙功率 例6 甲功率比乙功率大一倍 那么10lg 甲功率 乙功率 10lg2 3dB 也就是说 甲的功率比乙的功率大3dB dBc 它也是一个表示功率相对值的单位 与dB的计算方法完全一样 一般来说 dBc是相对于载波 Carrier 功率而言 在许多情况下 用来度量与载波功率的相对值 在采用dBc的地方 原则上也可以使用dB替代 2020 4 17 4 2802 11的三个标准网络协议介绍 2020 4 17 IEEE802 11b无线网络规范是IEEE802 11网络规范的变种 最高带宽为11Mbps 在信号较弱或有干扰的情况下 带宽可调整为5 5Mbps 2Mbps和1Mbps 带宽的自动调整 有效地保障了网络的稳定性和可靠性 其主要特性为 速度快 可靠性高 在开放性区域 通讯距离可达305米 在封闭性区域 通讯距离为76米到122米 方便与现有的有线以太网络整合 组网的成本更低 2020 4 17 WiFi并不是单一标准 它是一系列以802 11为基础的网络协定 主要有三個标准 较少人使用的802 11a 低速的802 11b 和高速的802 11g 802 11a的工作频率在5GHz 最大的传输速度为54Mbps 802 11b和802 11g的工作频率都在2 4GHz 802 11b是比较旧的标准 速度最高只有11Mbps 而802 11g最高速度有54Mbps 因为802 11a的工作频率与802 11b和802 11g不相同 所以和它们并不兼容 802 11b和802 11g的设备可以共同使用 不过当它们一起使用时 传输的速度以较低的802 11b为基准 2020 4 17 Wi Fi技术突出的优势在于 其一 无线电波的覆盖范围广 基于蓝牙技术的电波覆盖范围非常小 半径大约只有50英尺左右约合15米 而WiFi的半径则可达300英尺左右 约合100米 办公室自不用说 就是在整栋大楼中也可使用 最近 由Vivato公司推出的一款新型交换机 据悉 该款产品能够把目前Wi Fi无线网络300英尺接近100米的通信距离扩大到4英里约6 5公里 其二 虽然由WiFi技术传输的无线通信质量不是很好 数据安全性能比蓝牙差一些 传输质量也有待改进 但传输速度非常快 可以达到11mbps 符合个人和社会信息化的需求 2020 4 17 其三 厂商进入该领域的门槛比较低 厂商只要在机场 车站 咖啡店 图书馆等人员较密集的地方设置 热点 并通过高速线路将因特网接入上述场所 这样 由于 热点 所发射出的电波可以达到距接入点半径数十米至100米的地方 用户只要将支持无线LAN的笔记本电脑或PDA拿到该区域内 即可高速接入因特网 也就是说 厂商不用耗费资金来进行网络布线接入 从而节省了大量的成本 2020 4 17 根据无线网卡使用的标准不同 WiFi的速度也有所不同 其中IEEE802 11b最高为11Mbps 部分厂商在设备配套的情况下可以达到22Mbps IEEE802 11a为54Mbps IEEE802 11g也是54Mbps WiFi是由AP AccessPoint 和无线网卡组成的无线网络 AP一般称为网络桥接器或接入点 它是当作传统的有线局域网络与无线局域网络之间的桥梁 因此任何一台装有无线网卡的PC均可透过AP去分享有线局域网络甚至广域网络的资源 其工作原理相当于一个内置无线发射器的HUB或者是路由 而无线网卡则是负责接收由AP所发射信号的CLIENT端设备 2020 4 17 它与有线网络相较之下 有许多优点 无须布线WiFi最主要的优势在于不需要布线 可以不受布线条件的限制 因此非常适合移动办公用户的需要 具有广阔市场前景 目前它已经从传统的医疗保健 库存控制和管理服务等特殊行业向更多行业拓展开去 甚至开始进入家庭以及教育机构等领域 健康安全IEEE802 11规定的发射功率不可超过100毫瓦 实际发射功率约60 70毫瓦 这是一个什么样的概念呢 手机的发射功率约200毫瓦至1瓦间 手持式对讲机高达5瓦 而且无线网络使用方式并非像手机直接接触人体 应该是绝对安全的 2020 4 17 简单的组建方法一般架设无线网络的基本配备就是无线网卡及一台AP 如此便能以无线的模式 配合既有的有线架构来分享网络资源 架设费用和复杂程序远远低于传统的有线网络 如果只是几台电脑的对等网 也可不要AP 只需要每台电脑配备无线网卡 AP为 无线访问节点 或 桥接器 它主要在媒体存取控制层MAC中扮演无线工作站及有线局域网络的桥梁 有了AP 就像一般有线网络的Hub一般 无线工作站可以快速且轻易地与网络相连 特别是对于宽带的使用 WiFi更显优势 有线宽带网络 ADSL 小区LAN等 到户后 连接到一个AP 然后在电脑中安装一块无线网卡即可 普通的家庭有一个AP已经足够 甚至用户的邻里得到授权后 则无需增加端口 也能以共享的方式上网 长距离工作别看无线WiFi的工作距离不大 在网络建设完备的情况下 802 11b的真实工作距离可以达到100米以上 而且解决了高速移动时数据的纠错问题 误码问题 WiFiI设备与设备 设备与基站之间的切换和安全认证都得到了很好的解决 2020 4 17 架构无线网络环境 虽然WiFi可以用来建立专属的点对点联机 但是它主要是用来架构无线网络环境 配有802 11无线网卡的计算机可以和无线基地台通讯 再经由基地台连上计算机网络 802 11无线网络通常会连上大型的企业网络 因此 理想的状况是某人带着一台笔记型计算机 不论走到那里都可以随时上网 WiFi也可以使用安全服务来加密和认证 公众热点可以让人们在咖啡厅 旅馆 机场等公共场所免费或付费使用无线网络 因为WiFi是业界共通标准 因此当你购买某个厂牌的设备时 它应该也能和其它厂牌的WiFi设备联机 在极少数的情况下 不同厂牌的硬件会无法联机 但这只有在这些硬件没有完全依照标准来设计时才会发生 有一个称为WiFi联盟的组会测试设备是否符合标准 而所有贴上WiFi卷标的硬件就代表是通过认证的 2020 4 17 企业WiFi网络 今日企业用来取得和分享信息的方式 主要是透过企业的局域网络 局域网络有两个目的 让企业员工可以互相分享信息和取得公司的信息和资源 还有让员工可以上网 局域网络是透过一种称为路由器的硬件连上因特网 现在几乎所有的公司都有局域网络 而且都有连上因特网 网络已经变成营运上不可或缺的工具 接下来将介绍无线局域网络 让员工可以不需要使用线路 就能够连上公司的网络和因特网 这对企业有许多的好处 最大的好处是便于员工取得和分享信息 例如一家有无线局域网络的公司 员工无论带着他们的笔记型计算机走到那里 都会自动连上局域网络 如此 员工可以带着笔记型计算机去开会 或到别人的办公室 他们可以取得所有需要的信息和公司资源 2020 4 17 这表示有无线网卡的PDA也可随时连上网络 无线网络同时也可以扩展公司的局域网络 一种称为无线桥接器的无线点对点网络 可以让有两栋大楼以上的公司 只有这些大楼是在视线范围内 透过微波发送器和接收器来互相传送网络数据 有些办公室跨越美国和墨西哥边境的公司 就是透过无线桥接器来做企业办公室之间的通讯 如此可以节省大量的国际电话费 2020 4 17 虚拟私人网络 无线网络同时也可以扩展员工的接取范围 员工在外时 只要透过虚拟私人网络 VirtualprivateNetwork VPN 就可以连上公司网络 接收电子邮件和取得其它公司资源 因为VPN有使用加密技术 所以没有人可以窃取传输的资料 一般来说 企业不可能只有无线网络 无线网络必须透过基地台连接有线网络 这些基地台可以让有无线网卡的计算机连上局域网络 2020 4 17 热点的运作与应用 WiFi科技的最终目的不只是家庭无线网络或企业无线网络 它将能够让你随时随地都可以上网 就某种程度而言 这项目的已经透过一种称为热点的方式实现了 热点是公共区域的位置 不论在那里都可以使用WiFi无线上网 从咖啡厅到机场 旅馆 餐厅 甚至是空旷的区域 都有可能是WiFi热点 热点在本质上是将WiFi网络应用于公共场所 因此任何人都可以联机上网 在大多数的地方 热点是付费服务 你必须向无线因特网服务供货商 WirelessInternetServiceProvider WISP 注册并付费之后才能联机 付费的方式有年费 月费 日费或以时计费等等 有些热点服务是全国性的 让你可以连接全国或全世界上千个热点 例如T Mobile就提供这样的服务 还有些咖啡厅会有自己的热点 需要付费才能使用 2020 4 17 不过也有愈来愈多免费的热点 例如 许多咖啡厅提供免费的热点 用来吸引和留住顾客 有些社会团体也会安装免费的热点 有些城市或乡镇 如费城 已经提供了全市区的免费热点服务 这些大都市的热点通常是由当地政府建置 提供免费的服务用来吸引商家或观光客 但是免费热点会引发争议 因为有些WISP业者相信这会抢走他们的饭碗 所以极力游说政府不要兴建免费热点 不过有些都市和乡镇不顾这些压力 还是要兴建 2020 4 17 4 3Wi Fi应用 根据Wi Fi联盟的统计 2011年Wi Fi行业售出了10亿多个芯片集 手持设备和消费类电子产品成为增长的新动力 2012年用户对WiFi手机的需求将继续提升 预计从2007年至2010年 Wi Fi手机的出货量将增长13倍 2011年商业性Wi Fi热点数量超过80万网状WiFi将热点变为热区In Stat认为2011年Wi FiMesh热点部件的出货量超过100万 到2012年出货量将会达到1000万件 2020 4 17 用户Wi Fi接入网 AdHoc模式 是一种不依赖于固定通信基础设施的新型无线网络 它由一组带有无线收发装置的移动节点组成 其中的每个节点既是终端又是路由器 能够转发来自网络中其它节点的数据包 Infrastructure模式 一种整合有线与无线局域网架构的应用模式 与ad hoc不同的是配备无线网卡的电脑必须通过AP来进行无线通讯 设置后 无线网络设备就必须有AP AccessPointer 来沟通 2020 4 17 Wi Fi设备形态 AP PCIWirelessCard SDIO USBDongle Mini PCI Module PCI Express 2020 4 17 Wi Fi消费性电子 微软ZuneMP3播放器 2020 4 17 Wi Fi消费性电子 2 尼康CollpixP3 尼康CollpixS6 2020 4 17 Wi Fi消费性电子 3 苹果Iphone手机 多普达Shift 2020 4 17 Wi Fi消费性电子 4 微软UMPCOrigami 富士通UMPCU2010 2020 4 17 WiFiPhone的使用 查询公交信息 拨打VOIP电话 2020 4 17 WiFiPhone的使用 查询餐厅相关信息 拨打VOIP电话 2020 4 17 WiFiPhone的使用 查询证券信息 拨打VOIP电话 2020 4 17 WiFiPhone的使用 同时流游信息 下载看新闻 拨打VOIP电话 2020 4 17 WiFiPhone的使用 游戏遥控手柄 拨打VOIP电话 2020 4 17 WiFi是高速有线接入技术的补充目前 有线接入技术主要包括以太网 xDSL等 WiFi技术作为高速有线接入技术的补充 具有为可移动性 价格低廉的优点 WiFi技术广泛应用于有线接入需无线延伸的领域 如临时会场等 由于数据速率 覆盖范围和可靠性的差异 WiFi技术在宽带应用上将作为高速有线接入技术的补充 而关键技术无疑决定着WiFi的补充力度 现在OFDM MIMO 多入多出 智能天线和软件无线电等 都开始应用到无线局域网中以提升WiFi性能 比如说802 11n计划采用MIMO与OFDM相结合 使数据速率成倍提高 另外 天线及传输技术的改进使得无线局域网的传输距离大大增加 可以达到几公里 4 4WiFi的发展和未来 2020 4 17 WiFi是蜂窝移动通信的补充WiFi技术的次要定位 蜂窝移动通信的补充 蜂窝移动通信可以提供广覆盖 高移动性和中低等数据传输速率 它可以利用WiFi高速数据传输的特点弥补自己数据传输速率受限的不足 而WiFi不仅可利用蜂窝移动通信网络完善的鉴权与计费机制 而且可结合蜂窝移动通信网络广覆盖的特点进行多接入切换功能 这样就可实现WiFi与蜂窝移动通信的融合 使蜂窝移动通信的运营锦上添花 进一步扩大其业务量 2020 4 17 WiFi可看作是3G的一种补充 无线接入技术则主要包括IEEE的802 11 802 15 802 16和802 20标准 分别指WLAN 无线个域网WPAN 蓝牙与uwb 无线城域网 WMAN WIMAX和宽带移动接入 WBMA等 一般地说WPAN提供超近距离的无线高数据传输速率连接 WMAN提供城域覆盖和高数据传输速率 WBMA提供广覆盖 高移动性和高数据传输速率 WiFi则可以提供热点覆盖 低移动性和高数据传输速率 对于电信运营商来说 WiFi技术的定位主要是作为高速有线接入技术的补充 逐渐也会成为蜂窝移动通信的补充 当然WiFi与蜂窝移动通信也存在少量竞争 一方面 用于WiFi的IP话音终端已经进入市场 这对蜂窝移动通信有一部分替代作用 另一方面 随着蜂窝移动通信技术的发展 热点地区的WiFi公共应用也可能被蜂窝移动通信系统部分取代 但是总的来说 他们是共存的关系 比如一些特殊场合的高速数据传输必须借助于WiFi 象波音公司提出的飞机内部无线局域网 而在另外一些场合使用WiFi可以较为经济 象实现高速列车内部的无线局域网时 2020 4 17 此外 从当前WiFi技术的应用看 其中热点公共接入在运营商的推动下发展较快 但用户数少并缺乏有效的盈利模式 使WiFi呈现虚热现象 所以 WiFi虽然是通信业中发展的新亮点 但是主要应定位于现有通信系统的补充 如果炒作过热 面对相对狭小的市场可能出现投资过度和资源闲置的状况 据报道 在美国T Mobile移动通讯公司经营的遍布2000多家星巴克咖啡厅的 热点 网络 平均每天只有不到两个人使用 而运营商为此每个月就要花费数百美元 另外目前公共接入服务的应用 除了上网 接收email等既有应用之外 并未出现对使用者而言具有独占性 迫切性 必要性之应用服务 可使消费者产生另一种新的使用需求 这也是它难以大量吸引用户族群的原因 百年来通信发展的历史证明 使用一种包办所有功能的通信系统是不可取的 各种接入手段的混合使用才能带来经济性 可靠性和有效性的同时提高 毫无疑问 第三代蜂窝移动通信 3G 技术是一个比较完美的系统 它有较高的技术先进性 较强的业务能力和广泛的应用 但是WIFI可以在特定的区域和范围内发挥对3G的重要补充作用 WiFi技术与3G技术相结合会有广阔的发展前景 2020 4 17 农村wifi未来 随着电信和广电光进铜退策略的实施 以及农村党员远程教育等工程的设施 光缆到行政村正在快速发展 农村布设铜缆网成本高 维护困难 网状WiFi用于农村宽带接入大有可为室外工作 采用室外天线WiFi单跳距离可以达到2公里成本要求 3 500元 户 2020 4 17 原野 市内社区无线网 CUWiN 网状WiFi农村宽带接入 光缆 2020 4 17 4 5iPhone的wifi实例 2020 4 17 需要了解的内容WLAN是802 11或Wi Fi无线技术的另一个名称 这种技术通过无线电波传输数据 要以无线方式连接到Internet 需要 到Internet的有线连接 通过Internet服务提供商 无线路由器无线设备 启用WLAN的iPhone 简介 与无线电设备一样 联网设备彼此间的距离越近 接收信号越好 iPhone支持下列加密和鉴定协议 WEP WPA WPA2和WAPI开放和隐藏网络MAC地址过滤功能与DHCP BootP和静态IP寻址代理服务器兼容性的连接配置 2020 4 17 iPhone可以使用802 11b和802 11g无线协议 如果接入点是兼容的且已配置为广播802 11b g信号 则iPhoneOS还可以使用802 11n iPhone不能连接到接入点只设置为使用802 11n的网络 无线网络协议 2020 4 17 Wi Fi设置菜单 Wi Fi设置菜单 2020 4 17 Wi Fi开关 选择可用的无线网络 有些无线网络可能不允许被搜索 可以点击 其它 来手动配置 开启 询问是否加入网络 的开关后 当手机打开 无线局域网 开关 进入有无线网络覆盖的区域时 只要运行需要网络支持的应用程序 就会有选择Wi Fi网络的选项 如果关闭则不会弹出选项 只要之前没有加入过这个区域的无线网络 则还保持使用蜂窝数