WiFi原理

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,WiFi,技术的原理及未来发展趋势,什么是,wifi,？,WiFi,全称,Wireless Fidelity,，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,802.11 DSSS,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（,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。,IEEE 802.11b,无线网络规范是,IEEE 802.11,网络规范的变种，最高带宽为,11 Mbps,，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。,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。,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,11 Mbps,，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。,802.11,的三个标准网络协议介绍,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。,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,。,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(Access,Point),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。,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,6070,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。,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。,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。,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。,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。,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,(Virtual private Network,，,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。,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,(Wireless Internet Service Provider,，,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。,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。,WiFi,Phone,的使用,(,查询公交信息、拨打,VOIP,电话,),WiFi,Phone,的使用,(,查询餐厅相关信息、拨打,VOIP,电话,),WiFi,Phone,的使用,(,查询证券信息、拨打,VOIP,电话,),WiFi,Phone,的使用,(,同时流游信息、下载看新闻、拨打,VOIP,电话,),WiFi,Phone,的使用,(,游戏遥控手柄,拨打,VOIP,电话,),WiFi,的发展和未来,这两年内，无线,AP,的数量呈迅猛的增长，无线网络的方便与高效使其能够得到迅速的普及。除了在目前的一些公共地方有,AP,之外，国外已经有先例以无线标准来建设城域网，因此，,WiFi,的无线地位将会日益牢固。,WiFi,是目前无线接入的主流标准，但是，,WiFi,会走多远呢？在,Intel,的强力支持下，,WiFi,已经有了接班人。它就是全面兼容现有,WiFi,的,WiMAX,，对比于,WiFi,的,802.11X,标准，,WiMAX,就是,802.16x,。与前者相比，,WiMAX,具有更远的传输距离、更宽的频段选择以及更高的接入速度等等，预计会在未来几年间成为无线网络的一个主流标准，,Intel,计划将来采用该标准来建设无线广域网络。这相比于现时的无线局域网或城域网，是质的变革，而且现有设备仍能得到支持，保护人们的每一分钱投资。,总而言之，家庭和小型办公网络用户对移动连接的需求是无线局域网市场增长的动力，虽然到目前为止，美国、日本等发达国家仍然是目前,WiFi,用户最多的地区，但随着电子商务和移动办公的进一步普及，廉价的,WiFi,，必将成为那些随时需要进行网络连接用户的必然之选。,最近，业界纷纷传出,WiFi,已出现生存危机的消息。据国外媒体报道，日前很多企业仍然在,WiFi,这方面投入巨资，但从中赢利的企业几乎没有。据悉很多企业因,WiFi,而破产，前不久,R Wireless,公司也放弃了该项业务。那么,WiFi,的盈利情况是否真的出现危机了？,不可否认，,WiFi,技术的商用目前碰到了许多困难。一方面是受制于,WiFi,技术自身的限制，比如其漫游性、安全性和如何计费等都还没有得到妥善的解决。另一方面，由于,WiFi,的赢利模式不明确，如果将,WiFi,作为单一网络来经营，商业用户的不足会使网络建设的投资收益比较低，因此也影响了电信运营商的积极性。 但从,WiFi,技术定位看，我认为，对于电信运营商而言，,WiFi,技术的定位主要是作为高速有线接入技术的补充，将来逐渐也会成为蜂窝移动通信的补充。,虽然,WiFi,技术的商用在目前碰到了一些困难，但这种先进的技术也不可能包办所有功能的通信系统。可以说只有各种接入手段相互补充使用才能带来经济性、可靠性和有效性。因而，它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,技术相结合将具有广阔的发展前景。,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。,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。,WiFi,是现有通信系统的补充，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。,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。,伙聚,WiFi,公社,伙聚,WiFi,公社为酒吧、咖啡店、茶馆等公共场所提供整体无线上网解决方案。通过为加盟伙聚无线上网联盟的用户提供统一的无线上网设备、无线上网管理以及 聊天、视频、在线游戏等在线增值服务，帮助加盟用户实现自我宣传，提升场所价值。同时，为在这些公共场所上网的消费者提供更好的上网服务，使不同上网地点 之间的人群之间可以信息共享、即时沟通，最终使整个公共场所变成一个统一的,WiFi,无线社区，实现所有公共场所与上网用户之间的“共建、共享、共赢”。,网状,WiFi,在中国,在一些专网垂直应用领域和部分地区有应用如在北京市公共安全覆盖、后海酒吧街地区的室外无线覆盖以及天津滨海开发区数字港口的建设等。,易观国际认为，中国网状,WiFi,市场从,2008,年起会得到迅速发展，至,2011,年的累计市场规模可超过,9,亿人民币。,网状,WiFi,视频监控,WiMax,+,网状,WiFi,视频监控,农村应用,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,原野,-,市内社区无线网,(,CUWiN,),网状,WiFi,农村宽带接入,光缆,