WiFi网络简述及构建

WiFi网络简述及构建

Wi-Fi是一种可以将个人电脑、手持设备（如PDA、手机）等终端以无线方式互相连接的技术，主要用于户内、办公室或热点地区的近距离分布式的互联网接入。Wi-Fi是一个无线网路通信技术的品牌，由Wi-Fi联盟(Wi-Fi Alliance)所持有。目的是改善基于IEEE 802.11标准的无线网路产品之间的互通性。现时一般人会把Wi-Fi及IEEE 802.11混为一谈，甚至把Wi-Fi等同于无线网际网路。Wi-Fi的正确读音为[wei] [fu] ，拼音音译为：“weifu”。目前，Wi-Fi得到了广泛应用，随着带宽的不断提高，越来越多的服务可以在这个灵活的载体上平滑地运行，Wi-Fi的易用性也发挥得淋漓尽致。

随着Internet的逐渐普及和移动终端(笔记本电脑、Wi-Fi手机、PDA) 及物联网设备的广泛使用，我们对无线IP接入的需求增长迅猛，而Wi -Fi因其安装简便、应用灵活、容易扩展、建设时间短以及节约资金等优势，在国内外的电信市场中得到了越来越多的关注和应用。在美国，越来越多的城市对Wi-Fi无线公共网络表现出兴趣，2006年美国在无线网络基础设施建设方面的总投入已经达到2.35亿美元，未来投资将进一步增加。在国内，中国电信以“天翼通”、中国移动以“随e 行”业务品牌推出了Wi-Fi无线宽带上网业务，向人们提供在家中或Wi-Fi网络所覆盖的酒店、展馆、商务楼、休闲中心、连锁咖啡吧等场所的无线宽带上网服务和远程移动办公服务，满足用户移动、漫游上网的需求。

相对有线接入，Wi-Fi无线技术具有以下优势：

(1)覆盖广阔：无线接入方式不受网络节点位置限制，网络传输范围大。

(2)应用灵活：能便捷胜任只有几个用户的小型网络到上千用户的大型网络。

(3)提供漫游服务：能提供有线网络无法提供的漫游特性，方便使用。

(4)安装便捷：安装简单，不需要布线和开沟挖槽敷设线缆路由。

(5)经济节约：Wi-Fi不受布线接入点未来需求预留的资金投入和位置限制，可以避免资金浪费的产生。

Wi-Fi技术具有以上优势但相对于有线接入方式存在以下缺点：

(1)数据传输速率有限。虽然Wi-Fi技术最高数据传输速率标称可达11～300Mbps/s，但系统开销会使应用层速率减少50%左右。在多运营商环境中，不同AP(Access Point)间的频率干扰会使数据传输速率明显降低，在有三个运营商同时运营的环境中不能实现多用户的同时高速数据业务。

(2)质量及稳定性易受影响。无线电波间存在相互影响的现象，特别是同频段、同技术设备之间将存在明显影响。不仅如此，无线电波在传播中根据障碍物不同将发生折射、反射、衍射、信号无法穿透等情况，其质量和信号的稳定性都不如有线接入方式。

(3)安全保密性有待提高。Wi-Fi采了基于用户的认证加密体系来提高其安全性，但不论怎样，其安全性和数据的保密性都不如有线接入方式。

Wi-Fi是一种局域网技术，主要用于解决“最后100米”的接入问题。从其与有线宽带网络的关系来看，Wi-Fi利用其技术优势能够作为网络延伸手段进一步扩大有线接入网络的覆盖面积及扩展移动通信网络的应用，但其缺点也决定了它最终无法取代有线接入网而独立存在。因此，Wi-Fi是提升有线宽带用户价值、提供差异化服务的有效手段，也是未来3G数据业务的有力补充。在Wi-Fi网络覆盖范围内，允许用户在任何时间、任何地点访问公司的办公网或国际互联网，随时随地享受网上证券、视频点播(VOD)、远程教育、远程医疗、视频会议、网络游戏等一系列宽带信息增值服务，并实现移动办公。Wi-Fi主要面对个人、家庭/企业及行业用户提供家庭/企业服务、公众区/会展区服务。

Wi-Fi无线接入网中的主要设备有室内型AP、单独的网桥、独立的室外型AP及带网桥功能的室外型AP共4类，其工作环境与应用场景如下。

(1)室内型AP。工作在2.4 GHz频段，自带天线，安装于室内，完成室内热点的Wi-Fi 覆盖。可独立完成室内覆盖，也可以接入室内分布系统工作(接入室内分布系统时需取下自带天线)。

(2)单独的5.8 GHz网桥。工作在5.8 GHz频段，安装于室外，可与其他具有网桥功能的设备之间进行点对点或点对多点的侨接，完成数据中继。网桥设备完成数据中继则要求两个对点网桥设备满足视距可达的条件。

(3)独立的室外型AP。工作在2.4 GHz频段，最大发射功率可调，安装于室外，完成室外热点的Wi-Fi覆盖或覆盖室内热点。当网络中需要网桥进行中继时，采用此设备需与单独的网桥设备进行配合，并且需要交换机完成数据交换。

(4)带网桥功能的室外型AP。可工作在2.4 GHz、5.8 GHz频段。工作于5.8 GHz 频段的设备与其他带网桥功能的设备进行数据中继，工作于2.4 GHz设备作为Wi-Fi信号源。网络中需要网桥进行中继时，该设备不仅可完成中继，也可有单独的覆盖区。

Wi-Fi技术已经能够提供相应的能力满足城市中室内及室外业务的需求。

虽然AP设备最大空口带宽可达11～54 Mbit/s，但在实际应用中，由于Wi-Fi设备采用了公共频段通信，其他运营商的Wi-Fi网络及同频段内其他设备的使用，都可能对Wi- Fi无线网络造成干扰，因此，AP设备的吞吐量受无线环境的影响很大。同时，一个终端设备离AP较远或是受到频率干扰时，系统需要采用更低阶的调制和低速率的编码方式来保证通信的正常进行，此时设备即使只需要很小的带宽，可能也会占用大量的系统空口资源，造成系统容量下降。

在系统设计过程中，用户行为不确定很难对AP设备的实际吞吐量得出准确的计算结果。另外，用户的上网行为也会影响AP的接入能力，经常使用BT 下载、视频点播的用户，比如家庭用户，实际流量大;而对于公共热点地区的商务用户，上网一般以浏览网页、收发电子邮件为主，实际流量较小。

以802.11g的AP设备为例，最大空口带宽为54 Mbit/s，除去物理层和MAC层的各种开销，实际可达到的最大吞吐量大约为23 Mbit/s。根据工程经验，建议AP设备同时接入用户数不超过30个。在实际流量需求大的区域内，为保证用户使用质量，建议同时接入用户数控制在20个左右，而在公共热点区内，同时接入的用户数量建议不超过30个。

网络建设前，最重要的是需要明确城市中存在业务需求的区域，并有针对性地进行网络