无线局域网标准.docx
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无线局域网标准
Wi-Fi,802.11a802.11b802.11g无线局域网标准简介
Wi-Fi:
Wi-Fi(WirelessFidelity)是无线局域网联盟(WLANA)的一个商标。
该商标仅保障使用该商标的商品互相之间可以合作。
WIFI是指由AP(AccessPoint)和无线网卡组成的无线网络。
Wi-Fi使用的是IEEE标准。
故误称为802.11b为Wi-Fi。
根据无线网卡使用的标准不同,WIFI的速度也有所不同。
即:
IEEE802.11b最高为11Mbps(部分厂商达22Mbps),IEEE802.11a为54Mbps、IEEE802.11g也是54Mbps。
IEEE802.11:
802.11(IEEE<美国>电子和电器工程师协会)是IEEE最初制定的一个无线局域网标准,业务主要限于数据存取,速度最高只能达到2Mb/s。
由于它在速率和传输距离上都不能满足人们的需要,因此,IEEE相继推出了802.11b和802.11a两个新标准。
IEEE802.11b:
1999年---802.11b采用2.4GHz直接序列扩频技术(DSSS),传输速度为:
11Mb/s(部分厂商设备达22Mb/s)。
支持范围:
室外为300米,在办公环境中最长为100米。
802.11b已成为普及的主流标准。
因速度较低,随后推出了802.11a标准。
IEEE802.11a:
1999年---802.11a采用5GHz正交频分复用技术(OFDM),传输速度为:
54Mb/s。
因802.11a与802.11b不能兼容,致使早期购买的802.11b标准设备不能在802.11a中使用,而早期802.11b已经被广泛应用了。
再而802.11a的一些弱点和一些国家的规定限制。
因此802.11a未得到广泛的普及。
IEEE802.11g:
2003年---802.11g采用2.4GHz频段上提供传输速度为:
54Mb/s。
解决了802.11b与802.11a标准的不兼容特性,原有的802.11b与802.11a两种设备就可以在同一网络中使用。
比通用的802.11b速度快5倍,因此得到了广泛的普及。
IEEE802.11i:
IEEE802.11i是IEEE为了弥补802.11脆弱的安全加密功能(WEP,WiredEquivalentPrivacy)而制定的修正案,于2004年7月完成。
其中定义了基于AES的全新加密协议CCMP(CTRwithCBC-MACProtocol),以及向前兼容RC4的加密协议TKIP(TemporalKeyIntegrityProtocol)。
无线网络中的安全问题从暴露到最终解决经历了相当的时间,而各大厂通信芯片商显然无法接受在这期间什么都不出售,所以迫不及待的Wi-Fi厂商采用802.11i的草案3为蓝图设计了一系列通信设备,随后称之为支持WPA(Wi-FiProtectedAccess)的;之后称将支持802.11i最终版协议的通信设备称为支持WPA2(Wi-FiProtectedAccess2)的。
IEEE802.11n:
IEEE802.11n,2004年1月IEEE宣布组成一个新的单位来发展新的802.11标准。
资料传输速度估计将达540Mbit/s(需要在物理层产生更高速度的传输率),此项新标准应该要比802.11b快上50倍,而比802.11g快上10倍左右。
802.11n也将会比目前的无线网络传送到更远的距离。
目前在802.11n有两个提议在互相竞争中:
WWiSE(World-WideSpectrumEfficiency)以Broadcom为首的一些厂商支持。
TGnSync由Intel与Philips所支持。
802.11n增加了对于MIMO(multiple-inputmultiple-output)的标准.MIMO使用多个发射和接收天线来允许更高的资料传输率。
MIMO并使用了Alamouticodingcodingschemes来增加传输范围。
802.11全家族:
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(MACLayerBridging)。
802.11d,根据各国无线电规定做的调整。
802.11e,对服务等级(QualityofService,QoS)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。
技术最大带宽信道数量频段干扰能耗距离穿透信
802.11a54Mbps(无重叠8)5.8G少较大较短较差
802.11b11Mbps(共享3)2.4G多较小较远较强
802.11g22Mbps(共享3)2.4G多中中中
另外:
1,由于我国今年刚打开5.8G频段使用权,所以802.11a的应用案例屈指可数!
2,由于其信道数量,在一个开放环境中,802.11b只能同时最多布置3个AP
3,802.11g与802.11a使用OFDM调制方式,802.11b使用能耗较底的补码键控技术(较有优势)
4,开放环境中802.11b,通信速率与距离有以下关系:
160米——11Mbps
270米——5.5Mbps
400米——2Mbps
550米——1Mbps
5,无线802.11g是有争议的未正式的标准!
综上,此时802.11b是无线首选!
最近有些厂商推出的22Mbps解决方案,各有各的叫法,但是其实本质都是一样的,都是使用TI的芯片。
SMC叫做802.11bTurbo型号为:
SMC2435W
D-Link叫做802.11bPlus
原本TI想要用这种方案作为802.11g的标准的,采用PBCC22M的调制方式,但是802委员会没有采纳这个标准,决定使用OFDM,这样,802.11g可以达到54M。
因此,这个芯片就不会成为802.11g标准,但是因为其向下兼容802.11b,而且也运行在2.4G频段上,因此,一些厂家已经推出相关产品。
此外,我国开放的2.4GHz频段和国外一致,为2.4-2.4835GHz,而5GHz频段则不同,为5.725-5.850GHz,
什么是802.11a?
802.11a是在5G频段上的802.11g,因为2.4G民用频段已经有很多设备在使用(免费频段吗!
),例如2.4G无绳电话,所以信号非常容易被干扰,802.11a和802.11g混合网卡可以有效避免这种现象,所以各位如果在设备和多的环境下尽量买802.11abg混合的网络设备。
什么是802.11g?
802.11g是802.11b的升级,且兼容802.11b,可以在2.4G频段上跑56Mbit。
不过现在有很多厂商推出了Plus产品,也就是说可以在一种品牌的PlusAP和PlusClient跑到112Mbit,不过请大家注意,Plus是非标准的,以后肯定会被标准淘汰,兼容性也非常差(只能有自家产品才能跑到112Mbit),所以不建议购买。
什么是802.11b?
802.11b是IEEE组织规定的无线网络协议,其可在2.4G频宽(国际上的民用频段)上跑11Mbit,主要支持:
CSMA/MAPlusAcknowledge协议、多通道漫游、自动速率选择、RTS/CTS特性、分片、电源管理。
802.11b的家喻户晓,主要归功于Intel迅驰处理器套装!
选择MiniPCI的802.11卡重要的就是选择主芯片了,主芯片在业界分大厂和小厂。
一般大厂的IC都是CPU(DSP)+软程序,而小厂一般都是硬件固化。
在软猫时代,一般都认为软猫比硬猫要差。
但在802.11芯片中,软IC比较好,它可以随标准的升级而升级,扩展性非常好,而性能软IC和硬IC性能差不太多。
其中大厂的IC有:
Broadcom、Relink、InnproCom等。
无线网卡介绍
先说无线网卡。
有线网卡有一个RJ45接口,通过双绞线连接到另一台电脑;或者连接到以太网交换机,再连接到服务器。
通常各位坐在办公室的电脑通过网卡连上局域网就可以上互联网了,那是因为公司通过服务器或其他设备做了一个进到互联网的出口,如果出口卡住,你是上不了互联网的,只能在公司的局域网内转悠。
或者这个出口给网管动了手脚,你就只能看部分网页,当然QQ就更加上不了了。
这就是在公司通过网卡上网的弊病。
说回无线网卡,它的作用跟有线网卡一样,你的电脑装了无线网卡,或者你买了一台内置无线网卡的“迅驰”笔记本,你想上互联网,还是得找到上互联网的出口,就像《黑客帝国》里面的哥们到处找公用电话一样。
找不到上网的出口,无线网卡可以做到的也就让你在局域网内转悠。
现在电信、移动、网通正在进行铺设互联网出口的行动,就是行内讲的建设无线的“HOTSPOT(热点)”。
这些无线“HOTSPOT”建设好了,你的“迅驰”或无线网卡才能在这些“HOTSPOT”范围内,记住,是范围内,做到无线上互联网。
当然,也可以在自己的公司势力范围内建设无线局域网,然后通过无线数据收发器(AP)来连接到服务器或其他互联网出口,从而实现无线上互联网。
关于中国各地无线“HOTSPOT(热点)”覆盖的查询可以参看:
无线热点列表
总之,在目前国内的环境里,光有“迅驰”或无线网卡,你想无线上互联网是比较困难的。
主流无线网卡:
无线网卡并不像有线网卡的主流产品只有10/100Mbps一种规格,而分为11Mbps、54Mpbs以及108Mbps三种传输速率,这三种传输速率分别属于不同的无线网络传输标准。
同时,还要考虑到无线网卡的接口类型、和价格等因素。
无线网络的传输标准和速率。
和无线网络传输有关的IEEE802.11系列标准中,现在与用户实际使用有关的标准包括802.11a、802.11b和802.11g,此外还有改进型的802.11g即SuperG。
其中802.11a和802.11g传输速率都是54Mbps,不过802.11a的工作频段是5GHz,很容易和其他信号冲突,并且802.11a无线产品售价较高,并不属于主流无线传输产品范围。
而802.11g工作频段是2.4GHz,比较不容易受到干扰,另外工作在2.4GHz频段的还有802.11b,其传输速率较慢只有11Mbps。
802.11b无线网卡由于价格相对便宜曾经是无线设备主流产品,现在随着802.11g产品大量降价,802.11b已经逐渐走入末流。
SuperG基于802.11g传输标准,采用了Dual-ChannelBonding技术,将两个无线通讯管道“结合”为一条模拟通讯管道进行数据传输,从而在理论上达到54Mbps两倍的传输速率108Mbps,而且由于采用了多种新技术,其传输距离及效率相对于802.11g会有较大的提高。
近期无线网卡主流产品多以速率和价格都比较合适的802.11g为主,同时还有廉价但是速率低的802.11a和高速高价的SuperG产品。
虽然SuperG的理论传输速率高于有线网卡100Mbps的传输速率,不过实际传输速率会受到传输两点之间障碍物的影响大大降低,并且为了发挥SuperG网卡最大的功效还要购买支持SuperG传输速率的无线AP,整体造价相当高。
现阶段,对普通家庭用户选择无线网卡应该量力而行,802.11g无线网卡更加合理。
无线网卡接口类型
无线网卡从接口分类则包含PCI接口(内置)、USB接口(外置)和PCMICA接口(外置)三种,其中PCI接口无线网卡适用于台式电脑,PCMICA接口产品适合笔记本电脑,USB接口的产品可以兼顾台式电脑和笔记本电脑。
从天线分类,无线网卡又可分为内置天线与外置天线两种。
外置天线可以调节天线的方向从而得到更好的信号接收,而内置天线则方便携带,缺点是天线方向无法调节。
在选择适合台式电脑使用的无线网卡时,PCI接口产品价格比USB接口产品要低一些,但是外置的天线距离机箱背面比较近,很容易受其他线缆的干扰影响信号的收发,此时可选择天线稍长的无线网卡;USB无线网卡安装简单,方便携带使用在任何电脑上,但是内置的天线不方便调节指向,可采用USB延长线弥补这一缺点,此外它的售价较高。
PCMICA无线网卡仅适用于笔记本电脑,只有通过转接卡才能使用在台式电脑上,其价格和USB无线网卡相差不大,许多笔记本电脑用户更愿意购买USB无线网卡,将空出来的PCMICA插槽空用来读取存储卡。
当然,如果你的笔记本电脑内置了802.11a/b/g无线网卡的话,就省去了单独购买无线网卡的麻烦。
选购无线网卡的误区
用户在选择无线网卡时,注重的是产品的速率和覆盖距离,这些数值往往只能从无线网卡的说明书上得到。
无线网卡外包装上写明的覆盖范围只是最大距离,最大传输距离是在没有任何障碍物的情况下计算出的,在室内使用无线设备时这个数值没有任何意义。
因为无线网卡的穿墙能力大大影响其覆盖范围,在室内不同的房间使用无线网络,无线网卡接收的信号势必要受到墙壁的影响。
同时决定无线设备的实际覆盖范围的关键在于无线路由器或者无线AP,与无线网卡关系并不大。
无线传输设备之间如果存在障碍物,连接性能也会有所下降。
无线网卡的传输速率是向下兼容的,标注108Mbps的产品,为了稳定工作可能传输速率降低到只有54、48、36、24、18、12、11、9、6、5.5、2、1Mbps中的任一速率。
所以,如果在室内使用无线网卡,不要过分追求较大的覆盖范围,考虑如何放置无线设备达到最理解的接受状态才重要。
无线上网基本可以分为以下几类:
1:
红外线无线上网方案2:
利用蓝牙技术无线上网
3:
WLAN无线上网4:
其它无线上网方式
一、红外线无线上网方案
这是一种利用笔记本的红外线接收和发射功能,通过支持中国移动的GPRS(GeneralPacketRadioService,通用分组无线业务)手机无线上网。
因为GPRS终端也是相对便宜,收费也比较合理,所以应该说通过GPRS上网是目前比较切合实际的上网方式。
目前GPRS实际上网效果与56KbpsModem相似,GPRS按流量计算,一般为0.03元/1Kb或0.01元/1Kb,并有多种资费套餐,使用GPRS还不计算省际漫游费用。
这对于部分要求保持随时在线的用户提供了一种随时上网的可能性,并且由于中国移动的网络覆盖广,目前基本上做到凡是有中国移动信号的地区均有GPRS信号,保证了用户随地上网的可行性。
想通过GPRS使笔记本上网,就必须有相应的GPRS终端或模块,目前主要有以下几种GPRS终端方式:
1.笔记本内置GPRS模块。
通过这样一个GPRS模块笔记本可直接无线上网,无需GPRS手机。
如WinBookM9600、方正颐和S2000、TCL7000G等,但并不是所有的笔记本都内置,况且内置这种GPRS模块的笔记本本都较贵,所以这种无线上网方式不普遍。
2.PCMCIA卡或CF卡的GPRSModem。
目前比较有代表性的AirCard750(PCMCIA)或AudiovoxRTM8000(CF),用户只需将SIM卡插入GPRSModem的相应SIM插槽内,并安装驱动程序、拨号程序后,就可以象普通Modem一样拨号上网了。
不过这种卡均价格较高,通常在20000元以上。
这种方法在下面也将介绍。
3.GPRS功能的手机。
通过它与笔记本相连来无线上网。
也就是将带GPRS手机作为一个外置Modem,建立相应的GPRS拨号连接。
目前能提供笔记本无线上网的GPRS手机主要有爱立信的T39、T68、T316,摩托罗拉的V60、V66、V70,诺基亚的8310、6210、7650等,西门子的3618、6618,三菱e彩等等。
第3种方式是目前应用最广的一种无线上网方式,也是本节要介绍的方案。
在这种方案中首先需要具备以下两方面条件:
笔记本和手机的红外线接收和发射功能正常,如果笔记本红外线接口损坏,也可另外购买COM口红外转换器或USB口红外转换器,约100-200元,这种方法同样适用于台式机,使台式机也可通过红外线+GPRS手机无线上网。
所用手机支持GPRS,并且在相应电信部门开通GPRS移动上网服务。
这种方案最经济实惠,因为目前一般的笔记本电脑和手机都配备了红外线接口,支持GPRS的手机也非常普遍的,所以无需另外添置任何硬件,你只需将手机的红外线口对准笔记本电脑的红外线口就可以实现无线上网了。
这种无线上网方案具有以下几方面特点:
(1).通信速率较低(理论最大有115.2Kbps,但实际上只有几十Kbps),与以前窄带的56KModem的连接速率差不多,只能进行简单的互联网应用,如QQ聊天、邮件收发和简单网页浏览等。
(2).通信距离较短,应用受限。
这种无线传输的距离最长仅1米以内,而且还有方向性的限制,也就是说只能将手机和笔记本电脑的红外接口互相对准(通常间隔仅50cm左右),不能有较大的偏差,才能正常通信。
(3).安全性较高。
因为在同一时间里,它只允许两台的设备进行连接,而且连接的距离很短,两个红外线窗口不能有很大偏差,所以他人无法偷偷地复制你笔记本电脑上的数据。
GPRS手机+笔记本电脑的无线上网方案有点像内置Modem的安装,首先要安装红外接口驱动程序,再利用虚拟COM映射到红外线接口进行拨号,当然它不是直接通过有线电话号码线拨号的,而是通过手机无线拨号的。
具体配置如下(以WindowsXP系统为例):
第1步,首先安装红外线接口驱动程序(如果有已安装,此次可省)。
如果笔记本电脑的BIOS配置中有对红外线接口进行配置的选项,首先需要启用红外线功能。
如在笔者所使用的笔记本中,开机时按下F2键进入BIOS设定程序,选择进入SystemDevices菜单下选择InfraresPort(红外线端口)选项,在此选项中有三个可选设置,即Disabled、Enabled和Auto,可任意选择“Enabled”和“Auto”两选项之一即可。
按F10键储存设定值,结束设定程序。
重新启动系统后,系统会发现新的红外线端口,并安装驱动程序,然后弹出添加新硬件的向导对话框,在此要添加新的调制解调器了(其实是虚拟调制解调器)。
第2步,在“添加新硬件向导”中按提示依次单击“下一步”按钮,在列表框中选择最后的“添加新的硬件设备”选项。
第3步,单击“下一步”按钮,在弹出对话框中选择“安装我手动从列表选择的硬件(高级)”单选项。
然后继续单击“下一步”按钮,在所出现的对话框中选择“调制解调器”选项。
第4步,继续单击“下一步”按钮,在对话框中选择“不要检测我的调制解调器;我将从列表中选择”复选项。
第5步,单击“下一步”按钮,在弹出如图4所示对话框中“厂商”列中选择“标准调制解调器”选项。
然后选择“标准11400bps调制解调器”选项,因为通常无线上网的理论速率可达到115.2kbps,当然如果你的手机所能支持的速率较低,也可选择9600bps的调制解调器选项。
第6步,单击“下一步”按钮即弹出一个对话框,要求选择一个连接的COM口,任意选择一个未用的COM口,通常会自己识别的(这其实是个虚拟COM口)。
然后依照提示继续单击“下一步”按钮后即可完成虚拟调制解调器的安装了。
第7步,在“网络连接”对话框“网络任务”栏中单击“创建一个新的连接”链接项,然后在“新建连接”向导中按提示创建一个新的拨号连接,所选拨号设备就是上面所安装的虚拟调制解调器。
第8步,在“控制面板”中双击“红外线”,在“选项”一栏中选择“启动红外线通讯”,打开笔记本电脑红外端口;同时要在手机上设置打开手机红外线端口(不同手机设置不同尽相同)。
第9步,把手机的红外端口正对着笔记本电脑的红外线窗口(两者距离通常不超过30cm才有效),对准后笔记本电脑会提示找到一个红外线发射设备(即手机)。
此时双击前面所创建的拨号连接,输入拨号ISP的电话号码、用户帐户和密码信息。
成功拨号后,手机屏上显示接收和发送的数据,证实手机正在进行数据通讯。
通过以上几步就实现了GPRS手机+笔记本红外线连接无线上网。
用这种方案来上网,网络实际最高连接速度还受周围环境影响,比普通Modem还要慢,只能作为应急上网方案,在一些没有调制解调器的老笔记本电脑和电话线等有线联网设备环境中比较适用使用。
二、利用蓝牙技术无线上网
其实这一方案与上一方案类似,都是通过红外线实现支持蓝牙(BlueTooth)无线网络连接的手机和笔记本电脑的连接,然后再通过手机无线上网。
但是这里所用的红外线接收和发射设备不是笔记本的红外线端口,而是改用功率更强、性能更好的蓝牙适配器进行的,如图5所示。
这种蓝牙适配器所采用的接口也是多种多样的,如USB、PCMAIA、COM口等,这些与其它网络设备一样,都是为了满足不同用户的需求。
蓝牙技术是工作在2.4GHz免费频段,其技术规范定义了两种无线电选择:
低功率级,最大有效半径为10米,主要面向客户机设备;高功率级,最大有效半径为100米,主要面向接入点。
蓝牙设备能够同时连接多达7台设备。
最大数据传输速率可达1Mbps。
这些无线电设备使用无线跳频(FHSS)技术,可最大程度地减少干扰,增进安全性。
在此要说明的一点就是蓝牙是一种无线短距离网络连接技术,它不仅应用在手机上,而且还应用于其它设备,如打印机、信息家电,鼠标和键盘等。
当然本文仅介绍利用支持蓝牙技术的手机与笔记本或台式机无线上网的方案,这种方案要比上面介绍的GPRS无线上网性能要好许多。
它主要应用于两台带有蓝牙适配的电脑进行无线通信,而并非本文所介绍的通过手机无线上网,当然这也是其中的一种应用。
因为它是独立提供红外线发射和数据接收的,所以这种蓝牙适配器不仅适宜和于笔记本电脑无线连接,还适用于台式PC机的无线连接。
目前最常用的接口是USB和笔记本专用的PCMCIA接口的,直接插在电脑(包括PC和NoteBook)的USB或者笔记本电脑的PCMCIA接口上即可(当然还需要安装相应的适配器驱动程序才能使用)。
利用蓝牙技进行无线上网,也要具备一定的条件:
(1).手机要支持蓝牙无线通信。
需要到相应的电信部门开通此项服务(当然是要收费的)。
目前支持蓝牙无线网络连接技术的手机比较少,如诺基亚的3300、8910、3650,摩托罗拉的A835,索尼爱立信的P802、Z600,飞利浦820等。
目前许多手机都同时支持GPRS和蓝牙的WAP双模式无线上网功能。
(2).笔记本要有内置或外置的蓝牙适配器。
这种无线上网方案相对利用笔记本电脑的红外线端进行无线连接主要具有以下几方面优点:
通讯距离长。
最长大可达20米(半径为10米);
方向性好。
因为它的发射功率大,而且适配器的发射面积比笔记本电脑的红外线窗口要大许多,所以它的覆盖范围要广许多。
能非常容易与手机等其它无线设备连接成功,而不会像上一种方案那样要左右调整,才能连接。
再一个功率大,也
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