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Wi-Fi是什么?Wi-Fi的優(yōu)勢在哪里

相關(guān)軟件相關(guān)文章發(fā)表評論 來源:西西整理時間:2011/4/18 14:25:06字體大。A-A+

作者:西西點擊:728次評論:0次標簽: Wi-Fi

  • 類型:網(wǎng)絡(luò)共享大。4.1M語言:中文 評分:10.0
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Wi-Fi是Wi-Fi聯(lián)盟制造商的商標可做為產(chǎn)品的品牌認證,是一個創(chuàng)建于IEEE 802.11標準的無線局域網(wǎng)絡(luò)(WLAN)設(shè)備;趦商紫到y(tǒng)的密切相關(guān),也常有人把Wi-Fi當做IEEE 802.11標準的同意詞術(shù)語。

并不是每樣符合IEEE 802.11的產(chǎn)品都申請Wi-Fi聯(lián)盟的認證,相對的缺少Wi-Ff認證的產(chǎn)品并不一定意味著不兼容Wi-Fi設(shè)備。

IEEE 802.11的設(shè)備已安裝在市面上的許多產(chǎn)品,如個人電腦,游戲機,MP3播放器,智能電話,打印機以及其他周邊設(shè)備,和新筆記本電腦。

Wi-Fi聯(lián)盟成立于1999年,當時的名稱叫做Wireless Ethernet Compatibility Alliance(WECA)。在2002年10月,正式改名為Wi-Fi Alliance。

由來

Wi - Fi這個術(shù)語是指無線保真(Wireless Fidelity),類似歷史悠久的音頻設(shè)備分類:長期高保真(1930年開始采用)或Hi - Fi的(1950年開始采用)。即使Wi - Fi聯(lián)盟本身也經(jīng)常在新聞稿和文件中使用”無線保真”這個詞,Wi-Fi還是出現(xiàn)在ITAA的一個論文中。然而,根據(jù)菲爾貝朗格的語句,Wi - Fi術(shù)語應(yīng)該是沒有任何意義的。 IEEE 802.11第一個版本發(fā)表于1997年,其中定義了介質(zhì)訪問接入控制層(MAC層)和物理層。物理層定義了工作在2.4GHz的ISM頻段上的兩種無線調(diào)頻方式和一種紅外傳輸?shù)姆绞,總?shù)據(jù)傳輸速率設(shè)計為2Mbit/s。兩個設(shè)備之間的通信可以自由直接(ad hoc)的方式進行,也可以在基站(Base Station,BS)或者訪問點(Access Point,AP)的協(xié)調(diào)下進行。

1999年加上了兩個補充版本:802.11a定義了一個在5GHz ISM頻段上的數(shù)據(jù)傳輸速率可達54Mbit/s的物理層,802.11b定義了一個在2.4GHz的ISM頻段上但數(shù)據(jù)傳輸速率高達11Mbit/s的物理層。

2.4GHz的ISM頻段為世界上絕大多數(shù)國家通用,因此802.11b得到了最為廣泛的應(yīng)用。蘋果公司把自己開發(fā)的802.11標準起名叫AirPort。1999年工業(yè)界成立了Wi-Fi聯(lián)盟,致力解決符合802.11標準的產(chǎn)品的生產(chǎn)和設(shè)備兼容性問題。Wi-Fi為制定802.11無線網(wǎng)絡(luò)的組織,并非代表無線網(wǎng)絡(luò)。

802.11標準和補充

802.11,1997年,原始標準(2Mbit/s,2.4GHz頻道)。

802.11a,1999年,物理層補充(54Mbit/s,5GHz頻道)。

802.11b,1999年,物理層補充(11Mbit/s,2.4GHz頻道)。

802.11c,符合802.1D的媒體接入控制層(MAC)橋接(MAC Layer Bridging)。

802.11d,根據(jù)各國無線電規(guī)定做的調(diào)整。

802.11e,對服務(wù)等級(Quality of Service, QoS)的支持。

802.11f,基站的互連性(Interoperability)。

802.11g,物理層補充(54Mbit/s,2.4GHz頻道)。

802.11h,無線覆蓋半徑的調(diào)整,室內(nèi)(indoor)和室外(outdoor)信道(5GHz頻段)。

802.11i,安全和鑒權(quán)(Authentification)方面的補充。

802.11n,導(dǎo)入多重輸入輸出(MIMO)和40Mbit信道寬度(HT40)技術(shù),基本上是802.11a/g的延伸版。

除了上面的IEEE標準,另外有一個被稱為IEEE 802.11b+的技術(shù),通過PBCC技術(shù)(Packet Binary Convolutional Code)在IEEE802.11b(2.4GHz頻段)基礎(chǔ)上提供22Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率。但這事實上并不是一個IEEE的公開標準,而是一項產(chǎn)權(quán)私有的技術(shù)(產(chǎn)權(quán)屬于美國德州儀器,Texas Instruments)。也有一些被稱為802.11g+的技術(shù),在IEEE 802.11g的基礎(chǔ)上提供108Mbit/s的傳輸速率,跟802.11b+一樣,同樣是非標準技術(shù),由無線網(wǎng)絡(luò)芯片生產(chǎn)商Atheros所提倡的則為SuperG。

用途

網(wǎng)絡(luò)連結(jié)

具Wi-Fi功能的設(shè)備:如個人電腦,游戲機,智能手機或數(shù)字音頻播放器可以從范圍內(nèi)的無線網(wǎng)絡(luò)連接到網(wǎng)絡(luò)。其覆蓋范圍的一個或多個(互聯(lián))接入點–稱之為熱點 - 可以組成一個面積小到幾間房間,或大如許多平方英里。覆蓋的面積較大,可能取決于接入點的一組重疊的覆蓋范圍。Wi-Fi技術(shù)已被用于無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò),例如,在倫敦,英國。除私人家庭和辦公室使用外,Wi-Fi無線網(wǎng)絡(luò)還可以提供公眾訪問的熱點免費使用或各種商業(yè)服務(wù)。

組織和企業(yè):比如機場,酒店,餐館 - 經(jīng)常提供免費使用熱點,以吸引或協(xié)助客戶。當局會依愛好者或希望提供服務(wù),甚至以促進企業(yè)在某些領(lǐng)域有時會提供免費的Wi-Fi接入。Wi-Fi的(Muni - Fi)的項目已經(jīng)開始截止至2008年已超過300個城市參與。2010年捷克共和國已有1150家Wi-Fi網(wǎng)服務(wù)供應(yīng)商。

路由器,結(jié)合了數(shù)字用戶線調(diào)制解調(diào)器或電纜調(diào)制解調(diào)器和Wi-Fi接入點,通常設(shè)置在家里或其他場所,可以提供互聯(lián)網(wǎng)接入和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的所有設(shè)備連接(無線或有線)。隨著MiFi和WiBro(便攜式Wi-Fi路由器)的出現(xiàn)可以很容易地創(chuàng)建他們自己的Wi-Fi熱點通過電信網(wǎng)絡(luò)連接到網(wǎng)絡(luò),F(xiàn)在,許多移動電話也可以創(chuàng)建局部性無線連接,iPhone,Android的,Symbian和WinMo。

你也可以使用ad - hoc模式為客戶端到客戶端連接Wi-Fi設(shè)備,無需路由器。Wi-Fi無線連接的地方,也含蓋了浴室,廚房和花園棚屋使網(wǎng)絡(luò)無所不在。

城市的Wi-Fi覆蓋

主條目:無線城市

戶外的wi-fi熱點


戶外的wi-fi熱點

在21世紀初期,世界各地許多城市宣布,計劃全市范圍的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)。這被證明是比最初發(fā)起人設(shè)想的更為困難,結(jié)果,大多數(shù)的這些項目取消或無限期擱置。但是有幾個是成功的,例如在2005年,美國加州Sunnyvale,成為第一個在美國的城市,提供全市免費無線網(wǎng)絡(luò)連接。2010年5月,倫敦,英國倫敦市市長鮑里斯約翰遜承諾Wi – Fi的普及,到2012年。無論是倫敦金融城,或伊斯靈頓已經(jīng)有廣泛的室外Wi-Fi覆蓋 全球已建和建造中的Wi-Fi城市已經(jīng)超過500個,其中覆蓋率最高者為臺北市,其已達到全市已有4000個無線訪問點(AP, Access Point),未來將至10000個,覆蓋率達到90%,全球主要的城市多已有Wi-Fi技術(shù),如倫敦、紐約、臺北、香港、新加坡、漢堡、巴黎、華盛頓、上海等。

校園的Wi-Fi覆蓋

卡耐基梅隆大學(xué)創(chuàng)建了世界上第一個無線互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)在匹茲堡校園于1994年,比Wi-Fi的品牌起源于1999年還要早,F(xiàn)在大多數(shù)校園已具無線上網(wǎng)。 在費城德雷克塞爾大學(xué)創(chuàng)造了歷史,成為美國國家的第一個主要大學(xué)提供完全的無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋整個校園于2000年。

電腦對電腦直接通信

Wi-Fi無線通信也可以直接不需通過接入點傳出從一臺電腦到另一臺。這就是所謂的Ad - hoc模式的Wi-Fi傳輸。這種無線ad - hoc網(wǎng)絡(luò)模式已經(jīng)證明多人的歡迎,掌上游戲機,如任天堂的DS,數(shù)字相機和其它消費電子設(shè)備。 同樣,Wi-Fi聯(lián)盟推動一個新的發(fā)現(xiàn)和安全的方法規(guī)范稱為Wi-Fi直接進行文件傳輸和媒體共享

優(yōu)勢和挑戰(zhàn)

業(yè)務(wù)優(yōu)勢


一個偵測Wi-Fi的鑰匙圈

Wi - Fi部署區(qū)網(wǎng)(LAN)可讓客戶端設(shè)備無需使用電線,通常可降網(wǎng)絡(luò)部署和擴充的成本。許多空間不能架設(shè)電纜,如戶外區(qū)和歷史建筑,可運用無線區(qū)網(wǎng)來改善。 現(xiàn)在大多數(shù)筆記本電腦制造商已經(jīng)自帶了無線網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備。Wi - Fi的價位已經(jīng)持續(xù)下跌,使之成為在經(jīng)濟網(wǎng)絡(luò)選項甚至更多的設(shè)備中站一席之地。Wi - Fi已經(jīng)成為企業(yè)普遍的基礎(chǔ)設(shè)施。 不同競爭品牌的接入點和客戶端的網(wǎng)絡(luò)使用接口具互操作性的一個基本服務(wù)水平。產(chǎn)品指定由Wi - Fi聯(lián)盟為“Wi - Fi認證”是向后兼容的。“Wi - Fi”指定一套全球統(tǒng)一標準:不同于移動電話,任何Wi – Fi標準設(shè)備將在世界上任何地方可無差異的工作。 Wi – Fi已使用在22萬個以上的公共熱點和幾千萬戶的家庭中,公司及世界各地的大學(xué)校園。當前Wi - Fi保護訪問加密(WPA2)2010年被認為是安全,提供用戶使用強大的密碼。新協(xié)議的質(zhì)量服務(wù)(WMM)產(chǎn)生Wi - Fi更適合于延遲敏感型應(yīng)用(如語音和視頻);和省電機制(WMM的省電)提高電池操作。

限制

全球運作的頻譜指配和操作限制并不一貫。美國用于2.4 GHz頻帶大多數(shù)在歐洲允許一個額外的2個通道。(1-13 v.s 1-11),日本還要追加一個(1-14)。2007年歐洲是在這方面基本上是均勻的。一個非常混亂事實;Wi - Fi信號實際上占有五個通道在2.4 GHz頻段導(dǎo)致只有三個非重疊通道在美國:1,6,11和歐洲三個或四個:1,5,9,13。等效全向輻射功率(EIRP)在歐盟被限制為20 dBm的(100mW)。

傳遞的距離


速度與移動性: Wi-Fi,HSPA、UMTS、GSM

Wi - Fi網(wǎng)絡(luò)范圍有限。一個典型的無線路由器使用802.11b或802.11g與儲蓄天線可能有一個范圍32米(120英尺)室內(nèi)95米(300英尺)室外。在802.11n可以超過這個范圍兩倍的距離。其范圍也隨頻率的波段調(diào)整。Wi - Fi在2.4 GHz的頻率范圍塊稍微好比Wi - Fi在5 GHz的頻率塊好。 室外范圍 - 通過使用定向天線 - 可以提高與天線數(shù)公里或以上的范圍。在一般情況下一個Wi - Fi設(shè)備的最高功率傳輸是受限于地方法規(guī),如美國FCC第15條。 為達到無線區(qū)網(wǎng)的應(yīng)用要求,比起其他一些標準Wi-Fi相當?shù)暮碾。其他技術(shù)如藍牙(可支持無線PAN應(yīng)用)提供了一個更短的傳播范圍(小于十米),因此具有較低的耗電量。其他低耗電技術(shù),如ZigBee的有相當長的范圍,但數(shù)據(jù)速率卻低得多。高耗電的Wi - Fi,使移動設(shè)備的電池壽命受關(guān)注。 研究人員已經(jīng)開發(fā)出數(shù)“沒有新線”的技術(shù),提供替代Wi - Fi的室內(nèi)范圍不足,安裝新的電線(如cat - 5)不具成本效益。ITU - T G.hn標準的高速局域網(wǎng)絡(luò)使用現(xiàn)有的家庭線路(同軸電纜,電話線和電源線)。雖然G.hn不具備一些Wi - Fi優(yōu)勢(如流動性或室外使用),它的設(shè)計應(yīng)用(如IPTV分發(fā))在室內(nèi)范圍是最重要的流動性。 典型Wi - Fi的頻率由于電波傳播的復(fù)雜性,特別是樹和建筑物影響信號的反射,大約只能預(yù)測出Wi - Fi有關(guān)任何地區(qū)的發(fā)射器的信號強度。這不適用于遠距離的Wi - Fi,因為遠距離Wi-Fi是使用塔臺或高建筑頂上的天線所架設(shè)的。 Wi - Fi的應(yīng)用基本上實用范圍非常有限所如;倉庫中或零售空間的盤點機,結(jié)帳條碼閱讀器,或收發(fā)臺。手機的Wi - Fi在廣闊的范圍是有限的,例如,為了使用,如汽車移動到另一個從一個熱點(稱為Wardriving)。其它無線技術(shù)更適合作為圖形所示

技術(shù)簡述


一個Wi-Fi基地臺

網(wǎng)絡(luò)成員和結(jié)構(gòu)

站點(Station),網(wǎng)絡(luò)最基本的組成部分。

基本服務(wù)單元(Basic Service Set,BSS)。網(wǎng)絡(luò)最基本的服務(wù)單元。最簡單的服務(wù)單元可以只由兩個站點組成。站點可以動態(tài)的聯(lián)結(jié)(associate)到基本服務(wù)單元中。

分配系統(tǒng)(Distribution System,DS)。分配系統(tǒng)用于連接不同的基本服務(wù)單元。分配系統(tǒng)使用的媒介(Medium)邏上和基本服務(wù)單元使用的媒介是截然分開的,盡管它們物理上可能會是同一個媒介,例如同一個無線頻段。

接入點(Access Point,AP)。接入點即有普通站點的身份,又有接入到分配系統(tǒng)的功能。

擴展服務(wù)單元(Extended Service Set,ESS)。由分配系統(tǒng)和基本服務(wù)單元組合而成。這種組合是邏上,并非物理上的──不同的基本服務(wù)單元物有可能在地理位置相去甚遠。分配系統(tǒng)也可以使用各種各樣的技術(shù)。

關(guān)口(Portal),也是一個邏成分。用于將無線局域網(wǎng)和有線局域網(wǎng)或其它網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系起來。

這兒有3種媒介,站點使用的無線的媒介,分配系統(tǒng)使用的媒介,以及和無線局域網(wǎng)集成一起的其它局域網(wǎng)使用的媒介。物理上它們可能互相重迭。IEEE 802.11只負責(zé)在站點使用的無線的媒介上的尋址(Addressing)。分配系統(tǒng)和其它局域網(wǎng)的尋址不屬無線局域網(wǎng)的范圍。

IEEE802.11沒有具體定義分配系統(tǒng),只是定義了分配系統(tǒng)應(yīng)該提供的服務(wù)(Service)。整個無線局域網(wǎng)定義了9種服務(wù):

5種服務(wù)屬于分配系統(tǒng)的任務(wù),分別為,聯(lián)接(Association)、結(jié)束聯(lián)接(Diassociation)、分配(Distribution)、集成(Integration)、再聯(lián)接(Reassociation)。

4種服務(wù)屬于站點的任務(wù),分別為,鑒權(quán)(Authentication)、結(jié)束鑒權(quán)(Deauthentication)、隱私(Privacy)、MAC數(shù)據(jù)傳輸(MSDU delivery)。

運作原理

Wi-Fi的設(shè)置至少需要一個Access Point(ap)和一個或一個以上的client(hi)。AP每100ms將SSID(Service Set Identifier)經(jīng)由beacons(信號臺)分組廣播一次,beacons分組的傳輸速率是1 Mbit/s,并且長度相當?shù)亩,所以這個廣播動作對網(wǎng)絡(luò)效能的影響不大。因為Wi-Fi規(guī)定的最低傳輸速率是1 Mbit/s,所以確保所有的Wi-Fi client端都能收到這個SSID廣播分組,client可以借此決定是否要和這一個SSID的AP連接。用戶可以設(shè)置要連接到哪一個SSID。Wi-Fi系統(tǒng)總是對客戶端開放其連接標準,并支持漫游,這就是Wi-Fi的好處。但亦意味著,一個無線適配器有可能在性能上優(yōu)于其他的適配器。由于Wi-Fi通過空氣傳送信號,所以和非交換以太網(wǎng)有相同的特點。 近兩年,出現(xiàn)一種WIFI over cable的新方案。此方案屬于EOC(ethernet over cable)中的一種技術(shù)。通過將2.4G wifi射頻降頻后在cable中傳輸。此種方案已經(jīng)在中國大陸小范圍內(nèi)試商用。

Wi-Fi認證

Wi - Fi技術(shù)創(chuàng)建在IEEE 802.11標準上。
但IEEE開發(fā)和出版這些標準,卻不測試符合他們的設(shè)備。非盈利性的Wi - Fi聯(lián)盟成立于1999年,以填補這一段空白 - 創(chuàng)建和運行標準,互操作性與兼容性,并推動無線局域網(wǎng)技術(shù)。
至2009年截止Wi - Fi聯(lián)盟超過300多家來自世界各地公司合廠家擁有會員,其產(chǎn)品通過認證過程中,有權(quán)標明這些產(chǎn)品Wi - Fi標志。 認證過程具體來說是否符合IEEE 802.11無線標準的規(guī)定,以及WPA和WPA2安全標準,以及EAP的認證標準。

認證時可以選擇包括測試IEEE 802.11的標準草案,與蜂窩電話技術(shù)交互設(shè)備的融合或有關(guān)安全和功能設(shè)置,多媒體,和省電。

目前Wi-Fi聯(lián)盟所公布的認證種類有:

WPA/WPA2:WPA/WPA2是基于IEEE 802.11a、802.11b、802.11g的單模、雙;螂p頻的產(chǎn)品所創(chuàng)建的測試程序。內(nèi)容包含通信協(xié)議的驗證、無線網(wǎng)絡(luò)安全性機制的驗證,以及網(wǎng)絡(luò)傳輸表現(xiàn)與兼容性測試。

WMM(Wi-Fi MultiMedia):當影音多媒體通過無線網(wǎng)絡(luò)的傳遞時,要如何驗證其帶寬保證的機制是否正常運作在不同的無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及不同的安全性設(shè)置上是WMM測試的目的。

WMM Power Save:在影音多媒體通過無線網(wǎng)絡(luò)的傳遞時,如何通過管理無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的待命時間來延長電池壽命,并且不影響其功能性,可以通過WMM Power Save的測試來驗證。

WPS(Wi-Fi Protected Setup):這是一個2007年年初才發(fā)布的認證,目的是讓消費者可以通過更簡單的方式來設(shè)置無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,并且保證有一定的安全性。目前WPS允許通過Pin Input Config(PIN)、Push Button Config(PBC)、USB Flash Drive Config(UFD)以及Near Field Communication Contactless Token Config(NFC)的方式來設(shè)置無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

ASD(Application Specific Device):這是針對除了無線網(wǎng)絡(luò)訪問點(Access Point)及站臺(Station)之外其他有特殊應(yīng)用的無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,例如DVD播放器、投影機、打印機等等。

CWG(Converged Wireless Group):主要是針對Wi-Fi mobile converged devices的RF部分測量的測試程序。

相關(guān)條目

WiGig:WIFI聯(lián)盟表示將與WiGig聯(lián)盟合作展開無線傳輸技術(shù)合作。此舉動意味著WiGig成員現(xiàn)在可以開發(fā)WIFI 60GHz頻譜,并提供高達7Gbps的高速數(shù)據(jù)傳輸速度。

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