无线技术之WiFi技术概论

Wi-Fi系统
Wi-Fi网络成员


站点（Station），网络最基本的组成部分。 基本服务单元（Basic Service Set，BSS）。网 络最基本的服务单元。最简单的服务单元可以只由两 个站点组成。站点可以动态的联结（associate）到基 本服务单元中。 分配系统（Distribution System，DS）。分配系 统用于连接不同的基本服务单元。分配系统使用的媒 介（Medium）逻辑上和基本服务单元使用的媒介是 截然分开的，尽管它们物理上可能会是同一个媒介， 例如同一个无线频段。
Wi-Fi特征

其四，无须布线 ，Wi-Fi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。
组网方式

点对点，即AD-HOC模式
AD-HOC模式
组网方式

点对多点，即基础模式
组网方式

多接入点漫游模式
组网方式

桥接模式
组网方式

路由模式
WLAN标准演进
802.11
Wi-Fi无线网络技术
IEEE在1997年推出的第一代WLAN标准； 定义了无线局域网的物理层以及MAC层标准； 定义了物理层数据的传输方式：
两种使用2.4GHz的RF传输方式：DSSS（直接序 列扩频）以及FHSS（调频扩频） 采用红外线传输方式 采用DSSS或FHSS技术时，传输速率有1Mbps和 2Mbps
Wi-Fi技术概论
物联网关键技术
成都无线龙通讯科技有限公司 2010-06
无线上网
无线处不在无线网络
无线局域网
无线局域网
Wi-Fi

Wi-Fi：一种流行无线网络技术。 Wi-Fi是一种基于IEEE 802.11无线传输的规范， 一般的，带有这个标志的产品表明了你可以利 用它们方便地组建一个无线局域网。

Wi-Fi发展

除了上面的IEEE标准，另外有一个被称为 IEEE802.11b+的技术，通过PBCC技术(Packet Binary Convolutional Code) 在IEEE802.11b(2.4GHz 频段) 基础上提供22Mbit/s的数据传输速率。 但这事实上并不是一个IEEE的公开标准，而是一 项产权私有的技术(产权属于美国德州仪器，Texas Instruments)。也有一些被称为802.11g+的技术，在 IEEE802.11g的基础上提供108Mbit/s的传输速率，跟 802.11b+一样，同样是非标准技术，由无线网络芯片 生产商Atheros所提倡的则为SuperG。
WMM Power Save：在影音多媒体透过无线网路的传 递时，如何透过管理无线网路装置的待命时间来延长电池 寿命，并且不影响其功能性，可以透过WMM Power Save 的测试来验证。

Wi-Fi认证

WPS（Wi-Fi Protected Setup）：这是一个2007年年初 才发布的认证，目的是让消费者可以透过更简单的方式来 设定无线网路装置，并且保证有一定的安全性。目前WPS 允许透过Pin Input Config（PIN）、 Push Button Config （PBC）、USB Flash Drive Config（UFD）以及Near Field Communication Contactless Token Config（NFC）的方式来 设定无线网路装置。 ASD（Application Specific Device）：这是针对除了无 线网路存取点（Access Point）及站台（Station）之外其他 有特殊应用的无线网路装置，例如DVD播放器、投影机、 印表机等等。 CWG（Converged Wireless Group）：主要是针对 WiFi mobile converged devices 的 RF 部分测量的测试程序。
Wi-Fi认证

WPA/WPA2：WPA/WPA2是基于IEEE 802.11a、 802.11b、802.11g的单模、双模或双频的产品所建立的测 试程序。内容包含通讯协定的验证、无线网路安全性机制 的验证，以及网路传输表现与相容性测试。

WMM（Wi-Fi Multi Media）：当影音多媒体透过无线 网路的传递时，要如何验证其频宽保证的机制是否正常运 作在不同的无线网路装置及不同的安全性设定上是WMM 测试的目的。
Wi-Fi网络成员
Wi-Fi网络成员



接入点（Access Point，AP）。接入点即有普通 站点的身份，又有接入到分配系统的功能。 扩展服务单元（Extended Service Set，ESS）。 由分配系统和基本服务单元组合而成。这种组合是逻 辑上，并非物理上的──不同的基本服务单元物有可 能在地理位置相去甚远。分配系统也可以使用各种各 样的技术。 关口（Portal），也是一个逻辑成分。用于将无 线局域网和有线局域网或其它网络联系起来。
2003年推出，组合11b和11a的优点； 采用2.4GHz频段； 引入了OFDM调制方式，速率可以达到54Mbps； 兼容802.11b；
物理层实现方 式 DSSS/CCK OFDM DSSS-OFDM PBCC 数据速率 1Mbps、2Mbps、5.5Mbps、11Mbps 6Mbps、9Mbps、12Mbps、18Mbps、24Mbps、36Mbps、 48Mbps、54Mbps 6Mbps、9Mbps、12Mbps、18Mbps、24Mbps、36Mbps、 48Mbps、54Mbps 5.5Mbps、11Mbps、22Mbps、33Mbps 强制性 必选 必选 可选 可选
Wi-Fi特征

其二，虽然由Wi-Fi技术传输的无线通信质 量不是很好，数据安全性能比蓝牙好一些，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。
Wi-Fi特征


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。

Wi-Fi发展
Wi-Fi系统
Access Network
ISP
Firewall VPN
Corporate LAN
Wireless Gateway
Internet
Office
AP
Meeting Room
AP
Guest Access
Wi-Fi系统



Wi-Fi 的设置至少需要一个Access Point（ap）和 一个或一个以上的client（终端）。 AP每100ms将SSID（Service Set Identifier）经 由beacons（信号台）封包广播一次，beacons封包 的传输速率是1Mbit/s，并且长度相当的短，所以这个 广播动作对网路效能的影响不大。 因为Wi-Fi规定的最低传输速率是1Mbit/s ，所以 确保所有的Wi-Fi client端都能收到这个SSID广播封包， client 可以借此决定是否要和这一个SSID的AP连线。 使用者可以设定要连线到哪一个SSID。
物理层实现方式 DSSS/DBPSK DSSS/DQPSK CCK DSSS/PBCC＋前向纠错编码（FEC） 数据速率 1Mbps 2Mbps 5.5Mbps、11Mbps 5.5Mbps、11Mbps、22Mbps 强制性 必选 必选 必选 可选
Wi-Fi无线网络技术
WLAN标准演进
802.11g：
在MAC层采用了类似与有线以太网CSMA/CD 协议的CSMA/CA协议；
Wi-Fi无线网络技术
WLAN标准演进
802.11b：
1999年推出，802.11标准的扩展； 对802.11的物理层要求作出修改；
兼容802.11，保留DSSS方式的调制方式； 采用2.4GHz频段，采用CCK调制方式速率增加了5.5Mbps和 11Mbps两种速率；
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Wi-Fi发展



1999年 802.11a定义了一个在ISM频段 5GHz上的数据传输速率可达54Mbit/s的物理 层，802.11b定义了一个在2.4GHz的ISM频段 上但数据传输速率高达11Mbit/s的物理层。 2.4GHz的ISM频段为世界上绝大多数国家 通用，因此802.11b得到了最为广泛的应用。 苹果公司把自己开发的802.11标准起名叫 AirPort。 1999年工业界成立了Wi-Fi联盟，致力解 决符合802.11标准的产品的生产和设备兼容性 问题。
Wi-Fi发展

802.11，1997年，原始标准(2Mbit/s 工作在2.4GHz)。 802.11a，1999年，物理层补充(54Mbit/s工作在5GHz) 。 802.11b，1999年，物理层补充(11Mbit/s工作在2.4GHz) 。 802.11c，符合802.1D的媒体接入控制层(MAC) 桥接(MAC Layer Bridging) 。 802.11d，根据各国无线电规定做的调整。 802.11e，对服务等级(Quality of Service, QS) 的支持。 802.11f，基站的互连性(Interoperability) 。 802.11g，物理层补充(54Mbit/s工作在2.4GHz) 。 802.11h，无线覆盖半径的调整，室内(indoor) 和室外(outdoor) 信道(5GHz频 段) 。 802.11i，安全和鉴权(Authentification)方面的补充。 802.11n，导入多重输入输出 (MIMO) 技术，基本上是802.11a的延伸版。
Wi-Fi网络成员
Wi-Fi网络成员

这儿有3种媒介，站点使用的无线的媒介， 分配系统使用的媒介，以及和无线局域网集成 一起的其它局域网使用的媒介。

物理上它们可能互相重迭。IEEE 802.11 只负责在站点使用的无线的媒介上的寻址 （Addressing）。分配系统和其它局域网的寻 址不属无线局域网的范围。
Wi-Fi系统


Wi-Fi系统总是对用户端开放其连接标准， 并支援漫游，这就是Wi-Fi的好处。但亦意味 着，一个无线适配器有可能在性能上优于其他 的适配器。 由于Wi-Fi通过空气传送信号，所以和非交 换以太网有相同的特点。 近两年，出现一种 WIFI over cable的新方案。此方案属于EOC （Ethernet over cable）中的一种技术。通过 将2.4G的Wi-Fi射频降频后在cable中传输。


Wi-Fi特征

速度快，可靠性高，在开放性区域，通讯 距离可达300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。
Wi-Fi特征


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Wi-Fi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。
Wi-Fi发展

IEEE 802.11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（ad hoc）的方式进行，也 可以在基站（Base Station，BS）或者访问点（Access Point， AP）的协调下进行。 1999年加上了两个补充版本：802.11a定义了一个在5GHz ISM频段上的数据传输速率可达54Mbit/s的物理层，802.11b定义 了一个在2.4GHz的ISM频段上但数据传输速率高达11Mbit/s的物 理层。